桩板墙施工关键技术探讨
2012-11-05张霄飞
张霄飞
(山西运城路桥有限责任公司,山西运城 044000)
0 引言
在山岭陡峭,地形复杂的地区,高等级公路通过的地段会造成大量的高填深挖,深挖方会造成大量弃方,容易造成环境污染,高填方又会带来路基放坡远,增加工程占地。且山岭地区一般含有较厚的上覆松散土,其力学性质差,边坡稳定较差,自然状况下,很容易产生垮塌和滑移等局部变形。因横坡较陡且地基承载力较低,路堤无法放坡或修筑挡土墙,可采用桩板墙进行支挡。采用桩板墙开挖面小,可减少路基土方挖填,减少路基放坡,大大节约了工程占地,起到了经济和环保的作用。青岛—银川国道主干线山西省汾阳至离石段第十四合同段,采用桩板墙进行边坡治理,在施工中通过不断地学习借鉴和摸索总结,抓住了施工关键环节,保证了施工质量,最终掌握了桩板墙施工技巧,为今后同类型工程施工提供了科学参考。
1 工程概况
由我公司承建的青岛—银川国道主干线山西省汾阳至离石段第十四合同段,起止桩号为K58+700~K63+700,地处吕梁地区离石境内,属山岭区,路线所经地区地形支离破碎,沟壑纵横;K62+547~K63+630段地形横坡55°~75°,路中线右侧10 m~25 m为70°~80°陡坎,陡坎高度15 m~20 m,右侧坡脚局部形成陡壁,且路线右侧与218国道相邻。该段中部及右幅右侧设置为桩板式挡土墙,桩体共计211根,桩体截面尺寸1.5 m×2.5 m,桩身采用C25钢筋混凝土浇筑,共计混凝土15 750 m3;安装挡土板2 820块。
2 主要研究过程及方法
1)施工准备及施工组织,进行技术交底,编制施工组织设计及专项施工方案。
2)施工现场进行试桩,从桩基开挖、护壁浇筑、钢筋绑扎、混凝土浇筑、挡土板安装、墙后填筑各个环节进行过程控制,确保人员、设备配制有序。
3)根据试验工艺参数,组织大面积施工,加强施工过程质量控制及安全控制。
4)通过对关键技术的完善、改进和总结,使之达到成本和质量最优。
3 工艺原理
桩板式挡墙由抗滑桩和挡土板组合而成,抗滑桩部分锚入地下,其截面为矩形,部分伸出地表,其截面形式为T形,挡土板为预制平板。作用于桩板式挡墙上的荷载,主要为墙后土体的侧压力、土体表面的附加荷载以及抗滑桩地下锚固段的土层反力。设置桩板墙后,桩顶处可能产生较大的水平位移,因此在桩的上部增加锚定板防护,即在距桩顶2 m,6 m,10 m处桩截面中央预埋一根Φ32钢筋(每隔4 m设置),以便与拉杆焊接,与锚定板连接,共同平衡桩体受力,改变桩板墙悬臂受力的状况,使得桩内弯矩大大减小,提高墙体的稳定性。
4 关键技术及改进措施
1)采用挖孔桩结合护壁隔桩施工,以少扰动或不扰动周边土体为主,对抗滑桩锁口进行加固,在四周布置监测点,认真观测井壁变形,确保安全。
2)抗滑桩施工中应安排合理,工序紧凑,当开挖遇到不良地段后,调整护壁形式,将每节护壁的高度由1.5 m减少到1 m甚至50 cm,同时将护壁钢筋由单层增加为双层,护壁厚度由20 cm增加为30 cm,挖好后支模板立即浇筑护壁混凝土,并且在混凝土中掺入早强剂;护壁模板拆除后加强观测,如果有问题应及时补强,以防坍塌。
3)桩板墙墙身混凝土应连续浇筑,不留施工缝,如果必须间歇而又超过下层混凝土凝结时间时,应立即停止浇筑,以施工缝处理。所有钢筋的加工、安装和质量验收等均符合施工规范有关规定。
4)挡土板安装时,应竖向起吊,两头挂有绳索,对准墙身两侧划好的放样线,将挡土板正确就位,应防止与墙身相撞,必要时,在两侧和中间设斜模支承,确保挡土板的稳定。安装要求板面平整,外形轮廓清晰,线条顺直,各部尺寸符合要求。
5)在施工中增加锚定板防护。即在距桩顶2 m,6 m,10 m处桩截面中央预埋一根Φ32钢筋(每隔4 m设置),以便与拉杆焊接,与锚定板连接,保持墙体稳定,减少桩体位移。
6)墙后填筑。安装挡土板后,从基底开始以1∶1坡度夯填土方,使墙体完全不受土的推力,填至下层锚定板拉杆标高以上20 cm后,挖下层拉杆及锚定板坑,安装下层拉杆及锚定板。然后填土,夯填至下层锚定板以上1 m左右,拧紧墙身下层拉杆的螺帽,使下层锚定板能承受一定的抗拔力。再进行三角区的填土,墙面系开始承受水平土压力。即①②③顺序,依次进行④~⑥往复填土至全部完成,使锚定板在施工过程中就能发挥其抗拔力,来平衡填土对墙背的水平推力。
三角区③,⑥施工时,每层土方碾压完成后根据反滤层宽度进行裁边,然后进行反滤层施工,反滤层采用50 cm砂砾进行回填。靠近墙面系1 m以内的填土,以及拉杆、锚定板以上50 cm厚的填土,碾压均采用小型手扶式电动夯机夯实,每层夯实厚度10 cm,见图1。
图1 墙后填筑示意图
7)安装锚定板及拉杆注意事项。开挖锚定板及拉杆沟槽前放线抄平,要求锚定板孔位与拉杆上孔眼保持在同一水平面;安装锚定板,板面竖直且在同一标高,使拉杆在同一直线上受力,防止拉杆扭曲。最后锚定板槽周边及板底部孔隙用混凝土填塞,锚定板、立柱上的拉杆孔眼用沥青砂胶填塞密实,而后分层填土,填土要分层压密,其密实度必须达到设计和规范要求。
在整个锚定板、拉杆、挡土板及填土施工完成后,需对其受力进行全面观测,最后将墙身外露的拉杆端头螺栓用混凝土包封,防止锈蚀。
5 经济、社会效益分析
桩板墙结构的采用,大大减小了路基土方的开挖和填筑工程量,降低了施工成本;采取桩板墙结构减少了填方路基放坡,耕地占用面积减小,大大降低了土地征用费;锚定板结构墙体稳定,位移量小,安全性能高;挡土板预留的排水孔利于路基排水,形成良好的排水系统,从而使路基常年处于干燥或中湿状态,有效地延长了公路使用寿命,取得了良好的经济社会效益。
[1]李明辉.弧形挡土墙模板设计[J].山西建筑,2011,37(8):69-71.