淺談樁基擋墻在老路拓寬改造項目中的應用

吳 濤, 張曉東

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司;公路交通節能環保技術交通運輸行業研發中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

隨著我國國民經濟的快速增長，交通運輸量急劇增長，部分國省道干線拓寬升級改造已如火如荼地展開。在臨河、臨崖段老路拓寬改造時，經常會遇到老路路基寬度不夠的情況，如何拓寬成為棘手的問題。因此，本文結合工程實例，論述一種安全、經濟、易實施的臨河側路基拓寬的方案，供大家學習交流。

1 工程概況

G213線張掖肅南至青海祁連公路改建工程03標K19+570～K19+650段，左側山體為古滑坡體，洪坡積覆蓋層較厚，山體十分破碎，右側臨河，高差大。選線時主動避讓左側老滑坡體，采取右側加寬，右幅路基最大填土高度約30 m。由于本項目處于祁連山保護區，受環保、水利政策的制約，不能采取以往常規的直接放坡，在坡腳設重力式擋土墻支擋，路基侵占河道的部分采取改移河道的方案。

2 樁基擋墻和橋梁方案的比選

結合工點地質條件、造價、環保、防洪、施工難易性等因素，本著安全、經濟、合理的原則，進行了樁基擋墻方案和橋梁方案的比選。

2.1 橋梁方案

橋跨布置為3×25 m的組合箱梁，橋梁全長82.0 m,橋梁全寬10 m；橋梁平面位于直線R832.6 m的圓曲線內，無超高、加寬。橋梁上部結構采用預應力組合箱梁，下部結構采用柱墩、柱式臺，基礎均為樁基礎。

圖1 橋梁結構示意圖

該方案安全性較高，避免對河道改移，滿足環保、水利的要求，但工期較長，施工難度大，且費用高。

2.2 樁基擋墻方案

(1)樁基+高擋墻(7m)，如圖2所示。對K19+585～K19+615全幅或半幅路基臨空、橫坡較陡的路段(30 m)采用樁基+高擋墻(7 m)方案。雙排樁基礎，樁徑為1.6 m，樁長13～17 m。

圖2 樁基+高擋墻

(2)樁基+矮擋墻(3m),如圖3所示。 K19+570～K19+585、K19+615～K19+650段路基少部分臨空、橫坡相對較緩的路段，采用樁基+矮擋墻(3 m)方案。采用單排樁基礎，樁徑為1.8 m，樁長為15 m。

圖3 樁基+矮擋墻

經過多方協商和組織專家論證后，本著經濟、安全、適用、易施工原則，確定該段路基拓寬部分采用樁基擋墻方案，同時在墻體及承臺內設置錨索加固。

3 樁基擋墻

3.1 樁基礎

根據現場調查及地勘資料，在路線右側K19+570～K19+650范圍內設置樁基礎，采用C30鋼筋混凝土現澆。其中K19+570～K19+585、K19+619～K19+650段采用單排樁基礎，樁徑為1.8 m，樁長根據該段地質情況確定為15 m，同時須保證進入中風化基巖不小于6m；樁間距3.83～4.1 m；K19+585～K19+619段采用雙排樁基礎，樁徑為1.6 m，橫向樁間距為3.6 m，縱向樁間距為3.4～3.5 m，樁長根據不同路段地質情況分別確定為13～17 m，同時須保證進入中風化基巖不小于6 m。

在K19+585～K19+619段，由于臨空面相對較大，設計中考慮減少老路開挖，承臺相應提高，為便于后期施工完成后路基回填壓實，在該段靠近路基側一排樁之間增加一排樁徑為0.8 m的圓樁，圓樁中心位于順路線方向相鄰樁基的中點，樁長根據該段地質情況確定為8～10 m。

樁身主筋須穿過樁頂伸入承臺，待后期承臺施工時與承臺內部鋼筋連接。

3.2 承臺

根據現場地形，為減少開挖、保證老路暢通，設計時將承臺分為5段。1#、4#、5#承臺厚2 m，寬2.9 m，2#、3#承臺厚2 m，寬6.2 m，均采用C30鋼筋混凝土現澆。根據平面樁基布設位置，1#承臺長度為15 m、2#承臺長度為10 m、3#承臺長度為24 m、4#承臺長度為16 m、5#承臺長度為15 m。承臺內部鋼筋須與下部樁基礎伸出的主筋連接為整體。

3.3 錨索

為提高整體穩定性，K19+585～K19+650段承臺處設置一排錨索，錨索順路線方向間距3 m，長18 m；同時在K19+585～K19+619段擋墻墻身處設置一排錨索，錨索順路線方向間距3 m，長18 m。

承臺及擋墻施工時應做好錨索孔位預留，以便于施工。

3.4 鋼筋混凝土擋土墻

在K19+570～K19+650段承臺上部設置C25鋼筋混凝土擋墻，衡重式擋墻平均高度7 m，重力式擋墻平均高度2～3 m，擋墻與本段兩側已施工完成的擋墻順接。

擋墻底部鋼筋須伸入1.5 m至下部承臺，施工時須預留銜接鋼筋，同時墻頂預埋上部護欄基礎鋼筋。

擋墻后方應分層回填、碾壓，每層填筑厚度不大于50 cm，有條件時應向原坡面內側開挖臺階，并且在每層填料上部鋪設一層雙向鋼塑土工格柵，以提高整體強度。

4 施工工藝

有關施工工藝及其質量檢驗標準，均按有關規定執行，并提出以下要求。

4.1 樁基礎及承臺

(1)樁基礎、承臺要按樁位坐標、方向及位置，準確放線定位。應跳樁施工，嚴禁多個連續樁孔同時施工，以免擾動孔壁發生串孔斷樁事故。

(2)樁基的鋼筋接長應滿足搭接或焊接長度要求，鋼筋籠可采用分段加工、吊放時接長，鋼筋籠主筋的接長接頭位置應滿足規范要求，確保鋼筋籠準確定位和防止對孔壁的影響，就位后應做可靠的固定，避免在灌注混凝土時鋼筋籠上浮。

(3)對于采用樁基礎，鉆孔樁澆筑完成后應進行質量檢驗(無破損檢測)，對檢測結果有疑問時，則應做鉆孔取芯檢測，以確保樁基質量。

(4)鉆孔樁中心位置偏差不大于2.5 cm，成孔不小于設計樁徑，傾斜度不大于樁長的1/100。樁基礎在承臺底面處的重心偏差不大于5 cm。

(5)施工時應對基樁采用“一樁一報”制度，即對鉆孔過程中所揭示的各地層情況、鉆進速度、樁尖地層情況等進行動態檢測并詳細記錄與及時反饋，以便校核設計，確定是否可以終孔，從而保證施工質量。

(6)承臺在施工過程中應嚴格按照《公路橋涵施工技術規范》中相關要求執行，防止大體積承臺澆筑出現開裂現象。

4.2 擋土墻

(1)墻體澆筑。擋土墻多采用C25鋼筋混凝土澆筑，當大體積基礎混凝土平截面過大，不能在前層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成次層混凝土時，可分塊進行澆筑，各分塊平均面積不宜小于50 m2，高度不宜超過2 m。

(2)墻身變高方式。由于路線縱面變化及為保證承臺同一高程，一段擋墻內墻身高度也不同，按墻高值大的一端從標準圖中選取擋墻尺寸及配筋，全段擋墻內基礎頂面寬度不變，墻身頂寬、底寬及墻外立面坡度不變，擋墻墻背坡度漸變，從而實現墻身變高。

(3)墻背填筑。當墻背處地面橫坡較陡時，應采用開挖臺階處理。待砌體砂漿強度達到75%以上，方可進行墻背回填，回填應均勻，攤鋪要平整，并設不小于3%的橫坡，逐層填筑、碾壓夯實，不允許向墻背斜坡填筑。

墻背填料的壓實效果應達到所在路基相應高度處的壓實度，墻背填料的基底壓實度不應小于85%。

(4)沉降縫施工。沉降縫寬度為2 cm，接縫均須垂直，并且縫兩側砌體表面需要平整，不能搭接。

接縫中需填塞瀝青麻絮等防水材料，防止砌體漏水。可貼置在接縫處已砌墻段的端面，也可在砌筑后再填塞，但均需沿墻壁內、外、頂三面填滿、擠緊。填塞深度均不得小于15 cm。

沉降縫設置位置根據下部承臺長度，在兩段承臺連接處設置擋墻沉降縫。

4.3 錨索

4.3.1 注意事項

(1)錨索施工順序為測放孔位→鉆孔(墻身預留孔位)→錨索制安→注漿→挖槽→支模→綁扎鋼筋→混凝土澆筑→養護→錨索預應力張拉、鎖定。

(2)錨索孔位測放力求準確，偏差±3 cm，鉆孔傾角按設計取定，允許誤差不超過±1°；考慮沉渣影響，為確保錨索深度，實際鉆孔深度應大于設計深度1.0 m。

(3)錨索成孔嚴禁帶水鉆進，以確保鉆孔施工不至惡化邊坡條件，鉆進過程中，應對每孔地層變化(巖粉情況)、進尺速度(鉆進、鉆壓等)及一些特殊情況做現場記錄，若遇塌孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理24小時后重新鉆進。

(4)錨索孔徑130 mm，成孔后不小于該值。鉆進完成后須用高壓空氣(0.2～0.4 MPa)進行清孔，以免降低水泥砂漿與孔壁巖體的黏結強度。

(5)錨索材料采用高強度、低松弛、環氧全噴涂無黏結預應力鋼絞線，直徑φ=15.24 mm，強度為1 860 MPa,要求順直、無損傷、無死彎。

(6)錨固段須除銹、除油污，按設計要求綁扎架線環和箍線環(箍線環用8號鉛絲繞兩圈)，架線環與箍線環間距1.0 m，相間分布，箍線環僅分布于錨固段。

(7)錨索下料采用采用砂輪切割機切割，避免電焊切割。考慮到錨索張拉工藝要求，實際錨索長度要比設計長度多留2.0 m，即錨索長度L錨=L錨固段+L自由段+2.0 m(張拉段)。錨具采用OVM15-6型(包括錨板、墊板、螺旋筋等)成套錨具，墊板不得使用鑄鐵板代替。

(8)錨索孔內灌注M30號水泥砂漿，灰砂比1∶1，水灰比0.38～0.45，砂漿體強度不低于30 MPa。采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力不低于0.4 MPa，當砂漿體強度達到設計強度后，方可進行張拉鎖定，在砂漿未完全固化前不得拉拔和移動錨索。

(9)錨索張拉前必須對張拉設備進行標定，正式張拉前先對錨索進行1～2次試張拉，荷載等級為0.1倍的錨索設計拉力。

(10)錨索設計荷載為600 kN，鎖定荷載為500 kN。錨索分五級張拉，每級荷載分別為設計拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍，除最后一級需要穩定10～20 min外，其余每級需要穩定5min，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量。在每一級穩定時間里必須測讀錨頭位移3次。張拉后若發現有明顯的預應力損失，應及時補張拉。建議分7 d、15 d、21 d進行補張拉，最后整個邊坡整體張拉一次并鎖定。

(11)當張拉到最后一級荷載且變形穩定后，卸荷至鎖定荷載鎖定錨索。錨索鎖定后，切除多余鋼絞線，用C20混凝土及時封閉錨頭。

(12)錨頭節點處坡面務必采用C25混凝土找平，厚度確保不小于10 cm。

4.3.2 錨索拉拔試驗

(1)根據預應力錨索設計與施工規范，在施工前必須進行錨索現場拉拔試驗，根據試驗結果驗證設計錨固長度是否滿足要求。

(2)試驗要求做一組拉拔試驗，每組3孔，孔深不小于15 m，錨固段各取6、8、10 m，試驗必須為破壞試驗。

5 結束語

隨著我國公路網的完善，許多國省干線公路的拓寬改造迫在眉睫，很多老路的路基寬度達不到擬建路基的寬度，尤其在臨河、臨崖、橫坡陡峭段，由于落差大、河道不能侵填改移等原因，路基寬度不足的問題更為突出。目前沒有固定的模式，采用什么樣的拓寬方案也是一項復雜的問題。本文結合實體項目中老路基拓寬的案例，提出了樁基擋墻拓寬路基措施在設計、施工中的幾點建議和注意事項，供大家交流學習。