百色大道桩板式挡土墙逆作法施工探讨

李志强，符 蕾，陆宇翔

(广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530029)

0 引言

逆作法是一种自上而下作业的支护施工方法，通过合理利用结构自身的抗力，达到支护基坑的目的。逆作法的主要特征是：(1)从上往下作业；(2)开挖土方过程中利用结构自身的抗力抵抗土压力。由于省去了大量临时支护的费用，逆作法具有非常明显的经济效益，在房屋高层建筑基坑施工中大量使用，但在道路施工中运用得很少。根据实际情况，逆作法在道路经常使用的桩板式挡土墙施工中是大有可为的。

桩板式挡土墙的预制挡土板一般置于抗滑桩之后或搭接在抗滑桩的翼缘板上，施工常规做法为顺作法，需要在做好抗滑桩后开挖边坡至挡土板底部，清理出安放挡土板的施工空间，再从下往上逐块安装预制挡土板，并同时分层夯实回填板后填土。但在边坡顶附近有建筑物的情况下，没有足够距离可以采用较缓的坡比开挖边坡，在开挖边坡的过程中往往需要对边坡增加钢板桩、土钉墙、锚杆支护等临时加固措施，保证施工过程中坡顶建筑物不受影响。增加临时加固措施必然会增大桩板式挡土墙的总体造价。而采用逆作法施工，在从上往下开挖边坡的同时，从上往下安放挡土板，用上层挡土板来支挡已开挖的上部边坡，边坡在不需要增加临时加固措施的情况下也能够稳定，保证施工可以安全顺利地循环进行。

1 工程概况

百色大道(一期)工程为城市主干路，由南百二级公路(324国道)改扩建而成，道路红线宽66 m，设计时速60 km/h。路线呈东南-西北走向，基本沿旧路布设，道路设计起点桩号为K12+940，位于田阳-百色交界处那吉路口附近，路线向西北方向延伸，道路经过三塘村、四塘镇，于K22+691.933下穿隆百高速分离立交桥，终点接位于南百高速百色东出入口附近的进城大道一期K5+200桩号，终点桩号为K24+394.315，路线全长11.454 315 km。

百色大道(一期)工程K23+105～225段右侧边坡顶部有一条水泥混凝土道路，路边依坡而建有一排3～4层高的民房。民房离坡顶边最近只有5 m左右，边坡最高有11 m高。边坡地表上覆厚1～2 m的残坡积半成泥(砂)岩风化物，下伏第三系泥岩、砂岩半成岩，属中等膨胀土地段；在边坡开挖形成临空面后，易发生滑坡、崩落、坍塌等地质灾害。此段边坡设计采用桩板式挡土墙进行支护。施工单位在放坡开挖施工附近K23+240桩号处挡土墙时，边坡曾经出现滑塌现象，危及到民房安全，后采用了打钢管注浆边坡等加固措施，才顺利把此段挡土墙施工完成；故提出因安全问题无法放坡开挖施工挡土板，建议增加抗滑桩根数，把桩板式挡土墙改为排桩式抗滑桩，大概增加造价300万元左右。设计单位大胆提出采用逆作法施工挡土板，不增加造价，而且又能保证安全，得到了其余各参建单位的认可。设计单位按照逆作法施工工艺对原桩板式挡土墙设计进行了部分修改。

2 逆作法施工工序

K23+105～225段右侧桩板式挡土墙的抗滑桩采用φ2.2 m圆桩，采用人工挖孔成孔。抗滑桩中心间距5 m，共设置25根；为减少投资，抗滑桩桩长根据边坡高度的变化采用12 m、14 m、16 m、18 m、20 m、22 m长。

为配合逆作法施工，挡土板由通常的预制板改为现浇板，沿相邻的两个抗滑桩中心线布置，这样板长最短，挖土最少，最经济；而且也方便从抗滑桩正面挖土，施工空间大，可以采用挖掘机挖土。挡土板从抗滑桩桩顶由上到下按照6 m高度分类，高度≤6 m的板厚采用30 cm，高度>6 m的板厚采用40 cm，板上作用的荷载取各类挡土板中最底层挡土板所对应的土压应力，按均布荷载分布。挡土板受力钢筋采用植筋技术锚固于抗滑桩混凝土内。如图1所示。

图1 挡土板平面布置图(单位：mm)

桩板式挡土墙逆作法施工工序是：(1)先施工抗滑桩。(2)抗滑桩检测合格后，从坡顶开始，从抗滑桩正面垂直开挖边坡，开挖高度一般为1 m高，若土质情况较好，也可以按最大不超过2 m高开挖。(3)植筋。按设计要求布好钢筋，安装模板，为方便下部挡土板开挖，要求设置木底模；浇注上部第一块挡土板。(4)上部挡土板混凝土强度达到设计值的70%以上时，方可拆除模板，继续开挖挡土板下部土方，植筋浇注第二块挡土板。(5)按以上步骤循环开挖施工，直至浇注完下部最后一块挡土板。

需要注意的是，为保证下部挡土板浇注混凝土时可以插入振动棒振捣密实，从第二块挡土板开始，外侧面的模板上做进料口，进料口超过上一段挡土板底面的板厚高度。浇注挡土板混凝土时进料口留下的多余混凝土，待混凝土强度达到设计值的70%以上时，方可用人工凿除。

3 植筋施工

植筋施工是桩板式挡土墙逆作法施工的关键。挡土板的受力钢筋必须锚入抗滑桩内，并有足够的锚固深度，才能在施工过程中保持自稳并发挥挡土作用。植筋施工应严格按照《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)进行，采用符合规范的A级胶作为钢筋植筋结构粘结剂。

植筋的锚固深度不能按短期拉拔试验值或厂商技术手册的推荐值采用，要按《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)公式15.2.2-2计算：植筋锚固深度设计值ld≥ΨN·Ψae·ls。经计算，非悬挑结构的植筋锚固深度设计值采用如下数值：C14钢筋30 cm长，C16钢筋34 cm长，C20钢筋42 cm长，C22钢筋46 cm长。应注意的是，悬挑结构的植筋锚固深度是非悬挑结构的1.3倍长。悬挑结构的植筋锚固深度设计值采用如下数值：C14钢筋40 cm长，C16钢筋45 cm长，C20钢筋55 cm长，C22钢筋60 cm长。

根据《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)表15.3.5“植筋直径与对应的钻孔直径设计值”：C14钢筋采用18 mm钻孔直径，C16钢筋采用20 mm钻孔直径，C20钢筋采用25 mm钻孔直径，C22钢筋采用28 mm钻孔直径。

钢筋植筋的施工顺序为：(1)钻孔：开挖土方及凿掉抗滑桩的护壁，按照图纸要求在抗滑桩表面划定钻孔锚固的准确位置，根据植筋钢筋直径，按照设计钻孔直径及植筋锚固长度钻孔。(2)清孔：将孔打好后先用毛刷将表面杂物刷净，再用气筒将孔内杂物吹净；也可用高压水冲孔清洗，但应注意清洗后要用气筒把孔壁吹干。(3)注胶：将A级胶灌入清理后的钻孔中，要求灌浆均匀无孔隙，注满孔体积的2/3为止。(4)插筋：钻孔灌浆后，马上插入已处理好的钢筋，插入钢筋时需用手转动插到孔底，上下动作防止气泡发生，让A级胶与钢筋全面粘合。(5)调整：钢筋插入孔内后，若需调整位置，应在10 min内调整完毕，但不允许向外拉。(6)保护：调整好的钢筋应在1 h内不允许动，否则将影响锚固的强度，保护48 h后方可进行后面的其他工序。(7)现场检测：植筋应进行拉拔试验，检测数量一般应抽检植筋总数量的10%。

4 变形缝设置

桩板式挡土墙采用顺作法施工时，挡土板一般设置在抗滑桩之后或搭接在抗滑桩的翼缘板上。为方便安装，纵向挡土板间或挡土板与翼缘板间一般都留有缝隙，整幅桩板式挡土墙没有连成整体，不需要考虑设置变形缝。桩板式挡土墙采用逆作法施工时，挡土板固接于抗滑桩中，整幅挡土墙通过挡土板连成了一体，如果桩板式挡土墙的长度又较长，就必须要考虑设置温度变形缝，否则以后胀缩变形，会造成刚度较小的挡土板中出现应力集中从而在薄弱处产生温度裂缝。有些已施工完的采用现浇挡土板的桩板式挡土墙，挡土板出现多处裂缝，就是未设置变形缝造成的。

本段桩板式挡土墙有所创新地利用悬挑板来设置变形缝，即在挡土板纵向中间位置设置变形缝，挡土板由一块单向板变为两块悬挑板，这是在以往类似工程施工中未曾用过或介绍过的做法。在K23+152.5、K23+202.5桩号处设置变形缝，缝宽2 cm，用沥青麻絮封塞。需要注意的是，挡土板变为悬挑板后，施工时靠近土坡一侧的受力钢筋要按照悬挑结构加大锚固深度来植筋。

为限制变形缝两端悬挑挡土板受土压向外的相对变形，保证变形缝两端向外变形基本一致，以便立面美观，参照混凝土路面的连接作法，施工时在变形缝两端挡土板厚度向中间位置设置C20钢筋拉杆，沿高度每0.2 m设置一根，每根长0.8 m，详见图2。

图2 挡土板变形缝处拉杆大样图

5 实际施工情况介绍

施工单位于2015-04-15开始挖孔施工抗滑桩，采用逆作法开挖施工挡土板，于2015-08-09施工完挡土板。施工过程很顺利，没有出现边坡开挖滑塌事故，对边坡上的民房没有影响。此段采用逆作法施工的桩板式挡土墙建成至今已有一年多时间了，未发现有任何问题，证明逆作法施工是成功的。

6 结语

当道路开挖边坡坡顶附近有房屋建筑物或电塔等构造物时，不仅可以优先考虑采用成排抗滑桩支护，

还可以采用桩板式挡土墙支护。只是把桩板式挡土墙的施工方法改为逆作法施工即可，这样可以节省很多投资，而且施工过程也是很安全的。

采用逆作法施工桩板式挡土墙时应注意的是：(1)植筋锚固深度采用厂商技术手册推荐的10～12倍钢筋直径是不够的，悬挑结构的受力主筋植筋锚固深度要比非悬挑结构的要大。(2)注意纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开，焊接接头连接区段内纵向受力钢筋的接头面积百分率应≤50%，焊接接头连接区段的长度为35倍钢筋直径并≥500 mm。为满足以上要求，挡土板植筋外露长度不应该一样，相邻钢筋植筋外露长度相差≥35倍钢筋直径并≥500 mm。(3)较长的桩板式挡土墙要设置变形缝。

[1]GB50367-2013，混凝土结构加固设计规范[S].

[2]GB50010-2010，混凝土结构设计规范(2015版)[S].

[3]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].