樁基托梁在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

吳永安　郭宏麗

摘 要：樁基托梁擋土墻是指：在公路設(shè)計(jì)中由于擋墻下地基土層覆蓋層過厚且地基承載力不足，為避免將擋墻置于不穩(wěn)定的土層上或避免擋墻基礎(chǔ)埋置太深，因此需要采用樁基，在樁基上設(shè)置托梁（類似承臺梁），并將擋土墻設(shè)在托梁之上，使擋墻獲得足夠的穩(wěn)定性和承載力。它是一種常見的路基支擋構(gòu)造物。當(dāng)基礎(chǔ)埋置深度無法滿足或擋土墻基底應(yīng)力驗(yàn)算不滿足時，可采用樁基托梁擋土墻。

關(guān)鍵詞：樁基托梁；公路設(shè)計(jì)；擋土墻；路基

擋土墻是公路設(shè)計(jì)中用于支撐路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種工程構(gòu)造物。隨著廣泛擋土墻的應(yīng)用以及科技技術(shù)水平的不斷提高，擋土墻的結(jié)構(gòu)形式正變得也越來越多，包括衡重式擋土墻、重力式擋土墻、加筋擋土墻、懸臂式擋土墻、錨定板擋土墻、錨桿擋土墻、樁基托梁擋土墻等等。而我們要談的樁基托梁擋土墻只是其中的一種。

1 關(guān)于樁基托梁的概述

擋土墻與樁二者的組合稱之為樁基托梁擋土墻，由托梁作為中間物將兩者連接起來。樁基托梁擋土墻是以拖梁做為介質(zhì)將托梁上擋土墻結(jié)構(gòu)上的荷載傳遞給樁，然后再由樁通過與樁相接觸的土壤和樁端土把荷載傳到下面堅(jiān)實(shí)的土層中去，當(dāng)托梁在把樁和擋土墻聯(lián)成一個整體的同時，也和二者一起承擔(dān)荷載。樁基拖梁擋土墻在很多時候都是可以采用的，比如在改建公路的路基主體設(shè)計(jì)工程中可以采用、在新建公路的主體設(shè)計(jì)工程中可以采用，同時在運(yùn)用的位置上也很靈活，既可以作為路肩墻出現(xiàn)，也可以作為路堤墻出現(xiàn)。樁基托梁的高度不像其它擋土墻一樣受高度的限制是其特征主要，樁的埋深這一特點(diǎn)又恰好彌補(bǔ)了地基不穩(wěn)固的缺陷。

1.1 關(guān)于樁基托梁的應(yīng)用

（1）主要可以用于河岸的沖刷處、公路陡坡處、覆蓋土穩(wěn)定性比較差的地方、基巖較深埋置處、和既有線相鄰太緊處等。

（2）當(dāng)刷坡到達(dá)極限邊坡等級的時候，由于是穩(wěn)定性較差的覆蓋土層，所以導(dǎo)致無法實(shí)施原來設(shè)計(jì)的其他形式的擋土墻時，樁基托梁就展現(xiàn)出它的優(yōu)勢了，這時候就可以采用它了。

（3）在已有的線路又是陡坡路堤的地方新建平行的第二線時，當(dāng)施工以及行車安全在采用跳槽開挖基坑、挖臺階漿砌防護(hù)等等的臨時的支護(hù)結(jié)構(gòu)都不能滿足被滿足的時候，樁基托梁就展現(xiàn)出它的優(yōu)勢了，這時候就可以采用它了。

1.2 關(guān)于樁基托梁的分類

（1）按工程設(shè)置方面的位置可以分為：路堤式的擋土墻與路肩式的擋土墻。其中根據(jù)樁基擋土墻的結(jié)構(gòu)形式不同又分為：重力式的擋土墻與衡重式的擋土墻。而在實(shí)際的工程中很多時候都采用衡重式的擋土墻。

（2）按其另一種結(jié)構(gòu)形式也分為：單排樁式的擋土墻、多排樁式的擋土墻與錨索（桿）式的擋土墻。與之相應(yīng)的根據(jù)樁基擋土墻的結(jié)構(gòu)形式不同又分為：重力式的擋土墻與衡重式的擋土墻。

1.3 關(guān)于樁基托梁的設(shè)計(jì)原則

（1）樁基托梁擋土墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該綜合考慮到它的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、合理性等問題，從而來確定擋土墻的高度、擋土墻的截面尺寸、擋土墻的樁截面尺寸、擋土墻的樁間距與擋土墻的托梁尺寸等。

（2）擋土墻的高度至少應(yīng)滿足使托梁底部不至于懸在空中，此外托梁截面的中心線和樁的中心線應(yīng)該與作用在擋土墻底的豎向的荷載重合。

（3）托梁可分為簡支梁和連續(xù)梁兩種。其中連續(xù)梁下面的樁一般應(yīng)按等間距布置，簡支梁一般情況下要求做成兩端都要懸空出來的簡支梁。

（4）樁按懸臂樁的樣式設(shè)計(jì)比較好，其中一般按襟邊的寬度應(yīng)大于4m 來選擇設(shè)定錨固點(diǎn)。若是矩形樁的時候，截面的短邊尺寸應(yīng)該大于或等于1.25m，樁間距在5～8m之間比較好。

2 下面以一個例子說明樁基托梁擋土墻在公路設(shè)計(jì)中的優(yōu)化效果

2.1 原設(shè)計(jì)中的實(shí)際情況及優(yōu)化

但是在施工人員進(jìn)場后，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)實(shí)際上該地段橫坡比原設(shè)計(jì)中的更陡，并且此段為的不穩(wěn)定覆蓋土地段，如果按照原設(shè)計(jì)施工的話，擋土墻需要加高并且擋土墻底的地基的承載力也達(dá)不到要求，為了保證路基的穩(wěn)定性和安全性，必須進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

樁基托梁擋土墻設(shè)置好后，可有效避免原設(shè)計(jì)中的擋土墻下覆蓋層的坍塌現(xiàn)象的存在，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)底存在懸空的可能性，如何使路基的安全得到更好地、更有效地保護(hù)，那就需要鎖住路基，把樁尖置入穩(wěn)定的基巖中就是鎖住路基的一種有效的方法。

2.2 關(guān)于樁基托梁的施工程序

2.3 關(guān)于此例中的樁基托梁的施工要點(diǎn)

（1）此例的優(yōu)化設(shè)計(jì)僅僅適用于衡重式的路肩式樁基托梁擋土墻，墻高為8～12m 高路段。

（2）樁孔的開挖以及護(hù)壁均由人工完成， 必要時也可利用風(fēng)鎬來開挖。 一次一般只開挖0.5～2m 深，隨即護(hù)壁、立模、安放鋼筋就要緊跟著進(jìn)行，直至最后要留著封口處理的0.10～0.15m 。

（3）墻身在沿路線的方向上應(yīng)該結(jié)合到托梁與墻高的銜接情況，每隔10～15m 須設(shè)置伸縮縫，并且應(yīng)該用瀝青麻筋來填塞伸縮縫的內(nèi)部外部頂部三邊。

（4）樁基托梁必須要求要埋置在巖土的體內(nèi)。在澆筑拖梁時，同時應(yīng)該在其頂部和擋土墻底部相接觸處埋入一些短筋，以利于提高拖梁頂面和擋土墻的穩(wěn)定性。

（5）樁基托梁頂部的鋼筋伸入樁基拖梁內(nèi)的長度在對于螺紋狀的鋼筋而言應(yīng)該大于或等于該鋼筋的直徑的35倍，而對于光圓狀的鋼筋應(yīng)該大于或等于該鋼筋的直徑的45倍。

（6）在樁基結(jié)構(gòu)中鋼筋如果是縱向受力時候接頭應(yīng)該采用焊接，接頭處在35d 范圍內(nèi)， 有這種接頭的受力鋼筋的面積應(yīng)該不小于該截面的鋼筋的面積的50%。

7）其他相關(guān)事宜參照相應(yīng)的規(guī)范執(zhí)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙明華.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003.

[2] 李海光.新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程實(shí)例[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 孔德惠，孔書祥.樁基擋墻在既有鐵路路基加固中的應(yīng)用[M].鐵道建筑，2008（04）.