悬臂式桩板挡墙中桩基设计的两个指标思考

梁明皞

(重庆中设工程设计股份有限公司，重庆市 400030)

0 引言

桩板挡墙工程应用广泛，可用于由于开挖土石方而危及相邻建筑物或环境安全的边坡、填方边坡支挡以及滑坡治理。按其类型可分为悬臂式桩板挡墙和锚拉式桩板挡墙。

锚拉式桩板挡墙可通过锚杆（索）对桩顶位移进行控制，但同时锚杆（索）可能受周边条件限制无法设置，如建筑物基础、构筑物基础、市政管道与锚杆（索）位置冲突。悬臂式桩板挡墙则不受周边条件限制。

本文就不同边坡类型下的悬臂式桩板挡墙设计时，桩顶位移和地面处桩的水平位移两项指标中以哪项指标为主进行一些分析、探讨。

1 设计规范要求

悬臂式桩板挡墙相关设计规范中，《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2006）第11.1.2条对桩顶位移进行规定：“11.1.2桩板墙顶位移应小于桩悬臂端长度的1/100，且不宜大于10 cm”[1]。

《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2006）第11.1.6条对地面处桩的水平位移进行规定：“11.2.6地面处桩的水平位移不宜大于10mm”[1]。

虽然地面处桩的水平位移为不宜大于10 mm，不是强制要求，但当地面处桩的水平位移超过10 mm时，常规地基系数便不能采用，必须进行折减，折减以后地基系数变小，桩的变形将加大，形成恶性循环，故地面处桩的水平位移指标设计上也应考虑。

为什么要根据不同的边坡类型，侧重考虑桩顶位移和地面处桩的水平位移两项指标在悬臂式桩板挡墙设计中的比重？原因在于桩基变形需保证不影响桩后范围内的建筑物、构筑物、地下市政管道及道路的正常使用。

2 填方路堤边坡工程

对于填方路堤边坡工程，桩板挡墙结构实施在道路或铁路运营前。道路或铁路运营使用过程中，桩基变形实际只由汽车或铁路荷载作用产生。对于此类边坡下的悬臂式桩板挡墙桩基设计，以地面处桩的水平位移指标为主，满足此指标，即可满足桩顶位移指标。

从已运营通车的两个项目进行分析说明。

2.1 嘉陵路拓宽改造工程(李子坝段)

项目AK0+870-AK1+166.700段靠江侧道路拓宽设置了悬臂式桩板挡墙。悬臂高度8～18 m，车辆荷载为城-B级。项目于2010年运营通车，至今道路运营状况良好。

项目悬臂式桩板挡墙设计参数见表1。

表1 嘉陵路桩板挡墙桩顶位移设计值表

2.2 乐山市中心城区肖坝旅游车站至大件码头拓宽工程

项目 K0+245～K0+295、K0+667～K0+752 道路右侧设置了悬臂式桩板挡墙。悬臂高度10～15 m，车辆荷载为公路－Ⅰ级 (大件运输车荷载进行验算)。项目于2012年运营通车，至今道路运营状况良好。

大件公路是为德阳重大装备制造基地设备进出川修建的重要公路。大件公路设计荷载为汽-超20级，挂车-120，对货物重量740 t和货物重量1 000 t两种情况，分别采用水工/天捷宽系列和尼古拉/水工窄系列车型验算。

（1）水工/天捷宽系列：牵引车+牵引车+3纵列24轴平板车；车货总重1 004 t，其中牵引车重96 t，平板车重 168 t，货物重 740 t；单轴线荷载不大于 38 t。

（2）尼古拉/水工窄系列：牵引车+4纵列29轴平板车+牵引车；车货总重1 314 t，其中牵引车重 96 t，平板车重 218 t，货物重 1 000 t；单轴线荷载不大于42 t。

项目悬臂式桩板挡墙设计参数见表2。

表2 大件路桩板挡墙桩顶位移设计值表

小结：对于城市道路，在汽车荷载作用下，桩顶位移变形在4～6 mm，对道路及管道运营使用没有影响；对于特种道路，在大件运输车荷载作用下，桩顶位移变形在9～11 mm，对道路及管道运营使用没有影响。填方路堤边坡工程中，悬臂式桩板挡墙桩基设计以地面处桩的水平位移指标为主。

3 挖方路堑边坡工程

对于挖方路堑边坡工程，桩板挡墙结构实施在后，实施时需承受桩后范围内的所有恒载和活载共同作用，桩基变形也由恒载和活载共同作用产生。因此，此类边坡设计中应侧重以桩顶位移作为设计的控制指标。

挖方路堑边坡的悬臂式桩板挡墙结构与基坑支护工程中的悬臂式排桩较吻合。虽然《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）[2]第 3.1.8条中未给出支护结构水平位移具体量化指标，但参考其附录3.1.8条中相关地方标准要求。

（1）北京市地方标准《建筑基坑支护技术规程》规定：“当无明确要求时，最大水平变形限值：一级基坑为0.002 h，二级基坑为0.004 h，三级基坑为0.006 h。”按此规定，桩顶位移（水平变形）控制为1/167～1/500 h。

（2）深圳市标准《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》规定见表3

表3 支护结构顶部最大水平位移允许值（单位：mm）

按此规定，安全等级为二级的悬臂式桩顶位移（水平变形）控制在不小于8 m高时为80 mm控制，即1/100 h，15 m高的控制值为1/187.5 h。

（3）湖北省地方标准《基坑工程技术规程》规定：“重要性等级为一级的基坑，边坡土体、支护结构水平位移（最大值）监控报警值为30 mm；重要性等级为二级的基坑，边坡土体、支护结构水平位移（最大值）监控报警值为60mm。”按此规定，15m高的悬臂式桩板挡墙桩顶位移（水平变形）控制为1/250～1/500 h。

综上所述，笔者建议将桩顶位移控制值1/100·L0（悬臂高度）指标加大，建议设计时按1/250·L0～1/300·L0进行设计指标控制。满足桩顶位移条件控制时，即可满足地面处桩的水平位移指标。如坡顶有特殊重要建筑物时，位移控制要求应更加严格。

4 结语

（1）不同类型边坡下的悬臂式桩板挡墙桩基设计指标侧重有所不同，桩基变形均需不影响桩后范围内的建筑物、构筑物、地下市政管道及道路的正常使用。

（2）填方路堤边坡工程中，悬臂式桩板挡墙桩基设计以地面处桩的水平位移指标为主。道路运营使用中，活载作用导致的桩基变形为4～11 mm，对道路及管道运营使用没有影响。

（3）挖方路堑边坡工程中，悬臂式桩板挡墙桩基设计以桩顶位移指标为主。建议按1/250·L0～1/300·L0进行设计取值参考。如坡顶有特殊重要建筑物时，位移控制要求应更加严格。

[1]TB 10025-2006，铁路路基支挡结构设计规范 [S]．

[2]JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程 [S]．