分析当前桩板式挡土墙的设计与应用

李 怀 珠

(吉林铁道勘察设计院有限公司，吉林 吉林 132000)

分析当前桩板式挡土墙的设计与应用

李 怀 珠

(吉林铁道勘察设计院有限公司，吉林 吉林 132000)

介绍了桩板式挡土墙的定义及其主要优点，结合具体工程实例，对桩板式挡土墙的设计要点进行了详细分析，并研究了挡土墙施工中应注意的具体事项，对各类建筑工程中合理应用桩板式挡土墙具有重要的现实意义。

桩板式挡土墙，设计要点，抗滑桩，荷载

0 引言

作为稳定土体的重要支挡结构，桩板式挡土墙通过于桩间设置抗滑桩和挡土板等结构来实现有效的支挡作用，以抗滑桩作为承受荷载的主体结构，桩板式挡土墙独特的结构特点决定了其具有占地面积小、施工的作业面小等优点，因此在山体边坡治理、房屋建设和铁路支挡工程当中受到了广泛的应用。

1 桩板式挡土墙

1)定义：桩板式挡土墙主要是由抗滑板与挡土板所组合成的钢筋混凝土挡土墙结构，其锚入地下的抗滑桩部分截面呈圆形或者矩形，而另外一部分伸出地表的抗滑桩截面呈T形，挡土板通常为预制平板、现浇板或是拱板。

2)特点：在整个桩板式挡土墙中主要由挡土板把墙后压力传递到伸出地表的抗滑桩上，而后借助深埋地下的抗滑桩的锚固作用来稳定挡土墙，整个桩板式挡土墙结构如图1所示。桩板式挡土墙在边坡防护等工程当中具有很好的抗压性、抗滑性和安全性，同时还具有占地少、影响小等特点。

2 桩板式挡土墙的主要优点

桩板式挡土墙通常在墙高超出一般挡土墙的限制或者土压力过大的条件下利用桩的深埋来对地基强度进行补偿，可以作为路肩、路堑等挡土墙或用来对中小型滑坡现象进行治理。在本文所述的工程项目当中，其区域内土体表层主要是厚约1.3 m的黄褐色软塑状态的亚粘土，下层主要是风化程度不均匀的风化岩构成，使用桩板式挡土墙在短时间没有遇水的情况下能够进行直立开挖，使路堑的挖方得到大大的减小，从而在最大程度上满足建设的需求。同时，由于铁路的挖方周围大多是工业园区的公司厂房等建筑，使用桩板式挡土墙时，除土压力之外没有其他对墙体产生被动压力的不确定荷载情况。

3 工程概况

东北地区某铁路线，线路以路堤形式穿过某市工业园区，路堤边坡直接放坡将侵占工业园区某公司厂房，为了节省铁路投资和避免影响企业生产，在此地段设置路堤桩板墙收坡，桩长采用15 m长，桩板墙上填土按8 m高控制。

4 设计要点

该工程当中桩板式挡土墙的抗滑桩间距4 m～6 m，采取人工挖孔桩和现浇混凝土构件的抗滑桩，并在抗滑桩上设置相应的挡土板。根据实际工程需要可选择槽型板或空心板，设计时的计算原理类似于悬臂式抗滑桩的相关技术原理，主要包括墙后土压力、桩与板的内力、桩与板的强度的计算等。

1)压力分析。

土压力、水浮力、活载以及施工当中的临时荷载是桩板式挡土墙的主要压力，在该工程中公路两侧路堑边外是自然山体，因此并没有车辆等荷载，对于土压力这一主要压力可以利用库仑土压力计算方法来做出计算，其公式如下：

Ex=94.4 kPa,Ey=29.8 kPa,Zy=2.149 m。

其中,γ为挡土墙后的填土容重，kN/m3；H为挡土墙的高度，m；K为主动土压力的系数。

2)桩设计分析。

抗滑桩是桩板式挡土墙的承受荷载的主要受力位置，设计时可以依据桩板式挡土墙的受力特点来计算桩顶的位移、抗滑桩的弯矩。抗滑桩使用C30强度等级的混凝土来进行就地整体的浇筑，并沿桩长方向上通长布置φ25的受力钢筋，设计中采用1.5 m×2.5 m尺寸的抗滑桩，确保其间距保持在4 m，同时桩长是10.5 m、埋深是4.5 m。

依据工程锚固地层是破碎岩石的地质特征可利用m法来计算内力，其中m的值取20 MN/m4。考虑到桩后不需设置锚，因此在设计当中可以根据受弯构件来对抗滑桩做出设计，桩的最大剪力为：

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最大弯矩为：

桩身的内力计算如下：

背侧——挡土侧；面侧——非挡土侧。

背侧最大弯矩为669.3 kN·m；距离桩顶9.200 m。

面侧最大弯矩为0.000 kN·m；距离桩顶 0.000 m。

最大剪力为1 358.4 kN；距离桩顶 7.300 m。

桩顶位移为6 mm。

针对该工程可将挡土板的尺寸设计成长度为3.9 m、宽度为1 m且厚度为0.3 m，利用C30规格的混凝土预制拼装而成，并使用φ12的受力钢筋。在挡土板和桩连接处的相邻板端需设置宽度为0.1 m的缝隙，并用沥青麻絮将缝隙塞满，在挡土板的预制当中还需预留一定的吊装孔，其中底层挡土板吊装孔的主要作用是用来排水，其他的吊装孔在安装之后要填塞满混凝土。设计中挡土板同桩之间设置为0.7 m的搭接长度。在进行内力计算时可以将挡土板看作为支撑于抗滑桩上的简支板，取挡土墙后水平向土压力的最大值来作为挡土板的承压荷载，根据受弯构件设计以及均布荷载的原理来做出计算，得出板的跨径L=L1+1.5t(其中,L1为相邻两个抗滑桩之间的净距离；t为挡土板的厚度)。

5 挡土墙的施工注意事项

1)抗滑桩施工的注意事项。

在抗滑桩施工前要对桩位进行测定并确保场地的平整，在每个井口安装相应的钢管井架来方便出碴。开挖桩井时需在井口挖到1 m～2 m深度时绑扎钢筋并灌注混凝土护壁，以防止井口塌陷；每节采用一边开挖一边支护的方式来进行深度为2 m的掘进，并在井壁进行钢筋混凝土的浇筑来形成相应的矩形框架；井内出碴时借助人工来装碴并利用卷扬机提升到地表；通过通风机的设置来确保井内的通风并做好相应的排水措施；在井口设置三角架与吊篮等给人员上下井提供便利；在桩孔开挖到设计的标高之后需要做好验槽等工作。

2)挡土板施工的注意事项。

在挡土板施工前需要在不引起土方坍塌的情况下进行土层的开挖，利用全站仪对挡土板的具体位置进行测定，并按照相关要求对桩面做好修整。在挡土板的施工中需按要求做好钢筋的绑扎和无砂混凝土板的安装，根据工程需要设计加工好帮条锚具并将其牢固地焊接在桩身上，对硬PVC泄水管做好安放；针对桩间部分使用定做的组合钢模并在桩身、挡土板搭接处选用木模，采用双槽钢来对模板进行加固；搅拌并灌注混凝土；在灌注完成后对混凝土施工进行封闭。

6 讨论

综上所述，自上而下进行施工的桩板式挡土墙具有方便、安全、防滑和互不干扰等诸多优势，在一些需要对边坡土体、坡顶建筑进行稳定的工程项目当中是一种可取的施工方案，同时柱板式挡土墙的施工也是一种沉井式施工方式，具有占地面积少以及对周边影响范围小的特点，在保证机械充分利用的基础上对劳动条件做出了合理的改善，同时在施工当中护壁的设置也给开挖人员的安全带来了有效的保障。

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Analysis on the design and application of current sheet-pile retaining wall

Li Huaizhu

(JilinRailwaySurvey&DesignInstituteCo.,Ltd,Jilin132000,China)

The paper introduces the definition and major merits of sheet-pile retaining wall, specially analyzes sheet-pile retaining wall design points by combining with specific engineering examples, and studies matters needing attention in sheet-pile retaining wall construction, which has important meaning for rationally applying sheet-pile retaining wall in various construction projects.

sheet-pile retaining wall, design point, anti-sliding pile, load

2015-06-03

李怀珠(1983- )，男，工程师

1009-6825(2015)23-0061-02

TU476.4

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