樁基托梁擋土墻與橫向排水涵洞工程設計探析

張昕

摘要：在部分地形不平整的地方以及承載力較低的地基路堤的施工工程中，樁基托梁擋土墻有著十分廣泛的運用。這種結構能夠有效加強第幾承載力，并解決收坡涉及到的問題。相比傳統結構來說，樁基托梁擋土墻有著明顯的經濟技術優勢。在很多情況下，設計階段會將橫向結構物融入到樁基托梁擋土墻中。但是在使用這種設計方法時，需要控制好樁基的變形，從而保證擋土墻與結構物之間不發生拉裂與錯位，并保證構筑物的使用功能。本文為則通過分析實際工程中存在的問題，并提出相應的解決方案。從而為今后類似工程提供借鑒與參考。

關鍵詞：樁基托梁擋土墻；橫向排水涵洞；設計；開裂；對策

當地基承載力不能滿足實際需求，或陡坡地段設置擋土墻襟邊坡不能滿足設計要求時，設計人員就會采用樁基托梁擋土墻來解決這些問題。但是由于鉸支受力模式為擋土墻與下部結構之間的結構連接方式。所以，傳統的路肩樁板墻的經濟和技術方面要弱于這種結構。目前，樁基托梁擋土墻結構廣泛運用于實際工程中。

由于地形氣候等因素的影響，在實際工程中往往需要設計一定的排水設施以及過水過油管線設施。樁基在上部傳遞荷載以及低承載力地基的雙重作用下，往往戶發生水平變形。并且，樁基變形程度與樁基自由長度的增加而變得更加明顯。與此同時，上部擋土墻的結構會由于樁基水平變形前移發生變形。其結果就是擋土墻與排水涵洞等剛性橫向結構發生錯臺，或橫向結構出現開裂。

如果橫向結構物作為液體物通道時，擋土墻內側往往會由于液體溢流進入內側而導致土體軟化，從而導致了擋土墻受力增大，加速了結構的變形和開裂。本文則針對以上的工程問題進行了分析和探討。

1常見工程病害狀況及原因分析

部分工程在開通運營一段時間后，我們發現其托梁上擋墻定會出現裂縫或不同程度的外傾等問題，甚至部分涵洞體出現沿伸縮縫被拉裂的問題。這些問題都會導致涵洞漏水的情況出現。

通過對實際工程進行勘察，我們發現樁基托梁擋土墻及橫向排水涵洞發生病害的原因有一下幾點：

①在設計階段，雖然設計者對擋墻的斜截面的各向能力進行了全面的核算，但是忽略了對樁基頂部唯一的控制與核算，則會導致樁基的變形超過接受范圍。過大的變形導致了涵洞與擋墻之間產生裂縫，甚至導致部分涵洞體出現伸縮縫被拉裂的問題。

②在斜坡地形上，由于填筑體厚度不一致，就會導致地基和填筑體發生不均勻的沉降。這樣，設置在填筑體上的涵洞就會收到不均衡的里，從而導致部分涵洞體出現伸縮縫被拉裂的問題。

③涵洞為素混凝土結構。這是一種剛性結構，因而其并具備較強的變形協調能力。如果在伸縮縫中填塞瀝青木板，就很難在發生節體不協調變形時起到良好的防水作用。

④由于涵洞中的水深入到填筑體內，填筑體會逐漸軟化。這就導致擋土墻受到的土壓力增大，隨之而來的是裝基礎變形的加大。這些都在很大程度上家具了涵洞與樁基托梁擋土墻之間的變形。

2病害整治工程措施

當發生以上病害時，需要及時采取相應的措施，以最大限度減小實際損失。具體可以從以下幾點入手。

①對擋墻用錨索框架梁進行加固，錨索施加小噸位預應力后進行鎖定。并在擋墻和框架之間加設鋼筋混凝土面板。

②改變填土的力學指標。即對墻背填土采用低壓注漿，從而提高填土的自穩性，以達到減小擋墻受到的土壓力的作用。

③修補涵洞及擋墻上的裂縫，防止漏水對結構產生不良影響。

3工程設計對策

預防遠比處理更為重要。所以，設計者應該在設計階段盡量避免樁基托梁擋土墻及橫向涵洞排水發生病害。根據橫向排水涵洞穿過樁基托梁擋土墻的技術特點，設計人員可以采取以下工程措施預防工程病害的發生。

①在設計過程中，除了要驗證擋土墻斜截面抗剪、抗傾覆、抗滑移等能力，驗證整體穩定性外，還需要反復驗證樁基頂部的變形情況，保證變形能夠在可接受的范圍內。

②設計時可以在于橫向排水涵洞對應位置的樁基上加設錨索。設置錨索可以有效減小結構的變形，同時也能明顯降低的工程施工成本。

③在填筑體上設置橫向結構物時，最好選擇鋼筋混凝土結構。并采用高韌性樹脂膠對施工縫、伸縮縫進行封堵和粘接。

④橫向排水涵洞的設置長度應該進行核算，保證其能夠完全穿過擋土墻，并能夠在外側露出足夠的長度。設計過程中需要要求橫向排水涵洞與擋土墻的接觸面是光滑的，這樣能夠降低由于變形產生的摩阻力。

⑤設計中可以將通長高強波紋管結構融入排水涵洞結構設計中。這種結構能夠明顯降低伸縮縫和施工縫對整體結構產生的不利影響。

4總結

在山區、丘陵地帶，往往存在很多斜坡及溝槽地形。在這種施工環境中，往往需要大量使用樁基托梁擋土墻以及橫向排水涵洞。但是由于山區、丘陵地帶地質環境較為復雜，土體承載力也不均衡。我們發現部分工程在開通運營一段時間后，其托梁上擋墻定會出現裂縫或不同程度的外傾等問題，甚至部分涵洞體出現沿伸縮縫被拉裂的問題。這些問題往往與填筑體和地基的不均勻沉降有著密不可分的關系。那么，就更應該在工程設計階段提前做好預防措施，從而保證工程質量。當發生實際的工程病害時，施工人員也需要針對實際的情況采取相應的措施。例如：對擋墻用錨索框架梁進行加固，改變填土的力學指標，從而提高填土的自穩性，修補涵洞及擋墻上的裂縫，防止漏水對結構產生不良影響。希望本文所產生的觀點和措施能夠為各位設計人員在樁基托梁擋土墻以及橫向排水涵洞設計過程提供一定的借鑒和參考，并提供一些新的思路和想法。

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（作者身份證號碼：330182199009164130）