桩基托梁挡土墙在某道路路堤边坡支护工程中的应用

发布时间：2014-08-22 14:10:13更新时间：2023-07-18 10:22:20 1

　　摘要：挡土墙是一种常见的路基支挡构造物，当基础埋置深度或挡土墙基底应力验算不满足相关规范及工程要求时可采用桩基托梁挡土墙。本文结合某道路路堤边坡加固工程实例，详细介绍了桩基托梁挡土墙的设计方案及施工要点，对实际类似工程有一定的借鉴作用。

　　关键词：路堤、桩基托梁挡土墙、边坡、支护

　　挡土墙是抵挡土压力、防止土体坍塌的构筑物，广泛应用于土木建筑、水利水电、铁道交通等工程建设中。近年来，随着铁路、公路和城市轨道交通的发展，往往需要在极其狭窄的场地、密集的建筑群或高填方区中设置挡土墙，采用单一传统的重力式、悬臂式或扶壁式挡土墙，无法满足工程要求，故其使用范围受到限制。在此情况下，可考虑在挡土墙下设置托梁和桩基，利用托梁将挡土墙上所受作用力传递给桩基，来满足对地基承载力的要求[1-2]。因此桩基、托梁和挡土墙常常作为一种支挡结构体系出现在工程实际中。

　　1、工程概况

　　拟建道路位于某经济开发区，临近高速公路及铁路支线。在高速路北路0+500至0+700段的南侧存在高20~24米的人工堆积边坡，边坡现有坡度1：1.0左右(如图1)。堆积物以松散的素填土为主，在洪水或者堆载情况时，可能产生边坡失稳，形成滑坡、崩塌、甚至泥石流等不良地质作用。另，边坡下方有铁路和国防光缆通过，修建高速路北支路前需进行边坡整治，必须修建足够挡墙进行边坡支护。

图1 边坡现场踏勘

　　2.场地工程地质条件

　　2.1 地形地貌及地质构造

　　地形为原始地形，场地地貌属浅丘剥蚀地貌，分布圆形及椭圆形剥蚀山丘，山丘所夹冲沟。实测各勘探钻孔地面标高为 356.40～377.40m，相对高差21 m左右。场区地质构造位于威远背斜的东翼，呈单斜岩层产出，岩层产状：倾角3～50°。场区基岩埋藏较浅，构造裂隙不发育。

　　2.2 场地工程地质条件

　　经钻探揭露，场地内土层为杂填土、素填土以及第四系全新统残坡积成因的粉质粘土组成，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩组成。各地层土由上自下描述如下：

　　(1)素填土(Q4ml)：褐色，干～湿，成分以粘土和砂泥岩块为主组成，含少量生活垃圾。结构松散。厚度0.3～11.8米。

　　(2)粉质粘土(Q4dl+el)：褐黄、黄灰色，湿，可塑，成分以粘粒、粉粒为主，含铁锰质氧化物及结核。揭示层厚0～7.0m。

　　(3)泥岩(J2s)：紫红色及深褐色，砂泥质结构，厚层状构造，矿物成份以粘土矿物为主，局部段夹有夹砂岩透镜体，岩质软，岩层倾角近于水平。强风化带岩体较破碎，岩体内有竖向裂隙，但不太发育，岩芯多呈碎块状、短柱状，岩质极软，岩芯具失水失压开裂特征，极易软化，ROD值10-50%;中风化带泥岩，岩芯多呈柱状与长柱状，岩芯节长10-50cm，岩质稍硬，ROD值多在70-95%，含砂质增大。

　　有代表性的地层情况，详见地质剖面图(图2)。

图2 有代表性的地质剖面图

　　2.3场地水文地质条件

　　该区域内地表水体丰富，主要补给水源为大气降水。

　　地下水主要为第四系土层中的孔隙水和基岩裂隙水，靠大气降水补给。由于场地第四系松散层厚度大，空隙大，地下水集雨面积大，故场区地下水赋水性好，洪水期水量较丰。但勘察期间为枯水期，勘察时地下水位埋深10m以下。

　　3.方案选择和设计

　　3.1方案选择

　　本工程临近高速公路和铁路，安全重要性等级较高。拟建的道路边线距红线仅5m，无放坡空间。此外，该处的地形地貌最高相差约20~24米，且边坡主要为人工堆积的填土，土体物理力学参数和自稳能力均较差。一旦边坡失稳，其产生的后果不堪设想。

　　为了保证该永久性边坡的稳定性，确保拟建道路、临近高速公路及铁路的运营安全，必须严格控制支挡结构的变形。由于场地范围有限，放坡无法进行;另外，该边坡主要为人工填土，锚杆无法发挥其有效作用;用传统的悬臂桩或挡土墙，其侧向位移难以控制。针对本工程的实际情况，结合本地区的工程经验，综合各项因素考虑，决定采用桩基托梁悬臂挡土墙的方案[3]。

　　3.2方案设计

　　根据工程场地的地形地貌，将该边坡支护分为AB段和BC段。其中AB段的地面标高相差在10m以下，且铁路界线距拟建道路边线较远，设计挡土墙下部的桩基均埋在土体中;BC段的地面标高相差在20m左右，且紧邻铁路界线，设计挡土墙下部的桩基有部分桩体出露地面以上。同时考虑AB段和BC段的桩基作为抗滑桩的效用[4-5]。由于篇幅所限，仅展示出BC段设计方案及示意图(详见图3、图4)。

图3 支护设计平面图