桩基托梁挡土墙在某道路路堤边坡支护工程中的应用

　　挡土墙是抵挡土压力、防止土体坍塌的构筑物，广泛应用于土木建筑、水利水电、铁道交通等工程建设中。近年来，随着铁路、公路和城市轨道交通的发展，往往需要在极其狭窄的场地、密集的建筑群或高填方区中设置挡土墙，采用单一传统的重力式、悬臂式或扶壁式挡土墙，无法满足工程要求，故其使用范围受到限制。在此情况下，可考虑在挡土墙下设置托梁和桩基，利用托梁将挡土墙上所受作用力传递给桩基，来满足对地基承载力的要求[1-2]。因此桩基、托梁和挡土墙常常作为一种支挡结构体系出现在工程实际中。

　　1、工程概况

　　拟建道路位于某经济开发区，临近高速公路及铁路支线。在高速路北路0+500至0+700段的南侧存在高20~24米的人工堆积边坡，边坡现有坡度1：1.0左右(如图1)。堆积物以松散的素填土为主，在洪水或者堆载情况时，可能产生边坡失稳，形成滑坡、崩塌、甚至泥石流等不良地质作用。另，边坡下方有铁路和国防光缆通过，修建高速路北支路前需进行边坡整治，必须修建足够挡墙进行边坡支护。

图1 边坡现场踏勘

　　2.场地工程地质条件

　　2.1 地形地貌及地质构造

　　地形为原始地形，场地地貌属浅丘剥蚀地貌，分布圆形及椭圆形剥蚀山丘，山丘所夹冲沟。实测各勘探钻孔地面标高为 356.40～377.40m，相对高差21 m左右。场区地质构造位于威远背斜的东翼，呈单斜岩层产出，岩层产状：倾角3～50°。场区基岩埋藏较浅，构造裂隙不发育。

　　2.2 场地工程地质条件

　　经钻探揭露，场地内土层为杂填土、素填土以及第四系全新统残坡积成因的粉质粘土组成，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩组成。各地层土由上自下描述如下：

　　(1)素填土(Q4ml)：褐色，干～湿，成分以粘土和砂泥岩块为主组成，含少量生活垃圾。结构松散。厚度0.3～11.8米。

　　(2)粉质粘土(Q4dl+el)：褐黄、黄灰色，湿，可塑，成分以粘粒、粉粒为主，含铁锰质氧化物及结核。揭示层厚0～7.0m。

　　(3)泥岩(J2s)：紫红色及深褐色，砂泥质结构，厚层状构造，矿物成份以粘土矿物为主，局部段夹有夹砂岩透镜体，岩质软，岩层倾角近于水平。强风化带岩体较破碎，岩体内有竖向裂隙，但不太发育，岩芯多呈碎块状、短柱状，岩质极软，岩芯具失水失压开裂特征，极易软化，ROD值10-50%;中风化带泥岩，岩芯多呈柱状与长柱状，岩芯节长10-50cm，岩质稍硬，ROD值多在70-95%，含砂质增大。

　　有代表性的地层情况，详见地质剖面图(图2)。

图2 有代表性的地质剖面图

　　2.3场地水文地质条件

　　该区域内地表水体丰富，主要补给水源为大气降水。

　　地下水主要为第四系土层中的孔隙水和基岩裂隙水，靠大气降水补给。由于场地第四系松散层厚度大，空隙大，地下水集雨面积大，故场区地下水赋水性好，洪水期水量较丰。但勘察期间为枯水期，勘察时地下水位埋深10m以下。

　　3.方案选择和设计

　　3.1方案选择

　　本工程临近高速公路和铁路，安全重要性等级较高。拟建的道路边线距红线仅5m，无放坡空间。此外，该处的地形地貌最高相差约20~24米，且边坡主要为人工堆积的填土，土体物理力学参数和自稳能力均较差。一旦边坡失稳，其产生的后果不堪设想。

　　为了保证该永久性边坡的稳定性，确保拟建道路、临近高速公路及铁路的运营安全，必须严格控制支挡结构的变形。由于场地范围有限，放坡无法进行;另外，该边坡主要为人工填土，锚杆无法发挥其有效作用;用传统的悬臂桩或挡土墙，其侧向位移难以控制。针对本工程的实际情况，结合本地区的工程经验，综合各项因素考虑，决定采用桩基托梁悬臂挡土墙的方案[3]。

　　3.2方案设计

　　根据工程场地的地形地貌，将该边坡支护分为AB段和BC段。其中AB段的地面标高相差在10m以下，且铁路界线距拟建道路边线较远，设计挡土墙下部的桩基均埋在土体中;BC段的地面标高相差在20m左右，且紧邻铁路界线，设计挡土墙下部的桩基有部分桩体出露地面以上。同时考虑AB段和BC段的桩基作为抗滑桩的效用[4-5]。由于篇幅所限，仅展示出BC段设计方案及示意图(详见图3、图4)。

图3 支护设计平面图