新型支挡结构

新型支挡结构

摘要：新型支挡结构是用来支撑、加固填土或山坡土体，防止其坍滑以保持稳定的一种建筑物，主要包括斜撑式抗滑支挡结构、椅式抗滑支挡结构、抗滑桩、桩板式挡土墙和桩基托梁挡土墙、预应力锚索、悬臂式和扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙、锚杆挡土墙、带洞路基墙、檐式挡土墙、无面板加筋土挡土墙、有面板加筋土挡土墙、倒Y形挡土墙、槽形挡土墙、主桩镶板墙、石笼挡墙等

0前言

新型支挡结构是由于不同的岩土工程需要而不断发展的。岩土工程技术人员为了在某些特殊地形或特殊地质条件下保证边坡的稳定，往往要设计一些新的结构形式，有些已逐步推广应用。有些结构如对拉式挡土墙、带洞路基墙、檐式挡土墙、竖向预应力挡土墙等，在一些特定的条件下起了较大的作用，但由于其结构比较特殊或理论研究未跟上，尚未得到推广或后来被其他结构逐渐代替。

1 斜撑式抗滑支挡结构

斜撑式抗滑支挡结构为常用的抗滑桩和斜撑组成的组合结构。具体应用中将抗滑桩锚固段和斜撑臂基础置于稳定地层，并将抗滑桩和斜撑臂连接，使滑坡推力通过抗滑桩锚同段和斜撑臂基础传递至稳定地层，从而达到治理滑坡的目的。由于在抗滑桩的顶部设置斜撑，使桩的变形受到约束，从而改善了悬壁桩的受力及变形状态，结构的稳定性也大大加强。与传统的抗滑桩相比，本实用新型结构能承受更大的滑坡推力，适用于治理规模较大的滑坡。结构形式见图l。

图1 斜撑式抗滑支挡结构

2 椅式抗滑支挡结构

包括第一抗滑桩和第二抗滑桩，所述抗滑桩的锚固段嵌固于滑动面以下的稳定地层内，第二抗滑桩的悬臂段和第一抗滑桩悬臂段之间设置横梁。由于抗滑桩锚固段置于稳定地层，通过在两根抗滑桩之间设置横梁，使第一抗滑桩受到的部分滑坡推力通过横梁传递至第二抗滑桩，第一抗滑桩的变形受到约束，大大改善了第一抗滑桩悬壁的变形和受力状态，抗滑桩联合受力，稳定性好，能抵抗较大滑坡推力，特别适用于规模较大的滑坡治理工程。结构形式见图2。

图2 椅式抗滑支挡结构

3 抗滑桩

抗滑桩又称锚固桩，主要作用是整治滑坡，由中国铁路部门始创于20世纪60年代的成昆铁路，后来在湘黔线、襄渝线、南昆线、宝成线、枝柳线、太焦线等线路的建设中得到推广应用，并逐渐完善。据统计，成昆线在6处滑坡中采用了120根抗滑桩，累计长度为1 364 m;湘黔线贵州境内采用抗滑桩处理各类问题31处，共计340根桩，累计长度为3 342 m;襄渝线共采用408根抗滑桩，累计长度7796 m;南昆线共建成抗滑桩3000多根。抗滑桩主要是依靠桩的强度、滑面以下锚固部分桩周岩土的弹性抗力来平衡滑面以上滑体剩余下滑力，使滑坡保持稳定。抗滑桩的计算理论由早期的单纯抗剪理论发展为静力平衡法、布鲁姆法、弹性地基梁法、链杆法、混合法等，其中弹性地基梁法是抗滑桩设计的常用方法。抗滑桩的特点是可灵活选择桩位，既可单独使用又可与其他工程配合使用，施工方便、工作面多、挖方量小、工期短、收效快、对滑体扰动小。结构形式见图3。

图3 抗滑桩

4 桩板式挡土墙和桩基托梁挡土墙

20世纪70年代初，在枝柳线上首先将桩板式挡土墙（图4）应用到路堑中，接着在内昆、京九等线上应用到路堤中。桩板式挡土墙是由锚固桩发展而来的，按其结构形式分为悬臂式桩板挡土墙、锚索（杆）桩板墙、锚拉式桩板墙。桩基托梁挡土墙是挡土墙与桩的组合形式，由托梁相连接。20世纪60年代，在陡峻山坡的成昆铁路路堤上曾采用桩基托梁挡土墙，据统计有铁西、白果、拉白等8处，共长283.23 m，使用效果显著、技术可靠、节省投资。若与常规的扩大基础挡土墙方案比较，圬工量可节省35%，挖基量可节省70%。

图4 桩板式挡土墙

5预应力锚索

预应力锚索结构应用于路基边坡加固防护工程中，如图5所示。1987年，在宝成线首次采用预应力锚索加固危岩边坡，获得成功。此后，在内昆铁路、福建梅剑铁路、南昆铁路等工程中，均采用预应力锚索整治滑坡或加固处于临界平衡状态的开裂边坡。在南昆铁路工程建设中，预应力锚索被广泛用来整治滑坡，加固顺层边坡和危岩，以及与抗滑桩相结合组成锚索桩等，在加固软质岩路堑高边坡等工程中发挥了巨大的作用，锚索加固技术得到较大发展，并迅速在山区铁路路基支挡工程中推广应用。预应力锚索是通过锚索施加张拉力以加固岩土，使其达到稳定状态或改善内部应力状况的支挡结构。锚索是一种主要承受拉力的杆状构件，它是通过钻孔及注浆体将钢绞线固定于深部稳定地层中，在被加固体表面对钢绞线张拉产生预应力，从而达到使被加固体稳定和限制其变形的目的。锚索的类型按锚索结构受力状态分为拉力型、压力型及荷载分散型。在处理山体滑坡中，能够充分利用岩体自身强度和自承能力，大大减轻结构自重，节省工程材料，是高效和经济的加固技术。

图5 预应力锚索加固路堑边坡

6 悬臂式和扶壁式挡土墙

悬臂式和扶壁式挡土墙在国外巳广泛采用。中国铁路行业为了推广这种支挡结构，于20世纪90年代专门编制了《一般地区悬臂式路堤挡土墙标准设计图》，加速了该结构在铁路路基工程中的推广应用，如图6、图7所示。在新建张家口至唐山铁路、京津城际铁路、京沪高速铁路等线路中均使用了悬臂式和扶壁式挡土墙。悬臂式和扶壁式挡土墙是一种轻型支挡建筑物。它依靠墙身自重和墙底板以上填筑土体（包括荷载）的重力维持挡土墙的稳定，其主要特点是厚度小、自重轻，适用于石料缺乏和地基承载力较低的填方地段。悬臂式和扶壁式挡土墙的缺点是耗费钢材、水泥较多，施工技术要求较高。

图6 悬臂式挡土墙图7扶壁式挡土墙

7 加筋土挡土墙

加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的支挡结构物。加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土，它利用拉筋与土之间的摩擦作用，把土的侧压力削减到土体中，改善土体的变形条件并提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成，如图6所示。中国在青藏铁路、兰（州）武（威）铁路复线、广（通）大（理）铁路、株（洲）六（盘水）复线铁路等工程中均采用了加筋土挡土墙的形式。加筋土挡土墙属于柔性结构，对地基变形适应性强，建筑高度也可以很大，适用于填土路基；但须考虑其挡板后填土的渗水稳定及地基变形的影响，需要通过计算分析选用。可用