懸臂式樁板擋墻中樁基設計的兩個指標思考

梁明皞

(重慶中設工程設計股份有限公司，重慶市 400030)

0 引言

樁板擋墻工程應用廣泛，可用于由于開挖土石方而危及相鄰建筑物或環境安全的邊坡、填方邊坡支擋以及滑坡治理。按其類型可分為懸臂式樁板擋墻和錨拉式樁板擋墻。

錨拉式樁板擋墻可通過錨桿（索）對樁頂位移進行控制，但同時錨桿（索）可能受周邊條件限制無法設置，如建筑物基礎、構筑物基礎、市政管道與錨桿（索）位置沖突。懸臂式樁板擋墻則不受周邊條件限制。

本文就不同邊坡類型下的懸臂式樁板擋墻設計時，樁頂位移和地面處樁的水平位移兩項指標中以哪項指標為主進行一些分析、探討。

1 設計規范要求

懸臂式樁板擋墻相關設計規范中，《鐵路路基支擋結構設計規范》（TB10025-2006）第11.1.2條對樁頂位移進行規定：“11.1.2樁板墻頂位移應小于樁懸臂端長度的1/100，且不宜大于10 cm”[1]。

《鐵路路基支擋結構設計規范》（TB10025-2006）第11.1.6條對地面處樁的水平位移進行規定：“11.2.6地面處樁的水平位移不宜大于10mm”[1]。

雖然地面處樁的水平位移為不宜大于10 mm，不是強制要求，但當地面處樁的水平位移超過10 mm時，常規地基系數便不能采用，必須進行折減，折減以后地基系數變小，樁的變形將加大，形成惡性循環，故地面處樁的水平位移指標設計上也應考慮。

為什么要根據不同的邊坡類型，側重考慮樁頂位移和地面處樁的水平位移兩項指標在懸臂式樁板擋墻設計中的比重？原因在于樁基變形需保證不影響樁后范圍內的建筑物、構筑物、地下市政管道及道路的正常使用。

2 填方路堤邊坡工程

對于填方路堤邊坡工程，樁板擋墻結構實施在道路或鐵路運營前。道路或鐵路運營使用過程中，樁基變形實際只由汽車或鐵路荷載作用產生。對于此類邊坡下的懸臂式樁板擋墻樁基設計，以地面處樁的水平位移指標為主，滿足此指標，即可滿足樁頂位移指標。

從已運營通車的兩個項目進行分析說明。

2.1 嘉陵路拓寬改造工程(李子壩段)

項目AK0+870-AK1+166.700段靠江側道路拓寬設置了懸臂式樁板擋墻。懸臂高度8～18 m，車輛荷載為城-B級。項目于2010年運營通車，至今道路運營狀況良好。

項目懸臂式樁板擋墻設計參數見表1。

表1 嘉陵路樁板擋墻樁頂位移設計值表

2.2 樂山市中心城區肖壩旅游車站至大件碼頭拓寬工程

項目 K0+245～K0+295、K0+667～K0+752 道路右側設置了懸臂式樁板擋墻。懸臂高度10～15 m，車輛荷載為公路－Ⅰ級 (大件運輸車荷載進行驗算)。項目于2012年運營通車，至今道路運營狀況良好。

大件公路是為德陽重大裝備制造基地設備進出川修建的重要公路。大件公路設計荷載為汽-超20級，掛車-120，對貨物重量740 t和貨物重量1 000 t兩種情況，分別采用水工/天捷寬系列和尼古拉/水工窄系列車型驗算。

（1）水工/天捷寬系列：牽引車+牽引車+3縱列24軸平板車；車貨總重1 004 t，其中牽引車重96 t，平板車重 168 t，貨物重 740 t；單軸線荷載不大于 38 t。

（2）尼古拉/水工窄系列：牽引車+4縱列29軸平板車+牽引車；車貨總重1 314 t，其中牽引車重 96 t，平板車重 218 t，貨物重 1 000 t；單軸線荷載不大于42 t。

項目懸臂式樁板擋墻設計參數見表2。

表2 大件路樁板擋墻樁頂位移設計值表

小結：對于城市道路，在汽車荷載作用下，樁頂位移變形在4～6 mm，對道路及管道運營使用沒有影響；對于特種道路，在大件運輸車荷載作用下，樁頂位移變形在9～11 mm，對道路及管道運營使用沒有影響。填方路堤邊坡工程中，懸臂式樁板擋墻樁基設計以地面處樁的水平位移指標為主。

3 挖方路塹邊坡工程

對于挖方路塹邊坡工程，樁板擋墻結構實施在后，實施時需承受樁后范圍內的所有恒載和活載共同作用，樁基變形也由恒載和活載共同作用產生。因此，此類邊坡設計中應側重以樁頂位移作為設計的控制指標。

挖方路塹邊坡的懸臂式樁板擋墻結構與基坑支護工程中的懸臂式排樁較吻合。雖然《建筑基坑支護技術規程》（JGJ 120-2012）[2]第 3.1.8條中未給出支護結構水平位移具體量化指標，但參考其附錄3.1.8條中相關地方標準要求。

（1）北京市地方標準《建筑基坑支護技術規程》規定：“當無明確要求時，最大水平變形限值：一級基坑為0.002 h，二級基坑為0.004 h，三級基坑為0.006 h。”按此規定，樁頂位移（水平變形）控制為1/167～1/500 h。

（2）深圳市標準《深圳地區建筑深基坑支護技術規范》規定見表3

表3 支護結構頂部最大水平位移允許值（單位：mm）

按此規定，安全等級為二級的懸臂式樁頂位移（水平變形）控制在不小于8 m高時為80 mm控制，即1/100 h，15 m高的控制值為1/187.5 h。

（3）湖北省地方標準《基坑工程技術規程》規定：“重要性等級為一級的基坑，邊坡土體、支護結構水平位移（最大值）監控報警值為30 mm；重要性等級為二級的基坑，邊坡土體、支護結構水平位移（最大值）監控報警值為60mm。”按此規定，15m高的懸臂式樁板擋墻樁頂位移（水平變形）控制為1/250～1/500 h。

綜上所述，筆者建議將樁頂位移控制值1/100·L0（懸臂高度）指標加大，建議設計時按1/250·L0～1/300·L0進行設計指標控制。滿足樁頂位移條件控制時，即可滿足地面處樁的水平位移指標。如坡頂有特殊重要建筑物時，位移控制要求應更加嚴格。

4 結語

（1）不同類型邊坡下的懸臂式樁板擋墻樁基設計指標側重有所不同，樁基變形均需不影響樁后范圍內的建筑物、構筑物、地下市政管道及道路的正常使用。

（2）填方路堤邊坡工程中，懸臂式樁板擋墻樁基設計以地面處樁的水平位移指標為主。道路運營使用中，活載作用導致的樁基變形為4～11 mm，對道路及管道運營使用沒有影響。

（3）挖方路塹邊坡工程中，懸臂式樁板擋墻樁基設計以樁頂位移指標為主。建議按1/250·L0～1/300·L0進行設計取值參考。如坡頂有特殊重要建筑物時，位移控制要求應更加嚴格。

[1]TB 10025-2006，鐵路路基支擋結構設計規范 [S]．

[2]JGJ120-2012，建筑基坑支護技術規程 [S]．