樁板式擋土墻在永久性邊坡支護中的應用

戚利平

（吉首大學張家界學院，湖南 張家界 427000）

0 引言

樁板式擋土墻是邊坡的一種重要支擋結構，由抗滑樁和冠梁組合而成，抗滑樁部分錨入地下，其截面為矩形或圓形，樁間設置樁間板，樁頂通過冠梁連成整體[1-2]。吉首大學張家界學院二期學生公寓C棟北側背靠武陵源山脈，東側緊鄰武陵源大道，施工場地與兩側邊坡頂高差8～12m，均采用樁板式擋土墻作為永久性邊坡支護形式。本文以該項目邊坡支護工程為例，介紹樁板式擋土墻的設計和施工質量控制，為今后類似工程施工提供技術方面的參考。

1 工程概況

1.1 邊坡設計參數

吉首大學張家界學院在建的二期學生公寓C棟，由湖南省湘西工程勘察設計有限公司進行詳細勘察。根據勘察報告設計北側采用人工開挖方型樁板式擋土墻、東側采用機械開挖圓形樁板式擋土墻作為永久性邊坡支護形式。兩側邊坡長度及高差不相同，土質情況基本一致，具體設計參數見表1。

表1 邊坡設計參數

1.2 工程地質與水文地質

邊坡所處場地在區域上屬丘陵地貌，地勢整體北高南低，地形邊坡平均為60°，上覆植被少，上部靠西側有少量灌木。場地地層自上而下分為第四系雜填土（Q4pl）、第四系含碎石粉質黏土（Q4el）及志留系強到中風化頁巖（S）。地質構造該區域位于新華夏系一級構造第三隆起帶的南段，湘西北弧形構造的東北段，場地巖層為單斜構造。建設場地南側約300m處為澧水河支流-太極溪，場地50年一遇最高洪水位約171.6m，同時由于距離較遠，對邊坡工程無影響。由于雜填土結構松散，短期內不能完成固結，工程性質差，易發生圓弧滑動變形破壞，故邊坡在垂直開挖條件下處于不穩定狀態，應采取支護措施。根據該項目的基本情況，采用樁板式擋土墻進行永久性邊坡支護。

2 樁板式擋土墻設計

2.1 邊坡穩定性評價

該工程采用定性分析和定量計算綜合評價邊坡的穩定性。北側和東側邊坡尚未完全開挖整平，北側邊坡上部活動板房前坪已出現部分橫向張拉裂縫。由于兩側為松散雜填土，工程性質差，短期內不能完成固結。在上部建筑荷載、暴雨等不利情況下土體內部極易產生圓弧滑動變形破壞，故定性分析兩側邊坡處于不穩定狀態，需采取支護措施。根據破壞模式，邊坡易產生沿通過坡腳的土體內部圓弧型滑面的滑移破壞[3]，具體分析見表2所示。

表2 邊坡穩定性評價結果

2.2 設計荷載控制值

根據邊坡條件并考慮支擋方式，選取1-1及2-2兩個代表性剖面綜合考慮土質邊坡天然工況下巖土側壓力及剩余下滑力，設計計算該邊坡荷載控制值（見表3所示）。

表3 設計邊坡荷載控制值（單位：kN）

2.3 支護方案

根據邊坡場地巖土工程條件、周邊環境以及施工條件，確定邊坡支護方案如下：北側土質邊坡長51.5m，高約5.28～11.5m，東側土質邊坡長62.0m，高約9.9～11.6m，兩側邊坡均采用樁板式擋土墻+放坡支護，樁間采用預制擋板封閉，擋板與支護通過托梁固定，托梁通過植筋與支護樁相連[4]。樁頂設置冠梁相連，冠梁以上坡體按照1∶1.5坡率放坡，冠梁后設置排水溝攔截地表水，沿坡腳布置綠化欄，種植爬山虎進行綠化。

2.4 邊坡支護分項設計

2.4.1 平面和立面設計

北側邊坡在坡頂布置11根支護樁，支護長度為51.5m，東側在邊坡坡腳距離建筑邊線2m處布置25根支護樁，支護長度為62.1m，邊坡平面和立面設計參數見表4所示。

表4 邊坡平面和立面設計參數

2.4.2 配筋設計

邊坡支護樁樁身混凝土采用C30，北側邊坡1-5號樁背側配筋26C28、6-11號樁背側配筋30C28；面側配筋均為10C28，腰筋均為5C25，箍筋均為B12@200，鋼筋連接采用機械連接，混凝土保護層厚度控制在50mm。東側邊坡縱向受力鋼筋均為22C28，加強筋均為C18@2000，箍筋均為B10@200，鋼筋連接采用機械連接，混凝土保護層厚度控制在50mm（A、B、C分別代表鋼筋等級為一級、二級、三級）。

2.4.3 成樁工藝

北側邊坡均采用人工挖孔成孔，在樁孔施工期間根據巖石軟硬程度采用水磨鉆或風鎬開挖。因場地基巖較破碎，為確保樁孔施工順利及作業人員安全，樁孔施工采用全孔混凝土護壁，邊坡穩定性較差，應采用跳孔開挖以減小對邊坡穩定性的影響。東側邊坡由于樁位在坡腳，考慮安全因素均采用機械旋挖成孔施工，旋挖過程中應精確測量，及時糾偏，確保成樁質量。

2.4.4 樁間擋板設計

北側邊坡支護樁之間采用厚200mm的C30預制擋板，擋板配筋均采用雙層雙向網筋，擋板設計為B10@200，保護層厚度為25mm，擋板長3.5m，高0.5m。擋板通過托梁與支護樁進行固定，置于基礎之上，托梁采用植筋與支護樁相連。托梁截面尺寸為0.2m×0.2m，主筋4C16，箍筋為10B@200，植筋為25C@150（水平）×400（豎向），植筋長度為600mm。

東側邊坡1-9號樁間采用C20噴射混凝土護面，厚度80mm，網筋為6A@200單層雙向布置。在樁間設短釘16C@800固定樁間混凝土板，釘長1.5m，彎折0.3m，與網筋綁扎牢固，采用錘擊方式入土。10-25號樁之間采用C30預制擋板，厚200mm，擋板配筋均采用雙層雙向網筋，擋板設計為B10@200，保護層厚度為25mm，擋板長3.5m，高0.5m。擋板四周預留0.1×0.1的托梁卡槽位置，通過托梁與支護樁進行固定，托梁采用植筋與支護樁相連[5]。托梁為L型，主筋4C25植筋與支護樁固定，植筋長度為400mm。

3 施工流程與質量控制

3.1 施工流程

正確的施工流程是保證施工期間邊坡穩定性的重要保證，施工流程為：樁孔放線、復核→變形監測點的設置→變形初始觀測→支護樁施工（挖孔、鋼筋籠、澆筑混凝土）→托梁（植筋、鋼筋網制作與安裝、模板安裝、澆筑混凝土）及擋板施工（擋板預制、吊裝混凝土灌注封閉）→冠梁施工（鋼筋網制作與安裝、模板安裝、澆筑混凝土）→排水溝施工→坡頂防護欄施工。

3.2 質量控制

施工前應對周邊環境進行詳細了解，確保施工不危及人員安全，按規范要求編制施工組織設計，具體質量控制如下：支護樁的樁位偏差軸線和垂直軸線方向均不超過50mm，成樁深度須以樁底標高控制，樁徑偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于0.5%；支護樁挖孔必須間隔一個以上的樁孔位，待相鄰樁灌注混凝土強度達到60%以上后，方可進行樁孔開挖；嚴格控制樁芯混凝土強度、保護層厚度，冠梁施工時，應將樁頂浮漿清除，冠梁沿邊坡縱向每15～20m設置一道縫寬為20mm的伸縮縫，縫內用瀝青麻絲填充，模板表面光滑、平整、無錯臺；擋土板在預制場預制，待樁身混凝土強度達到70%后方可進行吊裝作業，擋土板從上往下安裝，要求平順、縫隙均勻，每塊板預留兩個吊裝孔，孔的位置應靠近板兩端1/4板長處。

4 監控量測

為保證施工安全和檢驗治理工程效果，對邊坡治理工程布置監測系統，施工期間對邊坡進行全過程監測。監測包括施工安全監測、防治效果監測和動態長期監測。設施工安全監測、防治效果監測點8個，其中監測系統共設置監測基準點2個，坡頂位移監測點3個，支護結構變形監測點3個。監測項目包括坡頂位移變形監測和支護結構變形監測，在施工期間應對設置的監測點、基準點進行妥善保護[6]。本邊坡按一級邊坡要求進行監測，監測項目應測得初始值，且不少于兩次。施工期間監測頻率為1次/天，運行期效果監測頻率為2次/月，遇變形異常或暴雨天氣應加密監測。支護結構坡頂有水平位移跡象或結構受力產生裂縫時應及時報警。土質邊坡坡頂允許最大水平位移為20mm。竣工后的一級邊坡監測時間不少于一個水文年。

5 結束語

吉首大學張家界學院在建的二期學生公寓C棟根據勘察報告設計北側采用人工開挖方型樁板式擋土墻、東側采用機械開挖圓形樁板式擋土墻作為永久性邊坡支護形式。為保證施工安全和檢驗治理工程效果，對邊坡治理工程布置監測系統，施工期間對邊坡進行全過程監測。通過計算和監測，論證樁板式擋土墻施工的可行性。本文總結的樁板式擋土墻的設計和施工質量控制經驗，可為今后類似工程施工提供技術方面的參考。