浅谈公路桩基托梁挡土墙在小表公路的应用
1、前言
在公路建设中，造价与工程质量一直是关注的重点。如何利用有限的资金建造出安全经济的工程，而在建造出安全工程的同时又如何才能节约投资，这是广大公路设计人员一直在探索的问题。在山区低等级公路设计中，小桥每延米造价近3．4万m，造价较高，因此如果能减少桥梁长度，必将节约投入资金。本文结合作者参与的澜沧江沿江公路小表段三级公路施工图设计项目，以实例分析利用桩基托梁替代小桥，在降低工程投资方面起到的作用。
2、工程概况
该项目因电站运输大件需要而修建，由于所运输物件最重件达180t，因此公路设计标准采用山岭重丘区三级公路，设计荷载为公路一Ⅱ级，验算荷载为挂一300。路线在K85+760附近跨越一V型干沟。路线展布以下谷坡坡度约为50。，以上斜坡坡度约4O。。坡面生长松树等，植被稀疏，覆盖率约15％。局部落石、坍塌。坡面上部为粉质粘土含少量碎石，下部为碎石土、破碎板岩等。中桩填土最大高度位于K85+762，约9m。若布设挡墙通过，则挡墙高度需要达到l4米，而在挂一300的设计荷载下，挡墙高度14m，不仅挡墙尺寸巨大，而且安全稳定性很难满足要求。
3、经济及安全性比较
原方案考虑采用lm一16m预应力钢筋混凝土T型梁桥通过，桥梁全长27m，其主要工程量为表1。
考虑到该段路线山坡横坡较陡，坡度约为1：1，覆盖土层稳定性较差 可考虑使用新型支挡结构— —桩基托梁挡土墙跨越该沟。托梁上部采用9m高衡重式挡土墙，下部采用三跨单排桩基础，桩采用人工挖孔嵌岩桩，孔径为2m。托梁每10m设置一沉降缝，桩基托梁立面形式、平面形式及横断形式如下图：
1、立体展开图
2、平面图
3、横断面图
该段桩基托梁挡土墙，墙长20m，其主要工程量见表
通过以上造价对比可以看出，在通过该工点段，桩基托梁挡土墙比钢筋混凝土T型梁桥缩短7m，每延米造价降低1．2万元，节约投资48万元，节约近一半，因此从经济性方面考虑，该方案十分有利。从现场情况看，该干沟属于收敛较快的V型干沟，这样的地形架桥，场地局促，难度大，纵横坡陡，极易引发边坡不稳。另一方面，该段地形横坡陡峻，沿线废方量很大，而且受地形限制，沿线弃土场均距离线位较远，运距较大。在采用桩基托梁挡土墙后，可以大量利用废方进行路基填方，节约废方处理费用。而当大量废方被使用后，相应弃土场的使用数量也可以得到减少。而对于桩基托梁挡土墙的安全性，我们采用以下理论进行验算：
（I）荷载计算：主要考虑土压力（包括车辆荷载）、上部挡墙自重和托梁自重。
（2）托梁的内力计算：竖直面内的内力我们不考虑地基反力的作用，将托梁看成支承于桩上的简支梁（每跨两个支点）。而由于托梁底部的摩擦力大于托梁上的水平推理，因此不必计算水平面内的内力。
（3）桩的内力计算：按顶部作用有弯矩和横向推力，锚固点以上两侧土压力忽略不计的悬臂桩计算。
基于以上验算理论进行验算，得出该桩基托梁挡土墙在安全性方面能够满足特殊荷载的要求。因此在该段采用桩基托梁挡土墙替代原1m一16m预应力钢筋混凝土T型梁桥是节约投资且安全可靠的。沿线合理使用该类型挡土墙，能有效节约工程投资。但并不是所有地形都适用于桩基托梁挡土墙，其应用范围和适用条件为：
（1）主要用于河岸严重冲刷、陡坡岩堆、稳定性较差的陡坡覆盖土、基岩埋藏较深、与既有线紧邻地段路基。
（2）当山坡较陡、覆盖土层稳定性较差、基岩埋藏又较深时，可采用桩基托梁挡土墙。
（3）在既有线陡坡路堤平行增建第二线，当采用挖台阶浆砌防护、预留土埂临时支护、跳槽开挖基坑等临时支护措施不能满足行车和施工安全时，可采用路肩式或坡脚式的桩基托梁挡土墙。
4、结论
综上所述，桩基托梁挡土墙扩大了一般圬工式挡土墙的使用范围，在困难地段使用，不仅保证了工程的安全性，而且可节约上部挡墙截面，从而节省投资。因此在满足其适用范围和适用条件的基础上，值得在后续设计项目中推广使用。
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