常用支挡结构形式与应用

2015-08-15兰州资源环境职业技术学院国资基建处甘肃兰州730021

江西建材 2015年18期

■李媛 ■兰州资源环境职业技术学院国资基建处，甘肃兰州 730021

1 常用的支挡结构形式

现今常见的支挡结构形式有很多，各有不同的适用范围，一般可按照结构形式、建筑材料、施工条件及所处的环境等条件进行划分。按其结构形式和受力特点可分为重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡墙、土钉墙、锚定板式挡墙、锚杆挡土墙、框架预应力锚杆挡墙、悬臂式排桩挡墙、地下连续墙、单支点和多支点排桩、抗滑桩和锚索等形式［1］;按照建筑材料划分可分为砖砌、石砌、混凝土、钢筋混凝土、土体锚固体系等;按照支挡结构所处环境条件可分为一般地区、浸水地区、黄土地区和地震地区等。

无论种类如何划分，支挡结构应当具有足够的承载力和刚度，要保证被支护结构的安全和正常使用。同时，在设计、施工过程中，还应满足技术先进、经济合理、方便施工、安全环保等要求，并与周围环境相协调。

2 支挡结构的应用

随着科学技术的不断发展，各种支挡结构在各类工程甚至是一些复杂工程中的应用越来越广泛，并且在各类工程中发挥着重要的作用。各种新型的支挡结构也应运而生，更加轻型、柔性、经济、环保、安全、便利的结构类型越来越受到重视，并且广泛地应用到各种类型的工程中，应用前景是非常乐观的。下面针对支挡结构的应用情况简要做一些介绍，供大家参考。

2.1 混合支挡结构应运而生

在山地、丘陵地区的工程建设中常常会形成高切坡和深填方边坡，这些边坡的体积往往巨大。由于建筑功能及环境需求，使得以往在一个工程中使用单一形式边坡支挡结构的方法已逐渐不适应边坡规模日渐增大的发展趋势，随着经济技术的发展，混合支挡结构应运而生，并且在一些地质环境复杂的边坡支护工程中发挥着越来越大的作用。

根据大体积边坡的各部分土体在地质环境上的差异，本着技术可行、经济合理、安全可靠的原则，同时考虑到建筑功能、环境要求及边坡的规模大小等因素，在边坡横断面上分别采用受力结构体系不同的支挡结构来共同承受边坡岩土体荷载，并且使这些结构能够在一起很好地协同工作，彼此取长补短。

常见的有:上部柱锚结构(由桩锚结构转化)+下部肋锚、桩基托梁重力式挡墙、上部桩锚结构+下部肋锚结构、上部肋锚结构+下部桩锚结构等。以上只是两种支挡结构的组合，此外还有两种以上形式的组合。我相信在今后的发展中，混合型支挡结构一定会越来越多地应用到复杂支护工程中去。

2.2 新型支挡结构更加适应时代发展需要

纵观支挡结构的变迁，我们不难发现一些支护结构因为对各类地基适应性强、施工速度快、经济合理以及墙体与周边自然环境相协调等特点而得到大范围的应用，这也是今后支挡结构发展的趋势。例如，土工格室挡土墙和格宾挡土墙。在地基条件较差、石料运距远、景观要求高的路段较为适用土工格室挡土墙;而格宾挡土墙多应用于临时支护、公路养护或河岸抢险工程中。所谓“格宾”，即英文单词gabion 的音译，是一种新型的石笼网。此结构采用高强度的镀锌低碳钢丝或PVC 包裹钢丝，由机器编织成双绞六角形钢丝网，内部充填块卵石，具有强度高、抗腐蚀等特点，在河岸治理、边坡支档中得到应用，尤其在山区低等级公路地基承载力弱、基础开挖难度大的情况下修筑挡墙，以及在导流工程、城市河道治理工程中更具有优势［2］。

2.3 复杂地区的新型强支挡结构得到应用

支挡结构在一些复杂地质环境中的应用也越来越广泛，并得到了较大的发展。例如，滑坡是一种严重的自然地质灾害，涉及到交通、航运、农田、城镇等各个方面。我国很多地区自古以来就受到滑坡的危害，其中尤以西南、西北和中南地区最为严重。目前，抗滑挡墙、抗滑桩和锚索桩等支挡结构是国内滑坡治理时主要选用的结构形式，而对于规模较大的滑坡，工程中常采用多排抗滑桩和锚索桩进行治理。多排抗滑桩是目前用于治理推力较大滑坡的主要支挡结构。其设计思想是设置多排抗滑桩于滑坡体中，从而分层分级来抵抗滑坡推力，以达到治理滑坡的目的。但该措施用于滑坡治理具有受力不明确、投资较大等缺陷。锚索桩的主要作用原理是通过锚索和桩协同作用，联合抵抗滑坡推力。但是在实际工程应用中，使用此种支挡结构出现的最大问题是施工难度较大、施工质量难以控制。而且由于锚索本身存在无法避免的应力松驰效应，往往使得其长期加固效果难以保证。此外，锚索桩一般不能用于地下水发育较好以及地下水具有腐蚀性的地段。

基于以上原因，我国在一些大型复杂滑坡治理工程中采用了一些新型强支挡结构。例如，斜撑式及椅式抗滑支挡结构，现已获得国家专利。

斜撑式抗滑支挡结构是由常用的抗滑桩和斜撑组成的组合结构体系。应用中将抗滑桩和斜撑臂连接起来，并将抗滑桩锚固段和斜撑臂基础置于稳定地层，使滑坡推力通过抗滑桩锚固段和斜撑臂基础传递至稳定地层，从而达到治理滑坡的目的［3］。由于在抗滑桩的顶部设置了斜撑，使桩的变形受到约束，从而改善了悬壁桩的受力及变形状态，大大加强了结构的稳定性。与传统的抗滑桩相比，这种新型结构能承受更大的滑坡推力，适用于治理规模较大的滑坡。

椅式抗滑支挡结构包括第一抗滑桩和第二抗滑桩，且抗滑桩的锚固段嵌固于滑动面以下的稳定地层内，并在第一抗滑桩的悬臂段和第二抗滑桩悬臂段之间设置横梁，从而使第一抗滑桩受到的部分滑坡推力通过这根设置在两抗滑桩之间的横梁传递至第二抗滑桩，以此来约束第一抗滑桩的受力变形，这样就大大改善了第一抗滑桩悬壁的变形和受力状态。此种结构中两个抗滑桩联合受力，稳定性好，能够抵抗较大滑坡推力，特别适用于规模较大的滑坡治理工程。

以上两种新型强支挡结构能够提供较大抗滑力，可用于规模较大的滑坡治理工程，与传统能抵抗较大滑坡推力的支挡结构相比，具有以下优势:(1)结构简单，受力明确，经济可行;(2)与多排桩相比受场地影响小，与锚索桩相比抗侵蚀能力强，并能保证长期的加固效果;(3)抗滑桩质量检测手段成熟，施工质量易于控制与保证。

2.4 支挡结构在公路建设领域应用广泛

在公路建设中，支挡结构的设计是一个重要环节。支挡结构不仅可以用作桥台、翼墙，也可用于增加边坡稳定和减少道路用地。许多年来，支挡结构大都采用钢筋混凝土重力式挡墙或悬臂式挡墙，这些刚性结构往往因为不能够很好地适应地基的不均匀沉降而受到破坏，如果单纯用增加填土高度和进行软土地基处理这些措施来改善这一现象，则会大大增加工程费用成本。加筋土挡墙的推广应用能够解决这一问题，这种结构能够经受比钢筋混凝土墙大得多的沉降量，并且造价不高。加筋土挡墙在施工过程中，由于在土体中铺设加筋材料，能提高土体的自立稳定性，并且，采用面板可阻止土体的坍落并加大边坡坡度。