路堤桩板墙设计优化探讨（三）
抗滑桩作为路基工程的“重型武器”，可有效的对一些潜在下滑力较大的路堤填方进行有效支挡。但如果抗滑桩不考虑合理的使用边界，将“手伸的太长”，就不利于发挥抗滑体的特长。真所谓真理与谬论往往只有一步之遥，跨出去可能成为反面，退回来就是干好本职工作的“孺子牛”。如填方工程中有时采用的抗滑桩悬臂长度过大，将可能造成抗滑桩结构的弯矩过大，导致桩体结构设置的不合理。故工程中一般情况下在填方路堤中建议抗滑桩悬臂不宜超过12m，尤其是超过15m时就宜于桥梁或桩基托梁挡墙进行比选，否则桩体的安全性和经济性就存在较大的不确定性。某公路采用填方路堤的形式通过较陡的自然斜坡，斜坡上分布有小型冲沟，降雨时有地表水汇集。斜坡体主要由强~中风化粉砂质泥岩构成，其中强风化层厚约4.4m。由于自然坡度较陡，故技术人员采用开挖台阶后设置2.4×3.6×35m@5m的路肩式锚索桩板墙进行支挡，并在桩身近地面处设置两孔长20m和25m的锚索工程。工程造价约E万元，工期约F月。
从地质资料分析，原方案采用路堤式桩板墙存在如下缺点：1、抗滑桩支挡的填方体具有明显的边界，应依据依附的较陡土岩界面、填方体内的圆弧搜索法下滑力计算，以及填方体内的主动土压力进行校核，并取最大值作为支挡结构的设置依据。但本次设计只采用圆弧搜索法进行计算是欠合理的，且由于参数取值偏差，形成了约1750KN/m的下滑力是欠合理的，直接造成工程支挡规模偏大。2、桩板墙悬臂长18m，造成桩体弯矩过大，非常不利于抗滑桩结构的合理设置，导致抗滑桩结构截面和配筋偏大。加之桩体悬臂过长，桩顶位移过大易造成桩后填方开裂。3、认为锚索不能应用于填方体，故将锚索设置于接近地面的桩身，这直接造成桩顶位移控制有限，锚索对桩身弯矩的改善欠佳，不能有效优化桩身结构配筋。尤其是作为2.4×3.6×35m的大截面抗滑桩，桩身上只设置两孔锚索造成对桩身结构的受力改善有限。4、在填方体下部原小型冲沟部位没有设置合理的排水措施，填方工程存在一定的安全隐患。5、路肩式锚索桩工程规模大，造价高，施工速度慢，造成既有公路保通压力大。基于此，建议采用桩基托梁挡墙进行抗滑桩支挡工程的优化。即1、依据合理的计算模型，该填方体控制性的下滑力1324KN/m，为原方案的控制性下滑力的76%。2、采用长17m的桩板墙对整个填方的稳定性进行平衡，其中桩体悬臂长8m，大幅减小了桩体弯矩和桩体截面与长度。3、上部采用墙高8m的衡重式挡墙对墙后范围内的土压力进行平衡，且为进一步提高挡墙稳定性，特在挡墙衡重台部位设置长约4m的承载板，有效提高挡墙的稳定性。4、为进一步减小桩身的结构转角而控制上部挡墙的稳定性，在下部抗滑桩顶设置两排、四孔长27m和31m的锚索，有效改善抗滑桩的结构受力。5、在内侧坡脚设置截水沟的基础上，在原自然斜坡的小型冲沟部位设置排水盲沟，防止可能的地下水影响填方体的稳定。该优化方案不但可以大幅降低工程规模，减小新旧路基差异沉降，工程造价约0.6E万元，工期约F月，是一个相对较优的方案。
后记：1、作为高填方，应加强地表水和地下水疏排，这是填方工程实施前的首要任务。很多的经验教训告诉我们，绝大部分的高填路堤失稳都与水具有密不可分的关系。2、桩板墙工程的悬臂长过一定长度宜采用桥梁或桩基托梁挡墙进行比选。如若采用路基工程，当抗滑桩悬臂长度超过15m建议尽量设置桩基托梁挡墙进行处治。3、桩基托梁挡墙不存在所谓的高承台与低承台之争。有些技术人员认为桩基托梁挡墙应将挡墙设置于地面标高，即所谓低承台式桩基托梁挡墙，认为抗滑桩的悬臂不应临空，这是欠合理的。因为只要工程安全，满足抗滑桩、挡墙的稳定性、位移，就可以将抗滑桩的悬臂合理的设置一定高度的临空高度，这在国内很多工程多有成功应用。笔者就曾设置于一处填方路堤支挡时抗滑桩悬臂长13m，承台厚2.0m，上部挡墙高10m的所谓高承台式桩基托梁挡墙工程，十余年来该工点运行良好，显示了良好的工程支挡效果。4、作为锚索抗滑桩，桩体上的锚索预应力宜占整个锚索抗滑桩整个所受推力的15~25%，从而有效改善抗滑桩结构受力。否则，在抗滑桩身上设置过少或过小的预应力锚索，很难起到锚索的应用效果。笔者就曾多次见到大截面抗滑桩上只设置一孔锚索的情况，这不是严格意义上的锚索桩，而是桩上设置了一孔锚索。
