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【摘要】基于我国山区公路工程建设中所面临的困难，结合我国某山区公路工程右侧边坡的施工状况，对预应力锚索桩板墙这一施工技术的设计及施工要点进行了较为深入的探讨。
【关键词】设计、施工要点、锚索桩板墙
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1、引言
随着我国交通事业的快速发展，也促进了我国山区高等级公路建设的迅猛发展；在我国很多山区，其高等级公路通过的多数2、地段，地质、地形条件均极为复杂，而且因长期受外力的风化、侵蚀作用，这些山体的岩层极其松散、破碎，极易发生滑坡、泥石流等地质灾害，对于山区公路施工过程中路基和高挖边坡的稳固性构成极大的威胁；实践表明，应用预应力锚索桩板墙这种施工技术方法来稳固挖方高边坡以及进行路基体填筑，不仅可稳固路基和高挖邊波、达到良好的施工效果，而且还可有效促进山区公路营运过程中的舒适、安全、快捷；鉴于此，以下结合我国某山区公路工程右侧边坡的施工状况，就预应力锚索桩板墙的设计与施工要点进行一些探讨。
2、工程基本概况
此山区公路工程所通过地段为一路堑，右侧山坡高度最高大14m；且该地段具有比较密集的建筑物、比较复杂的排水系统和出入通道；本工程所在地段，表层覆盖着厚度达2m左右的棕红色黏土，呈半干硬至硬塑；下伏基岩为砂岩、泥质粉砂岩夹炭质页岩；顶部0~10m为一强风化带，层理较发育、结构较破碎，整体性比较差；10m以下岩体具有较好的完整性，但存在着较多的裂隙；整体岩层向西倾斜，对于稳固边坡具有一定的好处。通过考察，本工程所在地段，地下水含量较丰富，其补给主要来自当地降水及当地居民的生活废弃水；基岩多含孔隙水和裂隙潜水；根据相关水质分析表明，本地段地下水对于混凝土所具有的侵蚀性极其轻微，可忽略不计。本段边坡的支挡原设计以重力式浆砌片石挡土墙来实施，但在进行开挖基础过程中出现边坡坍塌，引起附近住宅区周边地基及某些墙体出现开裂，带来险情，故取消原计划施工方案；为不让类似险情再次出现并对已存在险情进行有效排除，在实地勘测该段边坡后，结合本工程具体情况，决定应用以预应力锚索桩板墙作为本工程支挡防护工程的主体。
3、关于预应力锚索桩板墙的设计要点分析
3.1 锚索桩板墙结构形式分析。因工程施工需要，需截断本工程所在地段右侧的原出入通道，故原有通道需进行改移和延伸；新设计通道宽为6米，以6%的坡度向边坡海拔最高处附近交汇，为达到把总体支挡工程量减少下来的施工效果，尽可能地把上级支挡高度压缩下来，尽可能把下级支挡高度提高起来（本工程计划提高11米）；本工程右侧原来的排水系统，经过改移道路边沟后，分别进入本工程施工中所增设的集水井并连接于污水管，从而确保本地段排水系统的完善。为缩小桩板墙的桩截面，在具体施工中可在桩上进行施加锚索，并以满足限界要求为准。挡土板应用桩外挂板这种型式：即先挖孔桩，并在其外侧进行钢筋预埋，完成成桩开挖后，再进行立模浇筑，这样进行施工不仅确保施工安全，又可满足外表美观的良好效果；具体锚索桩墙结构型式，如下图（图a）所示。
3.2 锚索桩结构的计算要点分析
3.2.1 关于计算模式的说明。结合图a的锚索桩墙结构型式，把锚索桩等价为某弹性固定桩，其下端设置在岩体中，以一水平变形元件来替代锚索水平作用力，土压力表现为三角形分布，令S为桩与桩的中心间距，具体如下图（图b）所示。
3.2.2 进行荷载设计。荷载——作用于锚索桩板墙的，可分为两种力：即①侧向土压力、②结构加固作用力；计算侧向土压力以静止土压力为准，有关破裂面以内上部的荷载，诸如各种交通工具、建筑物等，也应同时考虑；在进行结构设计以及检算强度过程中，若进行预应力施加，则有关施工工序可能对结构受力造成的不利影响应予以考虑。为确保支挡建筑物安全、经济可行这一重要条件，必须对设计参数进行正确选择；在前期施工开挖过程中，已把大量基岩具体情况进行了有效暴露，基于本地段地质勘察资料，在充分了解本段工程地质情况的基础上，决定把λ=22kN/m3,δ=450作为设计参数；但对于施工组织必须予以要求慎密，尽可能把临时边坡暴露的时间缩短下来，不然，为确保安全，应把那些容易出现风化的岩层参数与折减系数的0.8进行相乘。
图a 锚索桩板墙结构形式示意图 图b 锚索桩板墙受力示意图
在图b中，各字母和数字所表示的内容，具体如下表所示：
3.2.3 确定锚索预应力的值。①把仅在土压力作用下桩与锚索共同位移时在锚索内所形成的力、计算出来；②结合弯矩图（其桩身未计锚索力）促使设锚后桩身正负弯矩相同，并以地层锚固抗拨力这一原则来对每排锚索所需总作用力、、……，进行确定；③确定实际预应力的值为、。 ，
3.2.4 确定锚索预应力值后，就可根据锚索桩的计算模式，把桩当作弹性地基梁，整个受力结构为锚索和桩，在此基础上把桩身内力计算出来。根据相关计算机大量工程实践表明，陡坡地段的高填方不仅可应用预应力锚索桩板墙，高陡边坡的支挡工程业可应用预应力锚索桩板墙；但应确保桩所露出地面高度保持在10m~20m这一范围以内，这时桩身截面可选用小尺寸为宜，如15m1.75m；像本工程桩身截面就应用15m1.5m这一尺寸，这比单独应用悬臂桩板墙要节约配筋50%左右，同时也很好控制了桩身的位移。
3.2.5 进行挡土板计算。由于本工程属于市政工程，为使限界得到满足并确保工程美观的施工效果，在进行设计时，把挡土板进行前置；计算挡土板根据等跨连续梁的方法来进行操作，并把板所在位置墙后的最大土压应力作为班上作用的荷载；通过相关计算，得出挡土板厚度为≥15cm，为能与桩进行有效连接，桩间板厚确定为25cm。
4、关于预应力锚索桩板墙的施工要点分析
4.1 锚索桩的施工要点。①在开工之前，要实施精确的放样测量，确保桩位能够准确不出现错误；②严格根据相关施工规范和工艺组织来进行挖孔桩；③准确进行挡土板钢筋的连接及锚索孔的预留，为避免滑动产生，应以点焊使之固结于桩身钢筋；④由于桩外侧护壁具有比较小的承受侧压力，故应把其厚度进行减薄（本工程确定为10cm左右），开挖桩前土后，进行挡土板施工时，应冲洗干净护壁混凝土，根据工程施工需要并对局部范围进行修整。
4.2 预应力锚索的施工要点。完成锚索桩成桩并达到所规定设计强度后，以由上到下这一顺序进行分层开挖桩前土，再逐排完成锚索的施打；在张拉锁定锚索后，再对挡土板进行施工。
4.3 挡土板的施工要点。进行挡土板施工时，也要由上往下按这一顺序进行分层开挖，在此基础上再完成逐级立模。众所周知，锚索桩板墙的一个极其重要构成部分就是挡土板，因此要使工程质量达到规定的标准，又要达到工程施工效果美观这一要求，就必须要把模板质量控制好；因此，本工程决定应用新模板，并以螺栓来对模板进行联结，通过这样加工使之每联长度为30m~40m，在横向应用桩上挡土板预埋箍筋进行接长，以对模板外移进行控制。把预制无砂混凝土板应用于板后反滤层，并把φ50~φ100的PVC管预埋在泄水孔；完成挡土板施工以后，封闭锚索定头，并打磨挡土板接缝处；在完成锚索桩板墙施工后，再对墙顶道路的改移进行施工。
5、结束语
总之，作为一种新型支挡结构——预应力锚索桩板墙，与传统桩板墙相比，不管是受力条件、还是对位移的控制，均有了极大的改善；在实际工程建设当中，加强研究和深入探讨预应力锚索桩板墙的设计及施工要点，对于提高工程施工质量、保障工程施工安全均具有极其重要的意义。
【参考文献】
1.张智.预应力桩板墙施工技术.[J].铁道建筑.2012.05
2.王新民.土质边坡预应力锚索桩板墙施工技术.[J].西部探矿工程.2009.11
3.李昉.预应力锚索桩板墙的设计原理、施工于经济分析.[J].铁道标准设计.2010.02
【关键词】设计、施工要点、锚索桩板墙
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1、引言
随着我国交通事业的快速发展，也促进了我国山区高等级公路建设的迅猛发展；在我国很多山区，其高等级公路通过的多数2、地段，地质、地形条件均极为复杂，而且因长期受外力的风化、侵蚀作用，这些山体的岩层极其松散、破碎，极易发生滑坡、泥石流等地质灾害，对于山区公路施工过程中路基和高挖边坡的稳固性构成极大的威胁；实践表明，应用预应力锚索桩板墙这种施工技术方法来稳固挖方高边坡以及进行路基体填筑，不仅可稳固路基和高挖邊波、达到良好的施工效果，而且还可有效促进山区公路营运过程中的舒适、安全、快捷；鉴于此，以下结合我国某山区公路工程右侧边坡的施工状况，就预应力锚索桩板墙的设计与施工要点进行一些探讨。
2、工程基本概况
此山区公路工程所通过地段为一路堑，右侧山坡高度最高大14m；且该地段具有比较密集的建筑物、比较复杂的排水系统和出入通道；本工程所在地段，表层覆盖着厚度达2m左右的棕红色黏土，呈半干硬至硬塑；下伏基岩为砂岩、泥质粉砂岩夹炭质页岩；顶部0~10m为一强风化带，层理较发育、结构较破碎，整体性比较差；10m以下岩体具有较好的完整性，但存在着较多的裂隙；整体岩层向西倾斜，对于稳固边坡具有一定的好处。通过考察，本工程所在地段，地下水含量较丰富，其补给主要来自当地降水及当地居民的生活废弃水；基岩多含孔隙水和裂隙潜水；根据相关水质分析表明，本地段地下水对于混凝土所具有的侵蚀性极其轻微，可忽略不计。本段边坡的支挡原设计以重力式浆砌片石挡土墙来实施，但在进行开挖基础过程中出现边坡坍塌，引起附近住宅区周边地基及某些墙体出现开裂，带来险情，故取消原计划施工方案；为不让类似险情再次出现并对已存在险情进行有效排除，在实地勘测该段边坡后，结合本工程具体情况，决定应用以预应力锚索桩板墙作为本工程支挡防护工程的主体。
3、关于预应力锚索桩板墙的设计要点分析
3.1 锚索桩板墙结构形式分析。因工程施工需要，需截断本工程所在地段右侧的原出入通道，故原有通道需进行改移和延伸；新设计通道宽为6米，以6%的坡度向边坡海拔最高处附近交汇，为达到把总体支挡工程量减少下来的施工效果，尽可能地把上级支挡高度压缩下来，尽可能把下级支挡高度提高起来（本工程计划提高11米）；本工程右侧原来的排水系统，经过改移道路边沟后，分别进入本工程施工中所增设的集水井并连接于污水管，从而确保本地段排水系统的完善。为缩小桩板墙的桩截面，在具体施工中可在桩上进行施加锚索，并以满足限界要求为准。挡土板应用桩外挂板这种型式：即先挖孔桩，并在其外侧进行钢筋预埋，完成成桩开挖后，再进行立模浇筑，这样进行施工不仅确保施工安全，又可满足外表美观的良好效果；具体锚索桩墙结构型式，如下图（图a）所示。
3.2 锚索桩结构的计算要点分析
3.2.1 关于计算模式的说明。结合图a的锚索桩墙结构型式，把锚索桩等价为某弹性固定桩，其下端设置在岩体中，以一水平变形元件来替代锚索水平作用力，土压力表现为三角形分布，令S为桩与桩的中心间距，具体如下图（图b）所示。
3.2.2 进行荷载设计。荷载——作用于锚索桩板墙的，可分为两种力：即①侧向土压力、②结构加固作用力；计算侧向土压力以静止土压力为准，有关破裂面以内上部的荷载，诸如各种交通工具、建筑物等，也应同时考虑；在进行结构设计以及检算强度过程中，若进行预应力施加，则有关施工工序可能对结构受力造成的不利影响应予以考虑。为确保支挡建筑物安全、经济可行这一重要条件，必须对设计参数进行正确选择；在前期施工开挖过程中，已把大量基岩具体情况进行了有效暴露，基于本地段地质勘察资料，在充分了解本段工程地质情况的基础上，决定把λ=22kN/m3,δ=450作为设计参数；但对于施工组织必须予以要求慎密，尽可能把临时边坡暴露的时间缩短下来，不然，为确保安全，应把那些容易出现风化的岩层参数与折减系数的0.8进行相乘。
图a 锚索桩板墙结构形式示意图 图b 锚索桩板墙受力示意图
在图b中，各字母和数字所表示的内容，具体如下表所示：
3.2.3 确定锚索预应力的值。①把仅在土压力作用下桩与锚索共同位移时在锚索内所形成的力、计算出来；②结合弯矩图（其桩身未计锚索力）促使设锚后桩身正负弯矩相同，并以地层锚固抗拨力这一原则来对每排锚索所需总作用力、、……，进行确定；③确定实际预应力的值为、。 ，
3.2.4 确定锚索预应力值后，就可根据锚索桩的计算模式，把桩当作弹性地基梁，整个受力结构为锚索和桩，在此基础上把桩身内力计算出来。根据相关计算机大量工程实践表明，陡坡地段的高填方不仅可应用预应力锚索桩板墙，高陡边坡的支挡工程业可应用预应力锚索桩板墙；但应确保桩所露出地面高度保持在10m~20m这一范围以内，这时桩身截面可选用小尺寸为宜，如15m1.75m；像本工程桩身截面就应用15m1.5m这一尺寸，这比单独应用悬臂桩板墙要节约配筋50%左右，同时也很好控制了桩身的位移。
3.2.5 进行挡土板计算。由于本工程属于市政工程，为使限界得到满足并确保工程美观的施工效果，在进行设计时，把挡土板进行前置；计算挡土板根据等跨连续梁的方法来进行操作，并把板所在位置墙后的最大土压应力作为班上作用的荷载；通过相关计算，得出挡土板厚度为≥15cm，为能与桩进行有效连接，桩间板厚确定为25cm。
4、关于预应力锚索桩板墙的施工要点分析
4.1 锚索桩的施工要点。①在开工之前，要实施精确的放样测量，确保桩位能够准确不出现错误；②严格根据相关施工规范和工艺组织来进行挖孔桩；③准确进行挡土板钢筋的连接及锚索孔的预留，为避免滑动产生，应以点焊使之固结于桩身钢筋；④由于桩外侧护壁具有比较小的承受侧压力，故应把其厚度进行减薄（本工程确定为10cm左右），开挖桩前土后，进行挡土板施工时，应冲洗干净护壁混凝土，根据工程施工需要并对局部范围进行修整。
4.2 预应力锚索的施工要点。完成锚索桩成桩并达到所规定设计强度后，以由上到下这一顺序进行分层开挖桩前土，再逐排完成锚索的施打；在张拉锁定锚索后，再对挡土板进行施工。
4.3 挡土板的施工要点。进行挡土板施工时，也要由上往下按这一顺序进行分层开挖，在此基础上再完成逐级立模。众所周知，锚索桩板墙的一个极其重要构成部分就是挡土板，因此要使工程质量达到规定的标准，又要达到工程施工效果美观这一要求，就必须要把模板质量控制好；因此，本工程决定应用新模板，并以螺栓来对模板进行联结，通过这样加工使之每联长度为30m~40m，在横向应用桩上挡土板预埋箍筋进行接长，以对模板外移进行控制。把预制无砂混凝土板应用于板后反滤层，并把φ50~φ100的PVC管预埋在泄水孔；完成挡土板施工以后，封闭锚索定头，并打磨挡土板接缝处；在完成锚索桩板墙施工后，再对墙顶道路的改移进行施工。
5、结束语
总之，作为一种新型支挡结构——预应力锚索桩板墙，与传统桩板墙相比，不管是受力条件、还是对位移的控制，均有了极大的改善；在实际工程建设当中，加强研究和深入探讨预应力锚索桩板墙的设计及施工要点，对于提高工程施工质量、保障工程施工安全均具有极其重要的意义。
【参考文献】
1.张智.预应力桩板墙施工技术.[J].铁道建筑.2012.05
2.王新民.土质边坡预应力锚索桩板墙施工技术.[J].西部探矿工程.2009.11
3.李昉.预应力锚索桩板墙的设计原理、施工于经济分析.[J].铁道标准设计.2010.02