桩板式挡土墙在边坡加固中的设计与应用
2015-03-24
一、桩板式挡土墙的构造、适用范围
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，其截面为矩形或圆形，部分伸出地表，其截面形式为T形，挡土板可以做成预制平板、拱板或现浇板，其构造见下图。
图桩板式挡土墙构造
桩板式挡墙适用于一般地区的土质填方边坡，以及需要直立削坡的土质挖方边坡，其悬臂长度可达15m左右，桩间距一般为5m～8m，抗滑桩的施工要求同人工挖孔灌注桩，桩顶可设置通长冠梁，其上可预埋钢板设置防护栏杆。预制挡土板一般用于填方边坡；现浇挡土板一般用于直立削坡的挖方边坡。
二、桩板式挡土墙在边坡加固设计中应注意的问题
（一）加固原则
1、边坡工程以稳定为本，加固为主，排水、防护并重，一次根治，不留隐患，综合治理。保证施工中的临时稳定和道路通车后的长期稳定。
2、加强地表、地下水排水措施，以疏、引、截、排形成排水系统，排水工程与边坡加固相结合。
3、根据边坡工程中的地质结构、地下地表水情况, 采用技术可靠、经济合理、针对性强、适应性良好、方便施工的工程措施。
4、边坡防护与绿化景观相结合原则，处理好沿线景观美化问题。
（二）设计要求
对抗滑桩的设计，原则上满足以下几点要求：
1、桩间土体在下滑力作用下，不会从桩间挤出去。通过控制桩间距来满足。
2、桩后土体在下滑力作用下不会产生新滑面自桩顶滑出。进行越顶检算，通过控制桩高来满足。
3、桩身要有足够的稳定性，在下滑力作用下，不会倾覆。通过控制桩的锚固深度来满足。
4、桩身要有足够的强度，在下滑力的作用下，不会破坏。对桩进行配筋来满足。
5、地面处桩的水平位移不宜超过10mm，桩顶位移不宜超过悬臂长的1/100，且不宜大于10cm。
6、桩应锚固在稳定的地层中且不产生新的深层滑动。
（三）排水设计措施
排除地表水是边坡加固中不可缺少的辅助措施，拦截、引排边坡范围外的地表水，使其不进入滑坡区，将滑坡范围的雨水及泉水排除，不渗入滑体。采取如下措施：
1、沿着滑坡后缘两侧边界山脊线，距滑坡后缘，设环行截水沟，截断山坡地表水流以防流入滑体内。
2、在滑坡体内对发育的冲沟及裂缝采用粘土填裂缝加固，使汇入冲沟的水流快速排离，并尽量减少水流渗入滑体。另外，完善路基与路外排水，使之组成有效的排水系统。
3、根据地质水文条件，放缓边坡，以清除部分滑坡体，减轻重量。
三、桩板式挡土墙在边坡加固中的应用
（一）工程概况
某项目地处三面环山一面临空的山沟内，为建设该项目，挖除很大部分山体后形成最高达40m的挖方边坡和20m高的填土边坡。
由于山体起伏、地质情况复杂，该边坡工程共采用了重力式、扶壁式+桩基、桩板式、锚杆(索)、桩板式+锚索等多种挡墙型式。其中改项目从B点到C点的挖方边坡采用了抗滑桩+挡土板挡墙。
（二）抗滑桩施工
1、施工准备
（1）测定桩位，平整场地。根据桩的断面尺寸和运碴所需道路平整出场地。
（2）安装井架。为便于出碴，每个井口采用钢管搭设1个三脚架，并配备一台1t型卷扬机。
2、桩井开挖
（1）锁口部分
根据地质情况自井口挖至1m～2m深时，即绑扎钢筋，灌注混凝土护壁。为防止下节井壁开挖时井口沉陷，将此节护壁（0.5m～1m）加厚至50cm厚，靠近线路侧锁口与护壁应对齐，以便于挂板。
（2）桩井掘进
采取边开挖边支护的方法，每节挖深2.0m，清除浮土和松动岩石后立即沿井壁浇注钢筋混凝土形成矩形框架。
（3）出碴
井内采用人工装碴，用卷扬机提升土桶，到入土车中运走。
（4）护壁支撑
当护壁混凝土具有一定强度后方可开挖下一节，护壁各节纵向钢筋必须焊接，禁止简单绑扎，在接头处的35d范围内，有接头的受力钢筋面积不得大于该截面钢筋面积的50％。为方便预留挡土板联接筋，护壁模板采用木模，支撑采用方木支撑，边开挖边支护。护壁施工时，竖筋上下各设圆弧钩，以便于护壁上
下钢筋连接，保证护壁的整体性。灌注混凝土时，每两节护壁之间留出缺口，待拆模后用干硬性混凝土抹平。
（5）井内通风
桩井挖至15m后，为保证井内有新鲜空气，在井口设置515 kW通风机，以
直径20cm软管向井下送风。
（6）上下井设施
为方便施工人员上下井，在井口搭设三脚架，设吊篮。
（7）在开挖桩孔过程中，地质人员应核对地层岩性，如发现与设计情况不符时，及时与监理及设计人员联系，以便及时做出设计变更。
（8）桩孔挖到设计标高后进行验槽、保证封底混凝土厚度。
3、灌注桩身混凝土
（1）铺底
为减少井内渗水，保持清洁，井底采用与桩身同等级混凝土，铺设厚度为10cm。
（2）钢筋绑扎
先把箍筋按设计要求制作好，按下放主筋长度所需箍筋数下放到井内；将主筋在地面焊接好，用6m长的钢管搭一个“∧”字形架，人工拉起下放到井内和箍筋绑扎。受拉区主筋（设计2排～3排）在井内施焊，主筋节点避开岩土分界面至少1m。
（3）灌注混凝土
利用拌和站集中拌料，混凝土罐车输送，串筒入井。浇筑护壁混凝土时，必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。桩身混凝土应边灌注、边振捣，全桩混凝土应不间断一气呵成。
（4）桩体灌注时于每根桩的四角各预埋一根Ф50mmPVC管以便对桩体进行无损检测。
（三）挡土板施工
1、挡土板安装
挡土板的安装应在桩侧地面整平压实后进行，当地面纵坡较陡时，可设浆砌片石垫块作挡土板的基础。挡土板安装时，因其抗弯刚度比板平置时大，且为便于安装应顺板截面高度方向竖向起吊。两头挂绳索，若无吊环时，可在距两端0.21m板长处以钢丝绳绑扎。以手牵引，对准桩柱两边划好的放样线，将挡土板
正确就位，必要时(如安装就位后不稳定)在两侧和中间设以临时斜撑支承，以确保挡土板的稳定，填土时即可卸下。
2、防排水及安装缝处理
根据设计要求应做好防水、排水设施及墙背填料反滤层，并与挡土板安装同步进行，各工序间应配合紧凑有序，互不干扰。挡土板之间的上下安装缝(水平向)宜小于10 mm，当缝隙较大时，应及时予以调整和处理，以免误差累积，可用水泥砂浆堵塞或沥青软木板衬垫，并应注意外露面安装缝的整齐顺直。两相邻同层挡土板的安装缝应基本顺直一致，高差不应大于5 mm。挡土板与桩柱连接处，相邻板端的间隙宽度(净间距)不应小于3 cm，并按伸缩缝处理，即间隙内用沥青麻筋等填塞。
挡土板外观处理
挡土板安装时应防止与桩柱相撞以免损坏角隅或开裂。安装缝应均匀，平顺美观。挡土板顶面不整齐时，可用水泥砂浆或小石子砼作顶面调整层。挡土板后的填土摊铺压实，随挡土板安装循环进行，挡土板安装1～2层后，在板后一定范围内即可分层填筑碾压，固定挡土板。相邻两边缘的接触部分宜做成台阶，以使填土之间更好地连接。挡土板内侧1.0 m范围的填土应采用小型压实机械分层压实，压实度应满足设计要求。
挡土板也可用砼现浇，当桩柱强度达到设计强度的70％后，才能浇筑挡土板。对于路堑墙或挖方路段，现场浇筑时，桩后土体应分层开挖，每层开挖高度不得大于2.0 m，开挖后应及时支模并浇筑挡土板，待挡土板强度达到70％后，方可开挖下一层土体，以此循序渐进，直到结束。
（四）质量控制
1、锚固桩定位采用全站仪放样，桩身断面尺寸、中心位置、孔底高程、护壁厚度必须符合设计和规范要求。
2、锚固桩开挖及衬砌立模，均应从井口吊线，以防止超欠挖及偏斜。主筋搭接应避开岩土分界面处。
3、预埋连接筋的位置需正确无误。
挡土板施工时，必须挂线作业，保证所有挡土板在同一平面上，且垂直度符合要求。
