浅议桩基托梁挡土墙在库区公路中的应用

2016-04-09绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司

四川水泥 2016年6期

关键词：重式托梁主筋

杨洲（绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司）

浅议桩基托梁挡土墙在库区公路中的应用

杨洲
（绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司）

以北川县X119线（北松路）开坪电站桩基托梁挡土墙设计实例，简述桩基托梁挡土墙的设计和施工要点、应用前景。

桩基托梁挡土墙；库区公路；衡重式挡土墙

北川县开坪电站沉陷路段处治工程位于库区左岸，其中K22+710～K22+735段原有6.0m衡重式路肩墙，原有挡墙基底埋深不足，位于碎石土层，且由于水库水位的频繁变动，水流的虹吸作用已导致K22+720～K22+725段挡墙垮塌、路面沉陷及波形梁护栏损毁。结合地勘资料，该段道路拔河高 3.7～4.3m，下覆强风化千枚岩深9.854m，地基承载力基本容许值为400KPa，中风化千枚岩深12.243m，地基承载力基本容许值为800KPa。若设置衡重式路肩墙，墙高达14m，水深7.012m，属于深水基础作业，且实施时为春灌季节，难以通过库区泄洪降低水位。经过多次与业主、当地政府沟通及技术方案比较后，设计中采用了桩基托梁挡土墙方案，取得了较好的技术经济效果。笔者结合本工程对桩基托梁挡土墙的设计作简单介绍，并谈一些体会。

1 关于桩基托梁挡土墙的概述

挡土墙与桩二者的组合称之为桩基托梁挡土墙，由托梁作为中间物将两者连接起来。桩基托梁挡土墙是以托梁为介质将托梁上挡土墙结构上的荷载传递给桩，然后再由桩通过与桩相接触的土壤和桩端土将荷载传到下面坚实的岩层中去，当托梁把桩和挡土墙联成一个整体的同时，也和二者一起承担荷载。桩基托梁挡土墙在很多时候都是可以采用的，比如在改建公路的路基主体设计工程中可以采用，在新建公路的主体设计工程中也可以采用，同时在运用的位置上也很灵活，既可以作为路肩墙出现，也可以作为路堤墙出现。桩基托梁挡土墙的高度不像其它挡墙一样受高度的限制是其主要特征，桩基础这一特点又恰好弥补了地基承载力不足的缺陷。

1.1 关于桩基托梁挡土墙的应用

（1）主要可以用于河岸的冲刷处、公路陡坡处、覆盖土稳定性比较差的地方、基岩埋置较深处和既有线相邻太近处等（本工程由于位于库区公路，基岩埋置较深且常规基坑支护方案难以实施故而采用桩基托梁挡土墙）。

（2）当刷坡到达极限边坡等级的时候，由于稳定性较差的覆盖土层，所以导致无法实施原来设计的其它形式的挡土墙时，桩基托梁挡土墙就展现出它的优势了。

（3）在已有的线路位于陡坡路堤的地方新建平行的第二线时，当施工以及行车安全在采用跳槽开挖基坑、挖台阶浆砌防护等临时的支护结构都不能满足的时候，就可以考虑设置桩基托梁挡土墙了。

1.2 关于桩基托梁的分类

（1）按工程设置方面的位置可以分为：路堤式挡土墙与路肩式挡土墙。其中根据桩基挡土墙的结构形式不同又分为重力式挡土墙与衡重式挡土墙，而在实际工程中很多时候都采用衡重式挡土墙。

（2）按其桩基结构形式分为：单排桩式挡土墙、多排桩式挡土墙与锚索（杆）式挡土墙，根据上部挡土墙的结构形式不同又分为：重力式挡土墙与衡重式挡土墙。

1.3 桩基托梁挡土墙设计及施工要点

(1)根据地形、地质情况合理确定挡土墙的分段长度、挡土墙和托梁的高度。山区公路地形起伏较大，挡土墙分段长度不宜过长，一般应控制在15m以内。

（2）桩基托梁挡土墙的墙高及截面尺寸、桩间距、桩的尺寸、托梁尺寸等的确定，应综合考虑，以达到安全可靠、经济合理的原则。

（3）挡土墙的高度应满足托梁基底不至于悬空，局部有悬空（悬空应控制在1m以内），应进行嵌补，托梁回填土应满足填土密实度要求。在浇筑托梁时，应在其顶部和挡土墙底部相接触处埋入短筋，以利于提高托梁顶面与挡土墙的稳定性。

（4）当墙背填土为细粒土时，墙背反滤层材料可采用砂砾石、砂卵石或土工合成材料。

（5）挡墙基底竖向荷载合力作用点宜与托梁截面中心线、桩中心线重合。（6）托梁根据分段长度，桩基布置可设为连续梁和简支梁。连续梁下桩宜按等间距布置，简支梁一般做成支端悬出的简支梁。

（7）托梁外缘至墙底外缘的距离不小于 75cm，桩的外边缘至托梁边缘不小于75cm。

（8）托梁主筋除满足设计要求外，还应满足最小配筋率要求，主筋直径不宜小于12mm，箍筋直径不宜小于6mm，纵向主筋保护层厚度不应小于6cm。

（9）桩基采用矩形截面挖孔桩时，桩截面短边尺寸不宜小于1.25m，以便于施工。

（10）桩基受力主筋保护层厚度不应小于6cm，主筋直径不宜小于16mm，净距不宜小于12cm，困难情况下可适当减少，但不得小于8cm。当用束筋时，每束不宜多于3根。

（11）桩基必须隔桩开挖以减少对土体的扰动。

（12）托梁、桩基配筋计算时，应注意方位，以免钢筋配反。

（13）桩顶嵌入托梁内的长度不小于50mm，主梁深入托梁内的钢筋不宜小于钢筋直径的35倍。

（14）灌注桩基础施工：灌注桩采用机械成孔方式施工，桩基成孔后必须测量孔径、孔位，检查桩底岩层高程和岩石强度，只有确认满足设计要求后，才能灌注混凝土。桩长除不小于设计长度外，尚要满足嵌岩深度的要求（嵌入中风化岩层深度≥3倍桩基直径），桩孔应严格清孔，确保混凝土质量及桩基础承载力。为确保桩基质量，设置灌注桩超声波检测管，成桩后应对桩基进行无破损检验，并对桩的均质性进行检测。

2 病害原因分析

在该工程中外业勘测过程中，水库水位变化较为频繁，其中，水库正常蓄水位为705.59m，枯水期消落低水位为701.09m，落差为4.5m，变化周期为10天。水库蓄水前路基比较稳定，但随着2014年9月电站下闸蓄水发电后，水库不断蓄水、放水，水位不断提高、降低，沿库区路段路基底部被水浸湿，强度降低，从而使上层土体失去支撑，形成滑动面，且原有挡墙埋深不足，当路基土体自重和行车荷载产生的向下滑动的力大于路基底层与原地面之间的摩阻力时，路基沿基底向下滑动，路基整体失去稳定。