四川南充水利电力建筑设计研究院 四川南充 637000
摘要：本文以一防洪工程为例，对桩基础扶壁式挡土墙在防洪工程中的应用进行深入研究。从工程实施情况来看，该组合结构能满足工程需要，为类似工程可提供参考。
关键词：桩基础；扶壁式挡墙；防洪工程
1 前言
随城镇建设的飞速的发展，为了保护社会经济建设的成果，城镇防洪的必要性趋显重要，而城镇防洪体系中主要还是依靠工程措施的实施达到防洪目标。在河道滩涂和岸坡宽阔的地带，防洪工程一般采用常规的斜坡式防洪堤或护岸。但是在目前的丘陵区中小城镇中，居民房往往临河而建，河岸地势较狭窄，常规的斜坡式防洪堤往往布置较困难；在不可能因为防洪工程的建设而大规模的进行搬迁安置时，在这种条件下扶壁式挡墙型式的防洪堤（墙）体现出了较强的适应性；同时由于临河处一带的地基承载力往往较差，基岩埋深较大，采用桩基础型式的扶壁式挡墙作为一种特殊的防洪堤型式应运而生。
但是，目前在桩基扶壁式挡墙结构设计方面，并没有一套全面完整的设计和计算理论，因此对桩基扶壁式挡墙结构设计理论研究具有重要的工程应用意义和科学价值。
本文结合某一防洪工程实例，对桩基扶壁式挡墙型式在防洪工程中的应运进行了阐述，并对相应的计算理论进行了分析。在工程运用中，首先要解决的是整体稳定和结构设计的计算问题。
2桩基扶壁式挡墙稳定性计算
在工程运用中，对于这种组合挡墙结构型式我们先要进行整体稳定性计算。首先要做的是进行桩基扶壁式挡墙的受力分析，其关键在于以下两点：（1）如何准确的计算出桩基扶壁式挡墙结构所承受的外力，（2）挡土墙与桩是如何传递荷载的。由于目前缺少对桩基扶壁式挡墙结构型式进行整体验算的计算理论体系，为了便于计算分析，一般我们把桩基和挡墙的受力分开进行计算。
2.1 扶壁式挡墙受力分析
由于本文研究的是防洪工程中的桩基扶壁式挡墙结构，由于受洪水的影响，在防洪工程中，这种结构一般分以下两组典型工况进行分析：①外侧挡水，内侧挡土。
上部扶壁式挡墙主要承受的外力荷载有：内侧对立板的水平土压力、外侧对立板的水平水压力，作用在底板上的填土自重、结构自重。②外侧无水，内侧挡土。
上部扶壁式挡墙主要承受的外力荷载有：内侧对立板的水平土压力P1，作用在底板上的填土自重P2、结构自重G。
对以上两种工况分析，工况②为最不利工况，因此本工程主要计算了工况②的受力情况，工况①在外侧挡洪水时对于这种结构受力是有利的。扶壁式挡墙受力图见图1。
2.2 桩基础受力分析
下部桩基础主要承受的是上部挡墙结构传来的荷载。在交通行业护坡中，这种型式桩基受力一般按抗滑桩的计算理论进行计算。但是，这样考虑是不全面的，因为这种桩基扶壁式挡墙型式一般使用在挡墙地基承载力不够的情况下，其主要目的是提高地基承载力，而此时滑推力一般主要是作用在桩顶，桩身承受滑坡推力较小。因此，桩基扶壁式挡墙结构的桩基一般可认为是嵌岩桩，同时由于挡墙底板的刚度一般比桩的刚度大得多，滑坡推力对桩基的位移影响很小。滑坡推力对桩基扶壁式挡土墙结构的影响通过抗滑移和抗倾覆验算来考虑。桩基受力图见图2。
桩基扶壁式挡墙抗滑验算：
由于扶壁式挡墙底板下一般土层指标较差，可不考虑土体与基底的摩擦力，抗滑主要由桩基承担，根据受力分析来看，主要桩顶的抗剪计算。
3桩基扶壁式挡墙结构设计计算
根据现有理论进行桩基扶壁式挡墙结构设计时，通常分开计算挡土墙与桩基的内力。由于目前单独的扶壁式挡墙和桩基础计算理论依据及计算软件均较成熟，可直接利用，本文不再具体细述计算分析过程，只阐述计算的理论方法。
3.1 扶壁式挡墙结构设计计算
扶壁式挡墙结构主要分为立板、底板、扶壁三大部分。在桩承结构下不考虑底板下面土体对底板的支承作用，底板一般按连续梁进行计算。在进行立板计算时，一般将其简化为连续板，可先将立板划分成多个水平连续板带，然后再进行内力计算，扶壁作为水平连续板带的支点。扶壁可以简化为 T 形截面梁进行设计，将扶壁视为T 形梁的腹板，将扶壁两边部分立板视为 T 形梁的翼缘扶壁各截面按悬臂 T 形梁进行设计。
3.2 桩基础结构设计计算
进行桩基设计时，需考虑底板刚度对桩受力的影响，实际上底板刚度/桩刚度的比值一般均较大，由于刚度越大，分配的弯矩也越大，在底板与桩交点处，底板分配到弯矩较大，而桩承受的弯矩较小，一般可以忽略。
在进行桩的内力及变形计算时，可以将这种桩基简化为嵌岩桩模型，分析轴向力、剪力和弯矩对桩变形的影响，然后根据桩基的计算理论计算单桩变形和内力；一般认为挡土墙的水平土压力、竖向力以及弯矩全部通过挡土墙底板传至桩顶。在计算桩基变形和内力时，需要考虑桩侧土的横向抗力。为了满足对地基承载力的要求，桩基一般都嵌入坚硬且密实的土或稳定的基岩中，所以，桩的竖向承载力一般都能满足工程需要，桩基的沉降变形一般也较小，可以忽略。
4防洪工程中桩基扶壁式挡墙典型实例
某防洪墙位于一重点场镇临河侧，沿河居民房屋较多，河道岸坡较陡。且本河流洪峰流量大，洪水一般陡涨陡降，设计洪水位较高。在此河段修建防洪工程时，没有适合的条件采用常规的斜坡式堤，由于河岸为场镇上多年的各类弃土、渣等堆积体，基础较差，基岩埋深达10m以上。经过方案比较分析，推荐桩基扶壁式挡墙方案作为本防洪墙工程型式。
本次防洪墙工程建设长119.9m，防洪墙工程级别为四级，设计洪水标准为20年一遇。防洪墙共分7段，每段间设2cm宽变形缝，缝内设橡胶止水。防洪墙采用C25钢筋砼扶壁式挡墙，基础底板下设两排C30钢筋砼灌注桩。扶壁式挡墙总高11.23m，底板厚1m，底宽8.823m，立板顶厚0.8m，扶壁板厚0.8m；桩基采用双排直径1m灌注桩，桩长17m，进入岩石强风化线以下3～5m。典型断面图见图3，岩土力学指标见表1。
5结束语
对于地形狭窄和基础较差的沿河岸坡，采用桩基加扶壁式挡墙的防洪堤（墙）结构型式，既可以有效的保证挡墙的整体安全性，又能达到防洪的目的。同时，在本河流域中附近类似场镇也参照本工程采用了桩基加扶壁式挡墙型式，可见这种钢筋砼结构型式的防洪堤（墙）在解决实际工程问题中具有一定的应用空间。但目前这一结构型式在防洪工程中的理论研究较少，同时目前在对这种组合结构进行计算时一般采用的均是简化法，未能完全真实的全部反映结构的受力情况，因此下一步需更加深入的研究桩基加挡墙这种组合结构的计算理论体系。
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作者简介：
邓建文，（1982——），男，工程师，本科，从事水利水电工程设计工作。
论文作者:邓建文
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/7
标签：挡墙论文; 桩基论文; 防洪工程论文; 底板论文; 结构论文; 型式论文; 工程论文; 《基层建设》2016年7期论文;