【正文】 2][J].糧食流通技術(shù) 工程設(shè)計(jì) :810[3] [J]鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)RAILWAY STANDARD DESIGN :2830[4]TB 100252006 鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S][5] [J][6]TB10001—2005 鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S][7]鐵一院 鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊路基[M][8][J].:59.[9][M]1981[10][J].:6870[11]邊坡工程處治技術(shù)[12] [J]:2830研究方案：本論文將對樁板式路塹擋土墻的研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，熟悉路基工程常用分析方法與工具；并選取蘭渝線蘭廣段的樁板式路塹擋土墻設(shè)計(jì)作為算例，根據(jù)使用功能的要求及所提供的主要技術(shù)指標(biāo)，選定設(shè)計(jì)方案，建立模型，完成該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。研究步驟：。、埋入深度.，判斷剛性樁還是彈性樁。，計(jì)算滑面處的水平位移、轉(zhuǎn)角和滑面下樁不同位置處地層側(cè)向彈性抗力、截面剪力和彎矩；并給出最大剪力和最大彎矩及相應(yīng)位置。、彎矩及剪力，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行配筋計(jì)算。，繪制樁和掛板的剪力、彎矩圖和配筋圖；進(jìn)行排水設(shè)施設(shè)計(jì)。研究重點(diǎn):、預(yù)期成果：。、抗滑樁布置立面圖、抗滑樁及擋板配筋圖、抗滑樁工程布置斷面圖及排水措施大樣圖；工程數(shù)量匯總表。緒 論隨著我國西部大開發(fā)策略的實(shí)施，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)大規(guī)模興起。公路、鐵路、水利建設(shè)等進(jìn)入一個(gè)全新的飛躍發(fā)展階段，在西部山區(qū)鐵路建設(shè)中，常常要使用邊坡支擋結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)擋土墻如重力式、半重力式、懸臂式、扶壁式等形式的擋土墻在這些地方使用常常受到一定條件的限制，新發(fā)展的樁板式擋土墻等輕型支擋結(jié)構(gòu)施工簡便且節(jié)省工程造價(jià)，克服了一些傳統(tǒng)擋土墻的應(yīng)用限制，在鐵路、公路、水利工程中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并且取得了大量成功.蘭渝鐵路蘭廣段為蘭渝鐵路的重要施工路段,該段線路由北向南分別經(jīng)過黃土高原、秦嶺高中山區(qū)兩大地貌單元。由于其所經(jīng)過的地形地貌復(fù)雜,路塹的邊坡設(shè)計(jì)及施工在該工程整體設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。由于受到場地或地形的影響，在一定地段必須設(shè)置擋土墻以滿足通行要求。擋土墻類型應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、沖刷深度、荷載作用、環(huán)境條件、施工條件、工程造價(jià)等因素，經(jīng)論證后選擇使用。鑒于樁板式擋土墻的抗滑性能墻及便于施工等優(yōu)點(diǎn)，該段多處工點(diǎn)選擇樁板墻作為路塹邊坡支擋結(jié)構(gòu)。然而，樁板墻結(jié)構(gòu)是一個(gè)邊界條件極為復(fù)雜的介質(zhì)與結(jié)構(gòu)共同作用的體系，它既涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度及穩(wěn)定問題，又密切與變形有關(guān)，同時(shí)還涉及土與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用問題。目前在樁板墻的設(shè)計(jì)中，樁身按傳統(tǒng)的抗滑樁設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，而擋土板的結(jié)構(gòu)計(jì)算常簡化為“簡支梁型’’和“兩端固定型’’兩種類型，實(shí)際工程中常采用簡支梁模型。本文結(jié)合工程實(shí)際，開展樁板墻設(shè)計(jì)計(jì)算和合理結(jié)構(gòu)形式選擇的研究，既有重要的工程實(shí)用價(jià)值，也有一定的理論探索意義。第一章 概述 擋土墻 定義擋土墻用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。用于支擋滑坡、變形體的擋土墻，一般稱為抗滑擋墻，或抗滑擋土墻在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害。路基在遇到下列情況時(shí)可考慮修建擋土墻：（1） 陡坡地段；（2） 巖石風(fēng)化的路塹邊坡地段；（3） 為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段；（4） 可能產(chǎn)生塌方、滑坡的不良地質(zhì)地段；（5） 高填方地段；（6） 水流沖刷嚴(yán)重或長期受水浸泡的沿河路基地段；（7） 為節(jié)約用地、減少拆遷或少占農(nóng)田的地段。在考慮擋土墻的設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)與其他方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。例如，采用路堤或路肩擋土墻時(shí)，常與棧橋或填方等進(jìn)行方案比較；采用路塹或山坡?lián)跬翂r(shí)，常與隧道、明洞或刷緩邊坡等方案進(jìn)行比較，以求工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。 分類與選取擋土墻按不同的分類標(biāo)準(zhǔn)有不同的類別。選取何類型的抗滑擋土墻，應(yīng)根據(jù)滑坡的性質(zhì)、類型(漸斷性的滑坡或連續(xù)性的滑坡、單一性的滑坡或復(fù)合式的滑坡、淺層式的滑坡還是深層式的滑坡等)、自然地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況等條件，綜合分析，合理確定，以期達(dá)到整治滑坡的同時(shí)，降低整治工程的建設(shè)費(fèi)用。按設(shè)置位置劃分：路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等類型。按材料劃分：石砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻。按墻背坡的傾斜方向劃分：俯斜式擋土墻、垂直式擋土墻、仰斜式擋土墻。 俯斜式 垂直式 仰斜式 按結(jié)構(gòu)形式劃分，常見的類型其形式及特點(diǎn)如表：擋土墻結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)及適用范圍 表11類型結(jié)構(gòu)示意圖特點(diǎn)及適用范圍重力式依靠墻身自重承受土壓力的作用。一般用砌．牛石砌筑，缺乏石料地區(qū)也可用混凝土。型式簡單，取材容易，施工簡便。當(dāng)?shù)鼗休d力低時(shí)，可于墻底設(shè)鋼筋混凝土基座，以減薄墻身，減小開挖懸臂式采用鋼筋混凝土材料，由立臂、墻趾板、墻踵板三個(gè)部分組成，斷面尺寸較小。墻高時(shí)立臂下部的彎矩大，耗鋼筋多。適于石料缺乏地區(qū)及擋土墻高度不大于6m地段，當(dāng)墻高大于6m時(shí)，可用扶壁式。扶壁式在懸臂式擋土墻的基礎(chǔ)上，沿墻長方向每隔一定距離加一道扶壁，把墻面板與墻踵板聯(lián)結(jié)起來。在高墻時(shí)，較懸臂式經(jīng)濟(jì)。錨桿式由肋柱、擋板、錨桿組成，靠錨桿拉力維持擋土蠕的平衡。肋柱、擋板可預(yù)制。適于石料缺乏，擋土墻高度超過12m，或開挖基礎(chǔ)有困難地區(qū)加筋擋土墻加筋擋土墻由面板、拉筋組成。依靠填土、拉筋之間的摩擦力使填土與拉筋結(jié)合成一個(gè)整體。結(jié)構(gòu)輕，剛度大。設(shè)計(jì)、施工簡單。適用于加固河堤、圍堰等 擋土墻的設(shè)計(jì)程序： 圖 12 樁板式擋土墻 設(shè)計(jì)要求 樁板式擋土墻適用于一般地區(qū)、漫水地區(qū)和地震區(qū)的路壁和路堤，也可用于滑坡等特殊路基的支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)使用年限為60年. 樁板式擋土墻的樁間距、樁長和截面尺寸應(yīng)綜合考慮確定。樁的自由懸臂長度不宜大于15m，截面形式可采用矩形或T形。樁間距宜為58m。樁板墻頂位移應(yīng)小于樁懸臂端長度的1/100，且不宜大于10cm。加錨索(桿)的錨固樁應(yīng)保證樁與錨索(桿)的變形協(xié)調(diào)。錨固樁之間應(yīng)設(shè)置擋土板或其他措施維持巖(土)體穩(wěn)定 錨固樁的設(shè)置應(yīng)滿足下列要求:1樁應(yīng)錨固在穩(wěn)定的地層中。2確保樁后土體不越過樁頂或從樁間滑走。3不應(yīng)產(chǎn)生新的深層滑動(dòng)。 壓力計(jì)算 墻后土壓力（包括列車荷載引起的土壓力） 的計(jì)算，樁后土壓力與一般擋土墻的土壓力計(jì)算方法相同，擋土墻在施工期間發(fā)生的位移，作用在墻背后主動(dòng)土壓力，一般可按庫侖土壓力公式進(jìn)行計(jì)算。在滑坡地段，則應(yīng)按滑坡推力進(jìn)行計(jì)算。樁和板的計(jì)算僅考慮墻背主動(dòng)土壓力的水平分力，主動(dòng)土壓力的豎向分力及墻前被動(dòng)土壓力一般忽略不計(jì)。 設(shè)計(jì)荷載及計(jì)算 樁板式擋土墻的計(jì)算荷載應(yīng)包括活載和巖(土)體所產(chǎn)生的土壓力或滑坡推力、水的浮力、地下水的滲透壓力、地震力以及施工產(chǎn)生的臨時(shí)荷載等?；侣坊系臉栋迨綋跬翂?yīng)按滑坡推力和土壓力的最不利者作為計(jì)算荷載。樁的重力可不計(jì)算。當(dāng)樁的設(shè)計(jì)荷載為土壓力時(shí)。作用于墻背上巖土產(chǎn)生的土壓力可按庫侖理論計(jì)算，軌道及列車荷載引起的土壓力可按彈性理論計(jì)算，見圖13。圖13作用在樁上的荷載寬度可按其左右兩相鄰樁之間距離的一半計(jì)算，作用在擋土板上的荷載寬度可按板的計(jì)算跨度計(jì)算。樁間擋土板上的壓力可根據(jù)樁間巖(土)體的穩(wěn)定情況和擋土板的設(shè)置方式按全部巖(土)體壓力或按部分巖(土)體壓力計(jì)算。 錨固點(diǎn)以下的樁身變位和內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)錨固點(diǎn)處的彎矩、剪力和地基的彈性抗力進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)可不計(jì)樁側(cè)摩阻力。樁的寬度可按下式計(jì)算: Bp=b+l （11）式中Bp一一樁的寬度(m)。b一—矩形樁的設(shè)計(jì)寬度(m)。錨固樁樁底支承應(yīng)結(jié)合地層情況和樁底嵌固深度采用自由端或鉸支端。地面處樁的水平位移不宜大于10mm，且側(cè)壁應(yīng)力不應(yīng)大于地層的橫向容許承載力。否則，地層上部應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?，或增加樁的埋深和加大樁的截面積。路堤(肩)中的錨索(桿)樁板式擋土墻，應(yīng)避免填料下沉所產(chǎn)生的錨索(桿)次應(yīng)力。錨索(桿)可按容許應(yīng)力法計(jì)算，樁和擋土板的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)計(jì)算。，樁荷載的變異性大時(shí)應(yīng)取大值，變異性小時(shí)應(yīng)取小值。計(jì)算錨固樁樁身截面強(qiáng)度，當(dāng)無特殊要求時(shí)，可不作最大裂縫寬度驗(yàn)算。在腐蝕性環(huán)境作用下，應(yīng)進(jìn)行最大裂縫寬度驗(yàn)算，最大裂縫寬度值可適當(dāng)放寬，并采用適當(dāng)?shù)姆栏郊哟胧Ｓ信Ｍ鹊臉?，除檢算強(qiáng)度以外，尚應(yīng)作牛腿的裂縫寬度驗(yàn)算。擋土板應(yīng)作最大裂縫寬度驗(yàn)算。 構(gòu)造要求1. 錨固樁和擋士板的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C30，樁身中主筋宜采用HRB400，箍筋和擋土板中的主筋可采用HRB335鋼或HRB400鋼。2. 灌注錨索(桿)孔的水泥(砂)漿強(qiáng)度等級不宜低于M30。3. 錨固樁配筋的要求應(yīng)按抗滑樁的有關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。4. 設(shè)牛腿的錨固樁，牛腿的高度不宜小于40cm，寬度不宜小于30cm。5. 當(dāng)采用拱型擋土板時(shí)，不宜采用素混凝土，應(yīng)沿徑向和環(huán)向配置一定數(shù)量的構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋間距不宜大于250mm，直徑不宜小于10mm。6. 樁上設(shè)置鋼筋錨桿時(shí)，一根錨桿不宜多于3根鋼筋，鋼筋直徑不宜大于32mm。 抗滑樁抗滑樁通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁 下部的側(cè)向土體或巖體，依靠樁下部的側(cè)向阻力來承擔(dān)邊坡的下推力，而使邊坡保持平衡或穩(wěn)定，見圖14。圖14抗滑樁與一般樁基類似，但主要是承擔(dān)水平荷載?？够瑯兑彩沁吰绿幹喂こ讨谐Ｒ姵Ｓ玫奶幹畏桨钢?，從早期的木樁，到近代的鋼樁和目前在邊坡工程中常用的鋼筋混凝土樁，斷面型式有圓形和矩形，施工方法有打入、機(jī)械成孔和人工成孔等方法，結(jié)構(gòu)型式有單樁、排樁、群樁，有錨樁和預(yù)應(yīng)力錨索樁等。 抗滑樁類型、特點(diǎn)及適用條件 (1)抗滑樁的類型 抗滑樁按材質(zhì)分類有木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁和組合樁?？够瑯栋闯蓸斗椒ǚ诸?，有打入樁、靜壓樁、就地灌注樁，就地灌柱樁又分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁兩大類。在常用的鉆孔灌注樁中，又分機(jī)械鉆孔和人工挖孔樁?？够瑯栋唇Y(jié)構(gòu)型式分類，有單樁、排樁、群樁和有錨樁，排樁型式常見的有椅式樁墻、門式剛架樁墻、排架抗滑樁墻（圖15），有錨樁常見的有錨桿和錨索，錨桿有單錨和多錨，錨索抗滑樁多用單錨。圖15抗滑樁按樁身斷面形式分類，有圓形樁、方形樁和矩形樁、“工”字形樁等。(2)各類樁型的特點(diǎn)及適用條件 木樁是最早采用的樁，其特點(diǎn)是就地取材、方便、易于施工，但樁長有限，樁身強(qiáng)度不高，一般用于淺層滑坡的治理、臨時(shí)工程或搶險(xiǎn)工程。鋼樁的強(qiáng)度高，施打容易、快速，接長方便，但受樁身斷面尺寸限制，橫向剛度較小，造價(jià)偏高。鋼筋混凝土樁是邊坡處治工程廣泛采用的樁材，樁斷面剛度大，抗彎能力高，施工方式多樣，可打入、靜壓、機(jī)械鉆孔就地灌注和人工成孔就地灌注，其缺點(diǎn)是混凝土抗拉能力有限。 抗滑樁的施工采用打入時(shí)，應(yīng)充分考慮施工振動(dòng)對邊坡穩(wěn)定的影響，一般是全埋式抗滑樁或填方邊坡可采用，同時(shí)下臥地層應(yīng)有可打性?？够瑯妒┕こＳ玫氖蔷偷毓嘧叮瑱C(jī)械鉆孔速度快，樁徑可大可小，適用于各種地質(zhì)條件，但對地形較陡的邊坡工程，機(jī)械進(jìn)入和架設(shè)困難較大，另外，鉆孔時(shí)的水對邊坡的穩(wěn)定也有影響。人工成孔的特點(diǎn)是方便、簡單、經(jīng)濟(jì)，但速度較慢，勞動(dòng)強(qiáng)度高，遇不良地層(如流沙)時(shí)處理相當(dāng)困難，另外，樁徑較小時(shí)人工作業(yè)困難，樁徑一般應(yīng)在1000mm以上才適宜人工成孔。圖 16 單樁是抗滑樁的基本型式，也是常用的結(jié)構(gòu)型式，其特點(diǎn)是簡單，受力和作用明確。當(dāng)邊坡的推力較大，用單樁不足以承擔(dān)其推力或使用單樁不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用排樁。排架樁的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，抗彎能力強(qiáng)，樁壁阻力較小，樁身應(yīng)力較小，在軟弱地層有較明顯的優(yōu)越性。有錨樁的錨可用鋼筋錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索，錨桿(索)和樁共同工作，改變樁的懸臂受力狀況和樁完全靠側(cè)向地基反力抵抗滑坡推力的機(jī)理，使樁身的應(yīng)力狀態(tài)和樁頂變位大大改善，是一種較為合理、經(jīng)濟(jì)的抗滑結(jié)構(gòu)。但錨桿或錨索的錨固端需要有較好的地層或巖層，對錨索而言，更需要有較好的巖層以提供可靠的錨固力?？够瑯度阂话阒冈跈M向2排以上，在縱向2列以上的組合抗滑結(jié)構(gòu)，類似于墩臺或承臺結(jié)構(gòu)，它能承擔(dān)更大的滑坡推力，可用于特殊的滑坡治理工程或特殊用途的邊坡工程。 抗滑樁設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容 抗滑樁設(shè)計(jì)一般應(yīng)滿足以下要求： (1)抗滑樁提供的阻滑力要使整個(gè)滑坡體具有足夠的穩(wěn)定性，即滑坡體的穩(wěn)定安全系數(shù)滿足相應(yīng)規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠指標(biāo)，同時(shí)保證坡體不從樁頂滑出，不從樁間擠出； (2)抗滑樁樁身要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，即樁的斷面要有足夠的剛度，樁的應(yīng)力和變形滿足規(guī)定要求； (3)樁周的地基抗力和滑體的變形在容許范圍內(nèi)； (4)抗滑樁的埋深及錨固深度、樁問距、樁結(jié)構(gòu)尺度和樁斷面尺寸都比較適當(dāng)，安全可靠，施工可行、方便，造價(jià)較經(jīng)濟(jì)。 根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求，抗滑樁的設(shè)計(jì)內(nèi)容一般為： (1)進(jìn)行樁群的平面布置，確定樁位、樁間距等平面尺度； (2)擬定樁型、樁埋深、樁長、樁斷面尺寸； (3)根據(jù)擬定的結(jié)構(gòu)確定作用于抗滑樁上的力系； (4)確定樁的計(jì)算寬度，選定地基反力系數(shù)，進(jìn)行樁的受力和變形計(jì)算； (5)進(jìn)行樁截面的配筋計(jì)算和一般的構(gòu)造設(shè)計(jì)；(6)提出施工技術(shù)要求，擬定施工方案，計(jì)算工程量，編制概(預(yù))算等。 抗滑樁設(shè)計(jì)的基本假定：（1）滑坡推力作用