排樁擋土墻在電力工程中的應用

韓曉晶

0 引言

擋土墻是抵擋土壓力、防止土體坍塌的構筑物，邊坡支護工程中常用的擋土墻形式有重力式、懸臂式、扶壁式、板樁式等。排樁支護結構是以某種樁型按隊列式布置組成的支護結構，其主要作用為擋土、截水、防滲，是目前深基坑支護工程中使用最為廣泛的支護形式，其常用的樁型是沉管灌注樁、鉆(沖)孔灌注樁和人工挖孔灌注樁。

當在有場地限制、邊坡條件復雜的電力工程邊坡支護中無法采用占地較大的傳統的重力式、鋼筋混凝土擋土墻形式時，可利用排樁布置形式靈活、占地面積小、對周圍環境影響小等優點，將排樁結構作為永久性擋土墻使用。

筆者就人工挖孔灌注樁排樁擋土墻在深圳某變電站邊坡支護的應用進行探討。

1 工程概況

深圳某變電站工程所在場地東鄰市政道路，毗鄰塘朗山公園，西側為建設中的高層住宅小區。本工程場地標高低于西側高層住宅小區7 m～10 m。

本工程位于抗震設防烈度7度區，設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第一組，設計特征周期為0.35 s。場地土的類型為中軟土，建筑場地類別為Ⅱ類。場地內未見可液化地層。

其場地的工程地質條件:場地原始地貌單元為塘朗山高丘陵坡地前緣，后為采石場地，場地經由填方整平，西、南兩側形成高約3 m～10 m填土邊坡;場地地層自上而下為人工填石(土)層(Qml)及加里東期(Mr3)混合花崗巖的中、微風化層;各巖土層工程地質特征分述如下:

①人工填石(Qml)。灰褐、黃褐、雜色，填石成分為中～微風化混合花崗巖，粒徑一般2cm～40cm，個別大者可達60cm以上，不均勻含粉質粘土及砂礫，局部粉質土及砂礫富集為人工填土，稍濕，松散～稍密狀態。本層在場地內均有分布，層厚6.80 m～18.00 m。承載力特征值fak=80 kPa～100 kPa。

②加里東期混合花崗巖(Mr3)。本場地下伏基巖為加里東期混合花崗巖，混合花崗結構，塊狀構造。本次勘察揭露按其風化程度可分為中風化巖及微風化巖，分述如下:②中風化混合花崗巖:褐紅、褐黃色，裂隙發育，裂隙及巖石面鐵質浸染，巖芯呈碎塊、餅狀，巖塊堅硬，合金鉆進困難。本層在1號、8號鉆孔有揭露，層厚1.10 m，層頂埋深12.00 m ～12.20 m，層頂標高38.26 m ～38.38 m。承載力特征值fak=2000 kPa。③微風化混合花崗巖:灰色，見有少量裂隙發育，裂隙面鐵質浸染，巖芯呈短柱、碎塊狀，巖石新鮮、堅硬，需用金剛石鉆進。本層在場地內均有分布，鉆探揭露層厚1.30 m ～3.60 m，層頂埋深6.80 m ～18.00 m，層頂標高32.73 m ～43.61 m。承載力特征值 fak=5000 kPa。

場地地下水埋藏較深，勘察深度內未量測到地下水位。

因此可知:本場地①人工填石層厚度較大，土層厚度6.8 m～18.0 m，土體中含大量碎、塊石，呈松散～稍密狀態，承載力低、變形量大、均勻性較差，未經處理不可作為擬建筑物的地基持力層;②中風化混合花崗巖及③微風化混合花崗巖強度高，為良好基礎持力層。

2 邊坡支護方案

場地西、南部人工填石(土)邊坡關系到本場地的穩定性，需對邊坡進行加固支護處理:南部邊坡因高度較低，支護方式可采用常用的重力式擋土墻——毛石混凝土擋土墻結構形式;西側邊坡長度約為76 m，高度7 m～10 m，因場地限制，無條件放坡，采用人工挖孔灌注樁形成排樁支護體系——人工挖孔灌注樁排樁擋土墻。

人工挖孔灌注樁排樁擋土墻由“人工挖孔灌注樁排樁結構+土釘支護”組成，其具體做法如下:

1)人工挖孔灌注樁排樁結構:

人工挖孔灌注樁排樁結構，由人工挖孔灌注樁隊列式設置形成。人工挖孔灌注樁，是一種傳統的成樁施工工藝，具有施工設備簡單、施工操作方便、占用場地和空間小、無噪聲、無振動、對周圍環境及建筑物影響小，成樁直徑大、成樁質量容易保證，可全面展開施工，縮短工期，造價低等優點，適用于電力工程新建、改擴建工程各類建(構)筑物地基，尤其適用于埋藏較淺的巖石地基中囊狀風化帶和傾斜巖體樁基。

因本場地地下水埋藏較深，勘察未量測到地下水位，故本工程排樁布置時因無防水要求，人工挖孔灌注樁可采用一字排列，樁徑1200mm、樁中心間距2000mm，以②中風化混合花崗巖及以下③微風化混合花崗巖巖層為持力層，樁端全斷面進入持力層深度1200mm;排樁樁頂設置鋼筋混凝土冠梁(壓頂梁)，冠梁寬度同人工挖孔樁樁徑1200mm，冠梁高度為500mm，冠梁及樁身的混凝土強度等級為C25。

2)土釘支護—樁間土的防護:

土釘支護，亦稱土釘墻，是利用土釘加固的原位土體與噴混凝土面層等組成的支護結構;土釘是用來加固或同時錨固現場原位土體的細長桿件，通常采取土中鉆孔置入帶肋鋼筋并沿孔全長注漿的方法做成土釘;土釘依靠與土體之間的界面粘結力或摩擦力在土體發生變形條件下被動受力并主要承受拉力作用對土體進行加固。土釘也可用鋼管、角鋼等桿件作為釘體采用直接擊入方法置入土體。

因本工程樁間土為未經處理的人工填石，故需采用土釘墻做法處理樁間土的防護(見圖1)。

土釘為直徑16mm的HRB335級鋼筋，長度為2.0 m，水平及豎向間距均為2.0 m;噴射混凝土面層厚度100mm，內設網眼60×60的14號鋼絲網，面層與人工挖孔灌注樁采用水平及豎向間距均為500mm的固定釘連接，噴射混凝土面層的混凝土強度等級為C20;噴射混凝土面層加設水平及豎向間距均為2.0 m的泄水孔。

3 排樁擋土墻的設計簡述

排樁擋土墻作為永久性擋土結構的設計方法，市政、電力等行業規范目前尚未涉及，本工程參考建筑基坑支護相關方法進行設計。

排樁擋土墻的嵌固深度計算受抗傾覆、抗滑移、抗隆起及整體穩定性等多因素控制。懸臂式支護結構嵌固深度計算簡圖見圖2，其嵌固深度設計值可按JGJ 120-99建筑基坑支護技術規程中相應條款進行設計計算。

排樁擋土墻的結構計算:排樁擋土墻可根據受力條件分段按平面問題計算;除工程地質條件外，其結構內力與變形計算應與其平面布置、懸臂端支撐條件、錨固段埋置深度有關，可根據考慮因素及假設條件的不同，選用彈性支點法、彈性樁法、等值梁法等不同方法計算，懸臂式排樁擋土墻也可按靜力平衡條件進行計算。

4 施工注意事項

1)人工挖孔灌注樁:人工挖孔灌注樁施工中的關鍵是安全和質量控制，施工操作人員必須嚴格按照程序執行:人工挖孔灌注樁樁基施工時應按現行有關規范規程并結合該工程的實際情況采取有效的安全措施，確保樁基施工安全有序進行;雖然人工挖孔灌注樁質量容易得到保證，但質量控制仍不能忽視，須在人工挖孔灌注樁施工過程中全程監控，保證施工質量滿足設計要求。

2)土釘支護:土釘支護參照土釘墻相關規范規程進行施工，保證施工質量滿足設計要求。

5 結語

排樁擋土墻具有布置形式靈活、占地面積小、對周圍環境影響小等優點，在場地受到限制、邊坡條件復雜的邊坡支護工程中具有一定的應用價值。

［1］ GB 50007-2002，建筑地基基礎設計規范［S］.

［2］ GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術規范［S］.

［3］ JGJ 120-99，建筑基坑支護技術規程［S］.

［4］ DL/T 5024-2005，電力工程地基處理技術規程［S］.

［5］ 陳俊珉.排樁擋土墻在河岸工程中的應用［J］.城市道橋與防洪，2007(9):64-65.