T形桩板墙在边坡防护中的应用分析
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摘 要：T形桩板墙是一种广泛应用的支挡结构，在实际应用过程中具有良好效果。T形桩板墙与其他支挡结构相比，其受力性能更高、能够承载更大的重量，因此能够满足多种建筑结构的实际需求。此外，T形桩板墙还具有良好的实用性和适应性，特别是针对相对复杂的施工条件或施工场地，结合具体地形T形桩板墙能够发挥出其本身优越性，满足对应部位的支挡加固效果。本次研究一南方某城镇地区一段临近当地居民楼房建筑的变电站进站道路边坡工程为例，详细分析T形桩板墙能够取得具体支挡加固效果的原理，介绍其T形桩板墙在工程中的具体应用以及在应用中的设计原则及其设计方法，同时分析T形桩板墙在具体应用过程中的施工工艺和要求，为相关企业和工作人员提供一定的借鉴作用。
关键词：T形桩板墙 变电站进站道路 边坡防护 应用
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）02（c）-0039-02
1 工程概况
本次研究介绍的工程项目位于某县的城市内220kV变电站的一段进站道路。该路段是变电站运行大型设备的主要干道，建成以后需要运输变压器等大型电力重型设备，因此对其承压力、稳定性都提出了较高要求。当地地理环境以剥蚀丘陵为主，全年四季分明，温差较大，全年降雨量丰富且具有明显的季节差异。本次研究中的桩板墙编号为K3+550，在该桩板墙东侧存在一栋五层框架结构居民楼;居民楼地势较高，建立在一个凸起的山坡上。楼前有已经砌筑好的毛石挡土墙。因变电站进站道路的设计标高明显高于自然场地现状的高程，为了顺利实施变电站进站道路施工建设，需要对该五层楼房前部的挡土墙山体进行开挖。经过对当地地理环境和楼房原有挡土墙的实地考察发现山坡土地存在较为明显的球状风化体。实地勘测还发现，进站道路设计地面高度要比目前的楼房挡土墙以及对应的楼房地基低8m，而道路实际距离与楼房挡土墙及其地基之间的距离只有1.5m。这种情况设计必须考虑在对楼房挡土墙的挖掘过程中会直接威胁到原挡土墙的稳定性的问题，如果处理不当极易引起挡土墙以及楼房地基发生位移，进而严重威胁到楼房建筑的整体安全。基于此考虑，为了确保楼房建筑的使用安全，有必要在设计及施工过程中针对楼房所在的边坡采取对应支护措施，以确保现有挡土墙以及楼房地基的稳定性。同时在具体施工环节，针对五层楼房以及对应边坡均采取相关的防护措施。
2 边坡支护的目的和设计原则
避免在进站道路施工过程中发生坍塌情况，采取楼房边坡及其挡土墙的有效支护措施以确保其稳定性为主要目的。因此需要在路基边坡建立具有良好承压能力和稳固性的挡土墙。需要注意的是，由于楼房所处边坡地理位置的特殊性，挡土墙不仅能够满足正常情况下的承载能力需求，还需要满足某些极限情况下的承载要求。具体来讲，楼房边坡的挡土墙需要满足的极限状态下包括楼房整体建筑的稳定性、避免楼房所在边坡发生位移、避免整体地形出现倾覆等;此外，边坡挡土墙还需要满足自身在使用过程中发生弯曲、拉伸、剪切等方面的承压力。由于楼房是当地居民住宅，需要长期使用，因此新建支挡结构还需要具有良好的耐久性，要适应当地对应的自然地理条件以及对应的气候条件，要确保在不同环境条件下挡土墙无论是在变形还是发生裂缝等方面均处于可控制范围内，满足其具体使用要求。
3 T形桩板墙的设计特点
T形桩板墙是一种在实际施工过程中得到广泛应用的支挡结构，也是一种新式的支挡结构。在实际施工过程中，挡土墙多用在有一定高差的基坑、边坡等部位，其作用在于确保高低差土体的稳定性，因此支挡结构的桩板墙往往具有良好的抗弯、抗剪及抗倾覆能力。为了满足这一需要，T形桩板墙的最大弯矩和剪力都被设计在地面线附近的桩锚固段内，这种设计有助于将挡土墙的承压荷载简化为三角形分布或者梯形分布，这样可以有效降低对应部位所承压的荷载，增强了建筑整体的稳定性。非锚固段桩体承受的压力可以按照压力的具体分布形式进行计算，一般情况下，桩的最大弯矩大都在锚固段附近。T形桩板墙在设计过程中会发现，当截面的翼缘增大，与之对应的受压截面的高度也会减小，这一变化将促使挡土墙内部的内力臂增加，进而有效提高其整体承载力，最终将有助于减少相关的钢筋、混凝土等建筑材料的使用量。
因此，在设计过程中，加大桩板墙锚固段的截面尺寸，悬臂段按构造设计，这样可以充分发挥支挡结构内钢筋的抗拉能力，有效降低混凝土的使用量，在满足支挡效果的前提下降低支挡结构的整体重量。
4 本项目中 T 形板桩墙的应用
本次案例中的工程桩号K3+550，其位置与道路路基的边坡很近，同时边坡上五层钢筋混凝土楼房为当地居民所有，此前为了确保楼房以及边坡的稳定性，前期修建了毛石挡土墙。道路建设过程中，需要对边坡进行开挖，只有这样才能满足道路的设计标高要求。施工队与房主进行协商，屋主不同意拆迁。在这种情况下要继续实施进站道路施工建设，就必须对楼房所在的边坡以及对应的挡土墙建筑进行加固，从而确保其在开挖过程中保持良好的稳定性，最终确保楼房的整体安全性。针对路边坡的防护使用最广也是最有效的方式就是建设挡土墙，本次工程经过实地考察以后，设计了两种挡土墙建设方案，分别是重力式挡土墙以及T形桩板墙。其中重力式挡土墙主要依赖墙体自身质量来实现抵挡坡体压力的目的。重力式挡土墙施工起来比较简单，能够就地取材，只需要在对应部位使用少量钢筋;此外在施工过程中还可以将墙趾拓宽，这一变化有助于进一步降低墙体的整体厚度，减少施工过程中混凝土的使用量。但是重力式挡土墙需要较大的施工量，而且需要进行挖掘施工的体积较大，对挡土墙所处的地基要求较高，而工程的实际环境难以达到对应要求。难以有效开展大范围挖掘施工，因此这一方案被否定。T形桩板墙结构相对简单，同时能够满足楼房建筑坡体所需的承载力要求;此外挡土板可以根据需要进行预制，能够更好满足实际施工需要。T形樁板墙的整体造价高于重力式挡土墙，但是T形桩板墙能够满足当地实际施工环境的具体要求，能够满足挡土墙的承压力和承载力要求，而这时确保楼房稳及其所处边坡稳定性必不可少的关键，因此在综合考虑的基础上决定选用T形桩板墙。
在实地考察的基础上对本次挡土墙进行具体设计，其中T形桩体尺寸为2.5m×2.75m，桩长14m，其中设计路面以上8m，桩间距5m，设计地面以上桩体之间为预制钢筋砼挡土板。
5 T形桩板墙的施工工艺流程
（1）在具体施工环节，为了降低机械操作对楼房地基的影响，避免造成楼房地基的严重变形，本次施工决定实施人工隔孔开挖模式。在施工过程中一边开挖一边做好相关的防护操作，具体以1m为一节;此外在土石结合处一般不进行挖孔;
（2）针对开挖得到的渣土，决定将其转移至附近的临时安放点，最后使用挖掘机将其转移到外部指定的渣土场。
（3）由于施工区域各方面的限制因素，决定在钢筋加工厂对其进行集中处理，然后将处理好的钢筋转移到施工现场进行使用;
（4）根据实际情况和施工要求，针对护壁模板决定采用活动钢模，桩模板则采用定型钢模，具体的支撑则采用钢管。综合考虑挡土墙的外观要求和使用性能要求，决定采用拱形板。
6 结语
本文以项目工程案例作为背景，详细分析了 T 形桩板墙的受力特点，同时与其它支挡结构物进行了对比，可为边坡附近有建筑物的工程防护案例提供参考。
参考文献
[1] 周勇.浅谈桩板墙在边坡防护中的设计应用[J].四川水泥，2018（3）.
[2] 闫秀海.预应力锚拉桩板墙在高边坡支护中的应用[J].华东公路，2016（1）：54-56.
[3] 蒲德红，翟文光，周敬程.斜插式桩板墙在公路边坡中的应用分析[J].路基工程，2016（1）：137-141.
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