一、桩板式挡土墙的构造、适用范围
桩板式挡墙由抗滑桩和挡土板组合而成,抗滑桩部分锚入地下,其截面为矩形或圆形,部分伸出地表,其截面形式为T形,挡土板可以做成预制平板、拱板或现浇板,其构造见下图。
图桩板式挡土墙构造
桩板式挡墙适用于一般地区的土质填方边坡,以及需要直立削坡的土质挖方边坡,其悬臂长度可达15m左右,桩间距一般为5m~8m,抗滑桩的施工要求同人工挖孔灌注桩,桩顶可设置通长冠梁,其上可预埋钢板设置防护栏杆。预制挡土板一般用于填方边坡;现浇挡土板一般用于直立削坡的挖方边坡。
二、桩板式挡土墙在边坡加固设计中应注意的问题
(一)加固原则
1、边坡工程以稳定为本,加固为主,排水、防护并重,一次根治,不留隐患,综合治理。保证施工中的临时稳定和道路通车后的长期稳定。
2、加强地表、地下水排水措施,以疏、引、截、排形成排水系统,排水工程与边坡加固相结合。
3、根据边坡工程中的地质结构、地下地表水情况,采用技术可靠、经济合理、针对性强、适应性良好、方便施工的工程措施。
4、边坡防护与绿化景观相结合原则,处理好沿线景观美化问题。
(二)设计要求
对抗滑桩的设计,原则上满足以下几点要求:
1、桩间土体在下滑力作用下,不会从桩间挤出去。通过控制桩间距来满足。
2、桩后土体在下滑力作用下不会产生新滑面自桩顶滑出。进行越顶检算,通过控制桩高来满足。
3、桩身要有足够的稳定性,在下滑力作用下,不会倾覆。通过控制桩的锚固深度来满足。
4、桩身要有足够的强度,在下滑力的作用下,不会破坏。对桩进行配筋来满足。
5、地面处桩的水平位移不宜超过10mm,桩顶位移不宜超过悬臂长的1/100,且不宜大于10cm。
6、桩应锚固在稳定的地层中且不产生新的深层滑动。
(三)排水设计措施
排除地表水是边坡加固中不可缺少的辅助措施,拦截、引排边坡范围外的地表水,使其不进入滑坡区,将滑坡范围的雨水及泉水排除,不渗入滑体。采取如下措施:
1、沿着滑坡后缘两侧边界山脊线,距滑坡后缘,设环行截水沟,截断山坡地表水流以防流入滑体内。
2、在滑坡体内对发育的冲沟及裂缝采用粘土填裂缝加固,使汇入冲沟的水流快速排离,并尽量减少水流渗入滑体。另外,完善路基与路外排水,使之组成有效的排水系统。
3、根据地质水文条件,放缓边坡,以清除部分滑坡体,减轻重量。
三、桩板式挡土墙在边坡加固中的应用
(一)工程概况
某项目地处三面环山一面临空的山沟内,为建设该项目,挖除很大部分山体后形成最高达40m的挖方边坡和20m高的填土边坡。
由于山体起伏、地质情况复杂,该边坡工程共采用了重力式、扶壁式+桩基、桩板式、锚杆(索)、桩板式+锚索等多种挡墙型式。其中改项目从B点到C点的挖方边坡采用了抗滑桩+挡土板挡墙。
(二)抗滑桩施工
1、施工准备
(1)测定桩位,平整场地。根据桩的断面尺寸和运碴所需道路平整出场地。
(2)安装井架。为便于出碴,每个井口采用钢管搭设1个三脚架,并配备一台1t型卷扬机。
2、桩井开挖
(1)锁口部分
根据地质情况自井口挖至1m~2m深时,即绑扎钢筋,灌注混凝土护壁。为防止下节井壁开挖时井口沉陷,将此节护壁(0.5m~1m)加厚至50cm厚,靠近线路侧锁口与护壁应对齐,以便于挂板。
(2)桩井掘进
采取边开挖边支护的方法,每节挖深2.0m,清除浮土和松动岩石后立即沿井壁浇注钢筋混凝土形成矩形框架。
(3)出碴
井内采用人工装碴,用卷扬机提升土桶,到入土车中运走。
(4)护壁支撑
当护壁混凝土具有一定强度后方可开挖下一节,护壁各节纵向钢筋必须焊接,禁止简单绑扎,在接头处的35d范围内,有接头的受力钢筋面积不得大于该截面钢筋面积的50%。为方便预留挡土板联接筋,护壁模板采用木模,支撑采用方木支撑,边开挖边支护。护壁施工时,竖筋上下各设圆弧钩,以便于护壁上
下钢筋连接,保证护壁的整体性。灌注混凝土时,每两节护壁之间留出缺口,待拆模后用干硬性混凝土抹平。
(5)井内通风
桩井挖至15m后,为保证井内有新鲜空气,在井口设置515kW通风机,以
直径20cm软管向井下送风。
(6)上下井设施
为方便施工人员上下井,在井口搭设三脚架,设吊篮。
(7)在开挖桩孔过程中,地质人员应核对地层岩性,如发现与设计情况不符时,及时与监理及设计人员联系,以便及时做出设计变更。
(8)桩孔挖到设计标高后进行验槽、保证封底混凝土厚度。
3、灌注桩身混凝土
(1)铺底
为减少井内渗水,保持清洁,井底采用与桩身同等级混凝土,铺设厚度为10cm。
(2)钢筋绑扎
先把箍筋按设计要求制作好,按下放主筋长度所需箍筋数下放到井内;将主筋在地面焊接好,用6m长的钢管搭一个“∧”字形架,人工拉起下放到井内和箍筋绑扎。受拉区主筋(设计2排~3排)在井内施焊,主筋节点避开岩土分界面至少1m。
(3)灌注混凝土
利用拌和站集中拌料,混凝土罐车输送,串筒入井。浇筑护壁混凝土时,必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。桩身混凝土应边灌注、边振捣,全桩混凝土应不间断一气呵成。
(4)桩体灌注时于每根桩的四角各预埋一根Ф50mmPVC管以便对桩体进行无损检测。
(三)挡土板施工
1、挡土板安装
挡土板的安装应在桩侧地面整平压实后进行,当地面纵坡较陡时,可设浆砌片石垫块作挡土板的基础。挡土板安装时,因其抗弯刚度比板平置时大,且为便于安装应顺板截面高度方向竖向起吊。两头挂绳索,若无吊环时,可在距两端0.21m板长处以钢丝绳绑扎。以手牵引,对准桩柱两边划好的放样线,将挡土板
正确就位,必要时(如安装就位后不稳定)在两侧和中间设以临时斜撑支承,以确保挡土板的稳定,填土时即可卸下。
2、防排水及安装缝处理
根据设计要求应做好防水、排水设施及墙背填料反滤层,并与挡土板安装同步进行,各工序间应配合紧凑有序,互不干扰。挡土板之间的上下安装缝(水平向)宜小于10mm,当缝隙较大时,应及时予以调整和处理,以免误差累积,可用水泥砂浆堵塞或沥青软木板衬垫,并应注意外露面安装缝的整齐顺直。两相邻同层挡土板的安装缝应基本顺直一致,高差不应大于5mm。挡土板与桩柱连接处,相邻板端的间隙宽度(净间距)不应小于3cm,并按伸缩缝处理,即间隙内用沥青麻筋等填塞。
挡土板外观处理
挡土板安装时应防止与桩柱相撞以免损坏角隅或开裂。安装缝应均匀,平顺美观。挡土板顶面不整齐时,可用水泥砂浆或小石子砼作顶面调整层。挡土板后的填土摊铺压实,随挡土板安装循环进行,挡土板安装1~2层后,在板后一定范围内即可分层填筑碾压,固定挡土板。相邻两边缘的接触部分宜做成台阶,以使填土之间更好地连接。挡土板内侧1.0m范围的填土应采用小型压实机械分层压实,压实度应满足设计要求。
挡土板也可用砼现浇,当桩柱强度达到设计强度的70%后,才能浇筑挡土板。对于路堑墙或挖方路段,现场浇筑时,桩后土体应分层开挖,每层开挖高度不得大于2.0m,开挖后应及时支模并浇筑挡土板,待挡土板强度达到70%后,方可开挖下一层土体,以此循序渐进,直到结束。
(四)质量控制
1、锚固桩定位采用全站仪放样,桩身断面尺寸、中心位置、孔底高程、护壁厚度必须符合设计和规范要求。
2、锚固桩开挖及衬砌立模,均应从井口吊线,以防止超欠挖及偏斜。主筋搭接应避开岩土分界面处。
3、预埋连接筋的位置需正确无误。
挡土板施工时,必须挂线作业,保证所有挡土板在同一平面上,且垂直度符合要求。