王程 楊巍

摘 要：自平衡復(fù)合式擋土墻由斜樁、仰斜式擋土墻、面板等構(gòu)件組成。工作原理：仰斜式擋土墻用自重產(chǎn)生彎距，以抵消土坡橫推力對(duì)斜樁產(chǎn)生的彎距。

關(guān)鍵詞：斜樁；仰斜式擋土墻；復(fù)合擋土墻

一、前言

邯鄲西部是山區(qū)地形，在山區(qū)建設(shè)中，房屋、道路、鐵路、橋梁等各種土木工程建設(shè)都少不了邊坡支護(hù)工程。如何使邊坡工程既安全又經(jīng)濟(jì)，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文正是針對(duì)這種情況，試圖提出一種新型的自平衡復(fù)合式擋土墻的設(shè)計(jì)方法，以降低工程造價(jià)，提高工程施工效率。

二、結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)[ 1 ] [ 2 ]

自平衡復(fù)合式擋土墻由斜樁、仰斜式擋土墻、面板等構(gòu)件組成，斜樁和仰斜式擋土墻組成承載體系，面板為構(gòu)造體系。自平衡復(fù)合式擋土墻的工作原理：仰斜式擋土墻用自重產(chǎn)生彎距，以抵消土坡橫推力對(duì)斜樁產(chǎn)生的彎距；面板主要是圍護(hù)樁間土體，使其不致塌落，以保持墻面美觀；樁斜置和采用仰斜式擋土墻主要為增大力臂，使結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生足夠的彎距，抵消土坡橫推力對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的彎距。它大大減少了支護(hù)結(jié)構(gòu)所耗材料，降低了施工難度，有十分明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和綜合效果。

三、工程實(shí)例

某小區(qū)回遷安置房共分A、B兩棟，房屋層數(shù)均為9層。安置房南側(cè)為公路，北側(cè)為幾棟新建居民樓。安置房與北側(cè)居民樓距離較近，中間為一較高土坡，并無(wú)道路相通。根據(jù)建筑消防規(guī)范的要求，須緊靠安置房在東北兩側(cè)修建一條消防通道，但由于安置房建于一斜坡上，使其北側(cè)形成較高且較松散的土質(zhì)邊坡。為修建該消防通道，并保證其正常使用，須對(duì)該土質(zhì)邊坡進(jìn)行支護(hù)。

（一）支護(hù)工程場(chǎng)地地質(zhì)環(huán)境特征

場(chǎng)地總體屬剝蝕淺丘斜坡地貌，地表高程55.46～68.52m，最大相對(duì)高差13.06m，原始地形總體向北東傾斜，無(wú)斷層通過(guò)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。場(chǎng)地范圍內(nèi)大部分被填土及殘坡積土層覆蓋。場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。場(chǎng)地內(nèi)地形起伏較大，因人工開(kāi)挖形成較高的巖土混合邊坡，屬于抗震不利的地段。該場(chǎng)地為Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地。場(chǎng)地現(xiàn)狀基本穩(wěn)定，在人工邊坡處土體有局部滑塌，不良地質(zhì)作用不發(fā)育，未見(jiàn)滑坡、崩塌及危巖等地質(zhì)災(zāi)害，場(chǎng)地內(nèi)不存在對(duì)工程不利的埋藏物。

場(chǎng)地水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，未見(jiàn)地表水體和地下水露頭，地下水位深度在3.6～7.0m，根據(jù)地質(zhì)條件及相鄰場(chǎng)地水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果判斷，地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。

巖土物理力學(xué)指標(biāo)：1）素填土：天然重度取17kN/m3（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）。2）粘性土：天然重度取19.5kN/m3；極限地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為348kPa；粘聚力C取35kPa，內(nèi)摩擦角取14.8°。3）強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖：天然重度取19.5kN/m3；地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為400kPa。4）中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖：天然重度取20kN/m3；地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為3.12MPa。

（二）工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

該擬建場(chǎng)地為一小丘坡，場(chǎng)地狹窄，地形地貌復(fù)雜，邊坡長(zhǎng)約200m。按設(shè)計(jì)標(biāo)高整平后，將形成5～11m的土質(zhì)填方邊坡，經(jīng)計(jì)算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks平均值小于1.0，不穩(wěn)定，因此必須進(jìn)行支護(hù)。

總體來(lái)看，場(chǎng)地的穩(wěn)定性較好，無(wú)不良地質(zhì)作用，地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞，局部出現(xiàn)上部土體坍塌，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水對(duì)擬建工程無(wú)影響，巖石地基穩(wěn)定，基本適宜擬建工程項(xiàng)目的建設(shè)。

（三）前期設(shè)計(jì)情況

某設(shè)計(jì)公司對(duì)邊坡采取的主要支護(hù)方案為：樁板擋土墻結(jié)構(gòu)。該工程場(chǎng)區(qū)土層較厚，邊坡較高，土壓力很大，同時(shí)，因?yàn)闃栋鍝跬翂Y(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，樁類(lèi)似于懸臂梁，邊坡水平推力對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的剪力和彎距主要由樁截面和其配筋來(lái)承擔(dān)，因而造成樁截面過(guò)大（1500×3000mm），配筋過(guò)多（66φ25+10φ20+18φ16），嵌巖深度過(guò)深（嵌入中風(fēng)化巖層8.8m）。綜上所述，對(duì)該邊坡采用樁板擋土墻結(jié)構(gòu)勢(shì)必會(huì)引起該工程造價(jià)高，施工周期長(zhǎng)，施工難度大等不利影響。

（四）采用自平衡復(fù)合式擋土墻方案[ 3 ] [ 4 ]

在規(guī)劃消防車(chē)道外邊緣設(shè)置自平衡復(fù)合式擋土墻，其中抗滑樁間距5m，樁徑1000×1500mm，經(jīng)計(jì)算樁身配置縱向鋼筋15φ25，樁嵌入中風(fēng)化巖層2m，重力式擋墻平均厚度1.9m，高6.8m，該邊坡抗滑樁根數(shù)共計(jì)11根。

對(duì)比原設(shè)計(jì)方案（懸臂式抗滑樁擋墻），由于自平衡復(fù)合式擋土墻自身的特點(diǎn)，重力式擋土墻在自身重力的作用下，使得抗滑樁嵌固端處總的彎距、剪力減小，因此，樁截面尺寸、樁身配筋及嵌巖深度都相應(yīng)減小，工程造價(jià)顯著降低。

（五）效益評(píng)估

1.經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益主要是由降低工程成本獲得的，降低工程成本體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面節(jié)省了支護(hù)結(jié)構(gòu)直接成本費(fèi)用，另一方面是縮短工期所節(jié)省的費(fèi)用和降低施工技術(shù)難度所節(jié)省的費(fèi)用。以該工程為例，原設(shè)計(jì)采用樁板擋土墻結(jié)構(gòu)，其造價(jià)為167.63萬(wàn)元；采用自平衡復(fù)合式擋土墻結(jié)構(gòu)的造價(jià)僅為55.44萬(wàn)元。采用自平衡復(fù)合式擋土墻比樁板擋墻節(jié)約工程造價(jià)60%～70%。

2.社會(huì)效益

社會(huì)綜合效益可體現(xiàn)如下：該工程采用自平衡復(fù)合式擋土墻在保證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的同時(shí)，降低了施工難度，縮短了施工周期，加快了回遷小區(qū)的基礎(chǔ)工程建設(shè)，并將因施工對(duì)周?chē)用竦挠绊懡档搅俗畹汀?/p>

四、結(jié)語(yǔ)

由于自平衡復(fù)合式擋土墻降低了高大土坡支擋設(shè)計(jì)的技術(shù)難度和工程造價(jià)，使該種支擋結(jié)構(gòu)可普遍地應(yīng)用于高填土和大挖方邊坡工程中， 這對(duì)于提高城市建設(shè)和地質(zhì)災(zāi)害治理的速度具有十分重要的意義；自平衡復(fù)合式擋土墻可望發(fā)展成為一種安全可靠，成本低，施工簡(jiǎn)便，易于普及的擋土結(jié)構(gòu)型式，其應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃求順，張四平，胡岱文.邊坡工程.重慶大學(xué)出版社，2003.

[2] 崔政權(quán)，李寧.邊坡工程——理論與實(shí)踐最新進(jìn)展.中國(guó)水利水電出版社，1999.

[3] 雷曉燕.巖土工程數(shù)值計(jì)算.中國(guó)鐵道出版社，1999.

[4] 尉希成.支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

作者簡(jiǎn)介：王程（1981-），男，遼寧阜新人，2006年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，現(xiàn)在中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。