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1、公路2009年11月第11期HIGHWAYNov12009No111文章编号:0451-0712(2009)11-0111-04中图分类号:U417111文献标识码:B采用桩基础的悬臂式挡墙计算分析1112李洪亮,魏洪涛,沈可,季小川(11天津市市政工程设计研究院天津市300051;21中交公路规划设计院有限公司北京市100088)摘要:桩基挡墙,挡墙的挡土部分为悬臂式挡墙,基础部分采用钢筋混凝土钻孔灌注桩或打入桩等。以桩基作为挡墙结构的基础,解决了一般悬臂式挡墙必须依靠增大基础尺寸来提供抗倾覆滑移反力和减小地基承载力的问题,进而能够减小挖方段的开挖量,文中通过对桩基挡土
2、墙案例的分析,说明其计算过程和适用性。关键词:挡墙构造;桩基挡墙;挡墙计算一般悬臂式挡土墙是通过立壁承受土体侧压力,通过底板来提供抗倾覆滑移反力的墙式构造物。通常依靠改变底板尺寸来提供足够的支撑反力,采用浅基础或复合地基处理,提高天然地基承载力。我国大部分地区天然地基承载力或经过复合地基处理的地基承载力一般不超过150～200kPa,故我国公路铁路路基等相关设计规范中均规定其墙高不宜超过6m。与浅基础处理和复合地基处理相比,桩基础等深基础处理能够提供较高的竖向地基承载力,同时还能提供前者不具备的水平承载力,因此采用支挡体系的挡土墙与桩基础结合,将能使挡土墙的适用范围扩大一
3、步。本文将以钢筋混凝土悬臂式挡墙为例,阐述这种体系的计算分析。结构体系见图1所示。一般结构的悬臂式挡墙其结构主要由立壁、墙踵、墙趾构成,稳定性是依靠墙身自重和墙踵板上方填土的重力来保证体系的水平滑移倾覆稳定性,而墙趾板主要用来减小基底应力,见图2所示。挡墙越高,土压力越大,需要增加立壁、底板的厚度和钢筋数量来抵抗立壁上的弯矩,增加墙踵墙趾的长度来抵抗土压力产生的倾覆力矩并减小墙趾处的基地应力。而对于挖方段挡墙,墙踵长度增加后将显著增大基础开挖量,墙趾长度增加后将有可能伸入路面下,造成路面的纵向沉降裂缝。以灌注桩或者打入桩作为挡墙的基础,挡墙的基底应力、抗倾覆稳定性及抗滑稳
4、定性等结构特性不再由底板尺寸和基底土特性决定,而是由桩基础收稿日期:2009-03-15—112—公路2009年第11期来支撑挡墙并抵抗挡墙的倾覆及滑动。桩的排布形式要根据基础计算结果的数据确定,已这种挡墙对于天然地基承载力较差或挖方段挡做的桩基挡墙工程中,一般采用钻孔灌注桩,桩径一墙,墙体需要开挖、无条件布置拉筋带并且墙身高度般为018m及110m两种规格,桩长依地质条件计大于6m时,较一般的悬臂式挡墙有明显优势。这算确定。两种情况下,一般悬臂式挡墙都需要增大底板尺寸根据《公路桥涵地基及基础设计规范》51215条,用以抗倾覆和滑移,减小基底应力。而增大底板尺规定“承台的
5、厚度为桩直径的110倍及以上”“,钻孔寸,尤其是墙踵,将导致开挖土方工程量大幅度增灌注桩桩间距至少为215倍桩径”,一般018m桩径加。选用桩基础与挡墙结合,其构造简单、施工方的挡墙,承台厚度为110m,宽度318m;110m桩径便,可以较好地发挥材料的强度性能,能够实现较小的挡墙,承台厚度为112m,宽度415m。的开挖量。114混凝土材料及保护层厚度特别说明的是这种挡墙墙高不宜过高,一般不混凝土强度等级不低于C25。一般墙身混凝土超过8～9m,墙身过高,立壁下部的弯矩增大、配筋强度等级取C30,灌注桩强度等级取C25,具体到某增加,墙顶变形也较大,并且下部的桩径及根数
6、也随个工程,应根据《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规之增加,该结构就失去经济实用的效果了。范》,按照防腐要求取用混凝土等级。钢筋保护层厚度按照满足《公路钢筋混凝土及1挡墙的构造预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》91111条规定的111分段最小混凝土保护层厚度取用,位于污水及海水等侵挡土墙分段长度不应大于15m,段间设置2cm蚀性环境的挡墙,钢筋保护层厚度应适当加大。沉降缝,用浸沥青软木板填塞分隔。为增强挡墙受力主筋的保护,墙背侧(即填土112立壁侧)做一层防水涂层,涂料的类型视具体情况而定。立壁是支挡及抵抗弯矩的主要结构。一般立115挡墙墙背填料及其他壁的外侧(即墙面)做成竖直
7、面,有利于减小开挖墙背填料宜采用渗水性较强的砂性土、砂砾、碎量,内侧(即墙背)做成斜坡面,以适应逐渐增大的(砾)石、粉煤灰等材料,严禁采用淤泥、腐植土、膨胀土压力。经计算比较,墙背斜面坡度取1∶011较土,不宜采用黏土作为填料。在季节性冻土地区,不好,即满足立壁下部的结构计算,又不会造成断面应采用冻胀性材料做填料。立壁底部设置排水孔。浪费。一般情况立壁顶宽30cm,如墙顶有汽车活载2挡墙的计算时,上做50cm的压顶或防撞护栏,做压顶时其高度桩基挡墙的计算主要有两个位置,一为立壁底需要高出墙顶路面15～25cm。部的竖向力、水平
