樁板式擋墻在柳州市濱江東路設計中的應用

■潘秀球 ■上海城興市政工程設計有限公司，上海 200235

1 項目背景

柳州市濱江東路沿江道路工程是百里柳江工程的重要組成部分，位于柳州市柳江左岸，起于壺東大橋西端交通閘與現狀濱江路相接，穿越壺東大橋底，沿現狀防洪堤外側與柳江平行向北，經白沙碼頭，北至河東大橋北端與防洪交通閘順接，全長3.06km。沿江道路工程紅線寬11.5m，道路等級為城市支路，設計速度40km/h，雙向2 車道。

柳州市濱江東路沿江道路工程于柳江白沙防洪堤外側邊及護岸坡面上布置，有可能影響河岸岸坡及堤防安全，需進行穩定安全分析，確定合理的支擋方案。

2 現狀概況

2.1 地形地貌

柳州市濱江東路沿江道路工程，沿現狀防汛墻外側與柳江平行向北，經白沙碼頭，北至河東大橋西端，與現狀交通閘順接。由于路線位于防汛墻外側，左側為防汛墻，右側為柳江，部分段落與防汛墻距離較近的路段，為了不影響原河堤的穩定性，在道路左側設路塹墻。

2.2 地質概況

沿線地形呈波狀起伏，場區巖土層自上而下可分為:雜填土、硬塑狀粘土可塑狀粘土、硬塑狀粉質粘土、可塑狀粉質粘土、卵石、中～微風化白云巖。

2.3 防洪堤概況

柳州市白沙堤位于河北區柳江左岸，按五十年一遇洪水標準設計，工程等級為Ⅱ，主要建筑物為2 級建筑物，包括堤防、排澇泵站、排澇(涵)閘、交通閘等，搶險道路緊靠堤后布置，路面寬7～12.5m，混凝土路面。

3 總體方案的確定

柳州市濱江東路沿江道路工程主要布置于防洪堤外側，現狀護岸坡度為1∶2.0～1∶2.25，沿江道路工程左側與防洪堤距離較近處設置路塹墻。并根據道路與防洪堤遠近及邊坡高度的不同設置護面墻、重力式擋土墻和樁板式擋土墻。沿江道路右側放坡受限制及兼顧放坡和親水平臺設置受限制處設路肩墻，根據邊坡高度不同設置衡重式擋土墻、重力式擋土墻和樁板式擋土墻，路基礎右側擋土墻外側坡面及不設擋墻路段的路基邊坡防護設置漿砌石護坡。

3.1 本項目的重難點

(1)濱江道路施工難度大。濱江道路施工難度大，需要詳盡掌握柳江汛期及汛期每個階段洪水水位，作好施工期間防洪安全。建議沿江道路工程在枯水期實施，防止汛期出現較大洪水影響堤防安全。施工前作好工程地質調查，充分考慮濱江地區地質復雜，情況多變，水下施工難度大等問題。

(2)如何保證防洪大堤的安全性、穩定性。工程方案需要考慮柳江每年的汛期以及大堤防洪標準要求，通過以下方法確保大堤安全穩定。

①理論上道路、水利等設計采用不同行業角度、驗算方式、分析方法對大堤安全進行驗算;

②沿江道路工程在工程處理實施后，建議對堤防岸坡進行不間斷定期監測，發生險情要及時處理。

(3)濱江支擋工程的方案選擇。濱江道路工程是集道路、景觀防洪一體的工程，工程方案的選擇自然對各個方面會造成一定影響，濱江道路支擋工程方案的選擇是濱江道路工程的一個重要方面。

3.2 總體支擋方案

根據對防汛墻及整個岸坡的穩定性驗算分析，沿江道路修筑后防汛墻及整個岸坡的穩定性達不到Ⅱ級堤防要求，需采取抗滑樁等防護措施，才能保證堤防達到穩定性要求。經過反復驗算比較，道路左側部分路段采用樁板式擋墻防護，一方面可以起到對路塹邊坡的防護作用，另一方面也起到抗滑樁的作用，保證了防汛墻及整個岸坡的穩定性。同時由于采用了樁板式擋墻，路塹邊坡直立削坡，避免了因路塹放坡而導致防汛墻基礎外露，基礎掏空，保證了防汛墻的安全。道路右側面臨柳江，由于道路建在防汛墻外側的岸坡上，且道路走廊帶非常狹窄，部分路段路基已布置到江岸邊，需先修筑擋墻并在擋墻背后回填土來增加路基寬度?？紤]到圬工工程水下施工不便，浸水路段或擋墻基礎在常水位以下路段，均采用樁板式擋墻防護。

4 樁板式擋墻結構設計

4.1 構造設計

本項目樁板式擋墻由懸臂樁和擋土板組合而成，懸臂樁部分錨入沿江大堤堤身，樁體結構截面采用直徑2.2 米圓形結構，擋土板其截面形式為矩形，通過連接鋼筋將擋土板置于樁體內側，圓形截面樁應在樁后設置搭接擋土板用的凸形平臺，利用樁深埋入柳江大堤部分的錨固段長度的錨固作用力及被動土抗力，維護擋土墻的穩定，樁體外側臨水側設置親水平臺。

4.2 適用范圍

樁板式擋土墻適宜于土壓力大，墻高較高的情況，本項目沿江布設，樁體深入大堤，經安全穩定驗算，樁長為12-18 米不等。擋土墻作為路肩墻使用，本項目樁間距為6m。圓形樁采用鉆孔灌注樁，樁間擋土板采用板與樁整體現場澆注方案。

4.3 結構計算

4.3.1 樁的計算

樁板式擋土墻的樁間距、樁長、樁結構截面尺寸的確定，綜合考慮了各方面因素。樁的截面尺寸不宜小于1.25，本項目截面形式采用圓形，樁間距為6m，樁板墻頂位移按照小于樁懸臂端的長度的1/100 進行計算考慮，且不宜大于10cm。地面的水平位移不宜大于10mm，且側壁應力不應大于地層的橫向容許承載力，對于驗算橫向容許承載力不夠的樁體采用增加樁埋深的措施。以下為結構計算中外部條件。

(1)滑動面以下的地基系數應根據柳江大堤沿線的地層性質條件確定:

(2)錨固樁樁底支承應結合實際地層情況和樁底嵌固深度采用自由端。

(3)樁板式擋土墻錨固端深度的計算，主要根據沿線地基的橫向容許承載力來進行確定，當樁的變位需要控制時，考慮最大位移不超過容許值。

(4)錨固段樁的換算長度為βh2、αh2。

①當沿線地質段落較為完整的硬黏土時，采用地基系數為K 進行計算:

②當沿線地質段落為硬塑的砂黏土及碎石類土時，采用地基系數為三角形分布進行計算:

樁身上部按懸臂樁計算其最大彎矩、剪力等值，樁身錨固段應根據地基土的情況，采用m 法進行結構內力計算，經計算本項目通過理正、邁達斯等程序進行結構穩定性驗算，樁頂位移滿足要求。

4.3.2 板的計算

(1)本項目樁間擋土板置于懸臂樁后用于支擋大堤，擋土板結構計算需按全部側向土壓力作用的簡支梁方式進行。

(2)樁后擋土板搭在樁的翼緣板上時，可按僅承受樁間土體卸荷拱內部分側向土壓力作用的簡支梁進行計算，由于該土壓力比庫倫土壓力顯著減小，內力計算按照不小于1.5 安全系數。

(3)本項目擋土板分類不多，按2～5m 一級，取最下端擋土板對應土壓力按均布荷載計算。

5 施工要點

(1)樁板式擋墻一般先挖樁，再施工擋土板，本項目沿江施工，因此先在臨江水中打設鋼護桶，然后一并施工樁體與樁后擋土板。

(2)施工前應核對現場情況、實際開挖情況是否與設計要求相符，尤其對于大堤穩定充分注意，施工開挖精細化作業。

(3)懸臂樁宜隔樁開挖，按設計要求做好混凝土護壁，應在上一節護壁混凝土終凝后才能進行下部樁基的開挖。

(4)遇到松軟、破碎時，應在護壁內順滑動方向設置臨時橫向支撐并做好觀測。

(5)樁孔爆破應采用淺眼爆破法，嚴格控制炸藥用量，并注意通風。

(6)樁身混凝土必須連續澆灌，以免形成施工縫。

(7)樁身及擋土板的設計一般不考慮大型機械荷載的施壓，故樁板后一定范圍內不得使用大型機械填筑。

6 動態設計

在實際工程中由于地形地質復雜多變，地質勘察報告可能會與實際地質情況不符甚至差距較大，故規范明確提出設計宜采用動態設計法。對地質情況復雜的一級邊坡，設計時應結合邊坡地質勘察報告，因地制宜，做好邊坡設計方案比選，提請業主及相關專家評審，在此基礎上再進行邊坡擋墻的設計。在施工開挖中應補充進行必要的施工勘察，核對原地質勘察結論，設計人員應及時掌握施工開挖揭示的真實地質狀況、施工情況及變形監測等信息，及時對原設計進行校核、修改和補充。

7 結論

結合柳州市濱江東路沿江道路工程的分析，最終采用樁板式擋墻方案是合理的，既能滿足沿江道路親水功能，又能保證柳江防洪大堤安全穩定要求，但施工存在一定難度，需重視動態設計以確保工程實施的安全可靠。

［1］《鐵路路基支擋結構設計規范》(TB10025-2006 J127-2006)中國鐵道出版社，2009 年.北京.