中铁工程设计咨询集团有限公司 北京市 100071
摘要：本研究路堑段落为硬质岩边坡，高度达到20米以上，对深路堑边坡采用桩板墙与框架锚杆结合的方式进行处理。本文从支挡工程的选择、稳定性检算、主要施工顺序与边坡稳定监测等方面入手对桩板墙与框架锚杆结合的方式的应用问题进行了分析，以期为广大的同行提供有效的研究借鉴。
关键词：桩板墙、框架锚杆、基桩地基系数
前言
桩板式挡土墙是指钢筋混凝土桩和挡土板组成的轻型挡土墙。桩板式挡土墙的作用为承受土层的压力，其稳定性为借助桩体下方入土深度的被动土压力。采用预制桩板墙挡土板，不仅能够大大提升施工进度，对附近的建筑物的影响也相对较小，同时减少基坑开挖的面积，最大程度地减少施工用地，桩板式挡土墙还能够有效解决滑坡问题，目前已得到了普遍的应用。
路基边坡支挡结构包括重力式挡土墙、短卸荷板式挡土墙、悬臂式和扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定挡土墙、加筋挡土墙、土钉墙、抗滑桩、桩板式挡土墙以及预应力锚索[1]等，选择一个合适的支挡结构，需要详尽地考虑工程的安全、边坡稳定性以及经济适用性等综合因素。
1工程概况
1.1地形地貌
本区段地势起伏较大，相对高差在20米至35米之间，山坡自然坡度约为5°至10°，以林地和草地为主，植被发育较好。本研究段路堑前接特大桥，后接特大桥。
1.2气象
该建筑工程处于中山丘陵边缘与丘间冲积平原区，气候类型是北温带大陆性季风气候，气候特点是春天较为干旱多风，夏天较为温热多雨，秋天降温速度较快，早晚温差大，冬天寒冷漫长，因此全年总气候特征是四季分明。气候分区属于严寒地区。
1.3工程地质
本工程区域的地层包括松散岩层和坚硬岩层两种。松散岩层是第四系松散堆积物构成的，位于场地的表层，主要包括种植土、粗角砾土；坚硬岩层是由三叠系变质岩构成的，地层岩性包括全风化～弱风化花岗岩。种植土为黑褐色的，松散，岩层厚度约为0.3米至1.5米之间；粗角砾土为混合色，中密－密实，岩层厚度约为2.9米，属Ⅲ级，σ0=350kPa；花岗岩为黄褐色，全风化，岩层厚度为3.4米至14.1米之间，属Ⅲ级，σ0=300kPa；花岗岩为黄褐色，强风化，岩层厚度为2.7米至3.6米之间，属Ⅳ级，σ0=500kPa；花岗岩为黄褐色，弱风化，岩层厚度大于20米，属Ⅴ级，σ0=1200kPa。
结合现场实际调查情况可知，路堑边坡周边无基层裸露，无冲沟，无坍塌。边坡目前较为稳定，仅仅是前面的地段比较陡峭，边坡开挖后倘若未对其开展及时的维护，该地段上方的边坡土体稳定性降低，一旦遇到降雨，将有可能产生滑坡灾害，严重会导致整个边坡出现变形和失稳。
1.4特殊岩土、不良地质
路基边坡施工范围当中的特殊岩土为人工填土（种植土），属于欠密实土，松散状，因此会对建筑工程的施工产生较为严重的影响。
路基边坡施工范围无不良地质作用。
1.5水文地质条件
本区段深路堑边坡东侧100m处见地表水（水渠），该水渠的宽度约为3.5米至4.5之间，水渠的深度约为1.5米至2米之间。地下水的种类包括第四系孔隙潜水与基岩裂隙水，钻孔揭示地下水埋藏的深度是0.3米至2.8米之间，主要补给来源是大气降水，由于受季节变化的影响，其深度变化范围为1米至4米之间。
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2工程措施
本工点深路堑硬质岩边坡高度大于20m，地下水埋深浅，地质条件复杂，宜采用桩板墙+框架锚杆支护。桩板墙+框架锚杆支护不仅可以保证边坡的稳定和铁路的安全运输，而且还可以减少土石方的开挖以及减少占用林地面积。
3桩板墙设计
3.1挡土板结构与参数
挡土板采用C30钢筋混凝土拼装式结构，其挡土板的厚度为0．38米，高度为0．5米，而挡土板两侧和桩体结构连接段的长度是0.5米，设计挡土板的整体高度在3米左右。这当中，挡土板下方嵌进已有地面下面的长度是0.5米。桩板式挡土墙设置直径5cmPVC泄水管，泄水管的长度为1.0米，土体内的PVC泄水管端部采用土工布包裹。同时，桩板墙墙后填土采用具有良好透水性能的碎块状的石土，根据设计要求对其进行分层压实处理，压实系数达到设计要求。填土的表层需要铺设0.5米厚度的黏土，此外，桩板墙墙后填土表层根据设计要求设置坡率为4%的横向排水坡。
3.2 桩板墙及基桩地基系数：
k=90MPa/m，m=7MPa/m2。
3.3 支挡工程设计参数：
土质及全风化岩路堑挡土墙岩土设计参数：γ=20kN/m3，φ＝34°，f=0.35，σ0=300kPa；
强风化硬质岩路堑挡土墙岩土设计参数：γ=22kN/m3，φ＝40°，f=0.4，σ0=500kPa；
弱风化硬质岩路堑挡土墙岩土设计参数：γ=23kN/m3，φ＝45°，f=0.45，σ0=800kPa。
3.4 根据理正岩土桩板式挡土墙检算软件检算，在满足稳定性、经济性、安全性及适用性等各种因素的条件下最终确定桩板式挡土墙的尺寸为：
桩截面1.75m×2.00m，桩间距6m(中-中)，桩长14m，悬臂段长8m；
桩截面2.00m×2.25m，桩间距6m(中-中)，桩长18m，悬臂段长8m；
桩截面2.5m×2.75m，桩间距6m（中-中），桩长18～19m，悬臂段长7.5m；
桩板墙墙背设0.5m厚卵砾石或0.3m厚卵砾石反滤层+渗排水材料RCP-6730D（A）反滤层。
边坡高度大于24m的岩质路堑或存在不利结构面影响、岩性破碎地段，考虑采用分层开挖，分层加固或坡脚预加固的措施，如桩板墙、锚杆（索）桩板墙，岩质边坡悬臂段长一般控制在6～8m。边坡高度超过两级时，适当加宽边坡平台。
3.5 结构设计
根据抗滑桩内力分析，结合矩形截面受弯构件双向不对称配筋对桩板墙的结构展开详细设计，将桩混凝土的设计强度设置为C30，而宽度1.1米，长度为1.0米。
4 主要施工顺序
测量放样→路堑边坡自上而下采用分级开挖和分级加固→对工点地形和地质资料（含地下水）核对→施工前应进一步验证水的侵蚀性→做好系统排水工程→桩桩板墙施工→锚索施工→边坡防护→拆除施工辅助及防护措施→清理现场→竣工验收。
5边坡稳定监测
本工程需进行高边坡稳定监测，监测断面设置形式为Ⅱ型深部位移监测，每间隔40~60m设置一个检测断面，每个监测断面设置1~2个监测孔。
6结束语
相比于其他结构的挡土墙而言，桩板墙结构具有以下优点：第一，桩板墙结构是桩和挡土板共同受力，稳定性较好；第二，桩板墙结构应用于高路堑边坡的施工当中能够加快工程进度，缩短施工工期；第三，桩板墙结构外形较为美观，并且后期维护成本相对不高。因此，桩板墙结构在深路堑边坡的施工当中运用较为广泛。
在高路堑边坡施工过程中，当道路穿过深路堑，或旁边存在既有道路不能采取大开挖时，宜选用一种既不破坏原有设施的正常运行，又能保障工程正常实施的边坡防护措施。桩板墙+框架锚杆防护能有效减少土方开挖和用地，在施工过程中能保证边坡开挖安全，又能确保在施工过程中工作区临近的建筑物、道路和管线正常运行，因此桩板墙+框架锚杆防护的边坡防护措施在技术上和经济上是合理的，值得推广。
参考文献
[1]《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2006）.
[2]《高速铁路设计规范》（TB10621-2014）.
[3]《铁路路基设计规范》（TB10001-2016J447-2016）.
论文作者:谢倩
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
标签：挡土墙论文; 岩层论文; 结构论文; 岩土论文; 板式论文; 厚度论文; 悬臂论文; 《防护工程》2019年8期论文;