抗滑樁板墻在軟基陡坡高路堤支擋中的應用

摘 要：不穩定的斜坡路堤是一種常見的山區公路斷面形式。在進行設計時，主要采用各種類型重力式支擋結構物方案。但是重力式支擋結構物對地基強度有要求，在一些基地存在深厚軟土的路段，在傾斜面填料和軟土共同作用之下，結構的受力狀況往往比較復雜，傳統的支擋方案無法滿足使用要求。貴州高速路堤地基形狀復雜，一些路段按照傳統施工方案陡坡高度達25m，超過了路堤自然承重極限，傳統施工方案不能無法滿足路堤承重要求，需要采用抗滑樁配合板墻的施工方案。本文通過貴州高速路施工幾個典型工程實例，對抗滑樁墻在軟基陡坡高路堤支擋中應用的可能性進行探討，為貴州高速路建設中相似的路段情況提供參考。

關鍵詞：抗滑樁板墻；軟基陡坡高路堤；支擋

占全省國土總面積的61.9%，境內巖溶分布范圍廣泛，形態類型齊全，地域分布明顯，一定程度上為高路公路的建設提出了新的要求。如何鋪設軟坡土基高路堤，本文的研究思路是通過對貴州松桃至銅仁高速公路樁板墻的應用和貴州道真至甕安高速公路回頭曲線下側預應力錨索樁板墻的應用的對比研究分析抗滑樁板墻在軟基陡坡高路堤支擋中的應用可能性和施工技術要點。通過學習兩條高速公路抗滑樁板墻應用技巧，為其他高速公路建設解決相關問題提供相關實踐依據。

1 貴州道真至甕安高速公路回頭曲線路段預應力錨索樁板墻的應用

1.1 工程概況

土層結果大致如下：

（1）路基填土。粉質粘土雜碎石，強度低、韌度低，密度居中，分布廣泛，厚度為3m以上，施工時應該清理掉該土層。

（2）碎石土。凝灰巖碎塊。亞環狀棱角狀，顆粒直徑為5～20mm，分布在場地大部分地段。

（3）全風化玄武巖。棱角狀全風化，厚度大施工不能全部揭露，揭露厚度為5～14m，錨索樁基嵌入此層。

1.2 受力分析

施工路段路基形式為全填方整體式路基，自然邊坡角度大，地基條件不良，常規放坡高度達到25m，對比地面平緩的軟弱地帶，在軟基陡坡施工陸地的變形滑動同普通路段有很大區別。通過對施工地點地質條件的綜合考慮，決定使用錨索預應力樁板墻施工方案。利用預應力錨樁較高的抗拉強度，預應力作用在樁懸臂段，降低了樁的內應力，改變了普通樁板墻懸臂受力狀態，較小了樁的截面積，節省材料，使得高填方路堤實現了輕型化，降低了工程造價。

1.3 方案比選

考慮到傳統重力擋墻方案在地基飽水且軟弱的情況下達不到設計要求，同時當地石料缺乏，而采用了錨索預應力施工方案，并且通過擋土板傳遞給樁柱和錨索。

1.4 施工方案

左側擋墻加高之后子外側用樁進行加強。錨索預應力作用于樁懸臂，立面布置見下圖：

外側設置12根18到26m的錨索樁，樁后掛擋土板，擋土板預制在填土側，樁懸臂段較高，錨索位于樁頂3m、6m、9m位置，錨索傾角20度，錨固段長10m。錨索鉆孔直徑130mm，采用高強度低松弛鋼絞線，張拉至450kN鎖定。

抗滑樁在懸臂端最長、軟基埋深最大的位置抗滑樁作為基準。樁深小于臨界值，剛性樁，邊界條件視作自由端。樁身內力計算參數主要有：樁背側最大彎矩36124kN/m。和樁頂距離18m，剪力最大為8017kN，距樁頂25m，樁頂位移115mm。在《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》指導下進行配筋。擋土板進行配筋，兩根樁之間擋土板下設片石基礎，板不可懸空。在原地表面開挖排水盲溝，橫向盲溝和縱向盲溝排水溝要相互連接。坡體排水需要在錨索孔上10cm預留二次灌漿孔，板后鋪設透水土工布包裹的砂夾鵝卵石反濾層。

以上貴州道真至甕安高速公路回頭曲線路段預應力錨索樁板墻的應用，通過預應力錨樁，達到了設計強度避免坍塌的同時也節省了填方，為軟土基填土高路堤建設的輕型化提供了新的可能。

2 貴州松桃至銅仁高速公路軟基陡坡高路堤抗滑樁墻下支擋工程實例

貴州松桃至銅仁高速公路沿線地質形態復雜，層巒疊嶂，山脈綿延起伏，層狀地貌構造明顯，地面起伏大，相對高度在300m以上。根據研究報告等文件，貴州松桃至銅仁高速公路公路采用的主要技術標準見表1。

松桃至銅仁高速公路某施工合同段，坡積土層較發育，植被發達，地表匯流集中，地下水位高，

覆蓋層施工。通過鉆孔可知脅迫山體覆蓋層為崩積、坡積，坡積占較大比例，含有薄層殘積土，覆蓋層厚度在4.0～7.5m之間。斜坡地帶地表匯水量大，土質多為軟塑狀粘性土，強度一般很低同時具有很高的壓縮性。天然含水量為42%，地基承載力為110kPa。覆蓋層含有少量碎石，顆粒直徑為20～50mm，主要成分為泥質粉砂巖和泥質灰巖。

巖層結構。項目區基巖露頭和鉆孔顯露結果顯示覆蓋層下是紫紅色夾灰綠色粉砂質泥巖和泥質粉砂巖，有輕微的鈣質，還含有少量團塊狀、顆粒狀石膏成分。巖層為垂直解理，層間縫隙發育，泥質夾層多。巖石受切割，形狀構造較為復雜，有立方體、菱狀體、塊狀、角礫狀等。整個巖體結構不均勻，有整體性較好的塊狀結構，同時也有破碎的層狀、碎塊狀構造等。

地下水情況。施工段地處山坡地表水集中地帶，地下水位高0.5m，地層巖性為紫紅色砂巖，極軟，崩塌體在陽光、水的作用下很容易分解成砂質粘性土，形成的堆積層滲水系數高，橫斷面水流流速大，進一步軟化地基土，典型斷面見圖2。

2.1 處理方案

施工路段地基形式為全填方整體式，自然邊坡角度大，基底條件不良，常規自然放坡手段最大邊坡高度為20m。在進行力學分析后可以知道，軟基陡坡高路堤在快速填土時，超靜孔隙水壓力無法釋放，地基土在靜壓力作用下壓緊，同時產生側壓力，外側坡腳將發生變形，出現推移、隆起等問題。同時陡坡路堤重力方向分離大于界面摩擦，容易發生填料沿界面滑移。兩種變形原理和性質不同，但是單純考慮一種情況是不夠的，在通過綜合考慮之后，可以得出抗滑動效果最好的面是一組組合線，上部為原天然地面，下部來自軟弱土層內部圓弧滑動面，具體位置可參考圖2。

目前條分法是工程界應用最廣泛的一種計算土坡穩定性的方法。在同多種條分法對比之后，考慮到該路段滑坡推力方向明確，顧而采用傳遞系數法來計算剩余下滑力。在充分考慮到樁后填土和行車載荷之后，從坡上直至坡下逐塊計算土體下滑力，最后得出最后一塊土體的樁前下滑力，根據下滑力計算彎矩和剪力，再進行界面粘聚力和內摩擦系數取值進行折減。

穩定性分析結果為最后一塊土體生育下滑力為836kN，下滑力同重力方向之間的夾角為23.47°。這組數據是樁墻背垂直且頂面為8m高填土時計算所得。滑坡推力圖在充分考慮到覆蓋層強度、土層地基、剛度等影響因素后，可以按照近似提梯形來進行計算。

方案選擇。設計考慮到常規重力擋墻樁基抗剪性能不足的問題，采用了樁板墻支擋方案，填料側向壓力作用于擋土板，通過擋土板傳遞給樁柱，還考慮到了預應力錨索的必要性。

2.2 施工方案

樁頂填土高度8m，上坡率1：1.5，確定需要支擋路段長度為86m。樁身內力計算結果為樁背側最大彎矩44567kN/m，最大剪力7595kN，樁頂位移103mm。

擋土板沿線路縱向長度為4.8m，高2m，現澆法施工，裝吊作業條件允許也可以進行預制施工，但應改變樁身銜接固定形式。

根據相關研究，地下水作用幾乎是決定性因素，為防止地表水進一步侵蝕，在地表倒梯形排水盲溝，疏干地表水。

樁板設置連續排水層，擋土板上設置泄水孔。

以上是松桃至銅仁高速公路軟土層高路堤施工方案，選取了樁板墻支擋施工方案，加強排水，基本解決了該路段崩塌問題。

3 結束語

通過對以上兩個施工實例的學習可以得知，抗滑樁板墻對于軟基陡坡高路堤的施工適應性很強，解決了路基受重力作用導致的塌陷，同時，預應力錨索樁的應用除了具有較好的承重能力，同時還可以節約材料，在一些施工路段缺少土石方時特別適用。貴州高速建設需要面對喀斯特地貌的考驗，通過抗滑樁板墻和預應力錨索技術可以解決貴州高速軟土基高路堤的承重問題，具有很大的實際價值，值得進一步的探討研究。

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作者簡介：李云峰（1981-），男，苗族，貴州銅仁人，工程師，主要從事橋梁工程方面的工作。