桩板式挡土墙设计与施工技术规范

桩板式挡土墙设计与施工技术规范一、总则1.1编制目的为规范桩板式挡土墙的设计、施工及质量验收，确保其结构安全、经济合理、技术先进、施工可行，特制定本规范。1.2适用范围本规范适用于一般岩土工程条件下，新建、改建、扩建的公路、铁路、市政、水利、矿山等工程中的桩板式挡土墙设计与施工。对于特殊地质条件（如深厚软土、高烈度地震区、复杂岩溶发育区等）下的桩板式挡土墙，除应符合本规范外，尚应结合具体工程条件进行专门研究和设计。1.3编制依据本规范依据国家现行相关法律法规及现行国家标准、行业标准编制。设计与施工中，尚应遵守国家及地方其他有关安全、环保、节能等方面的规定。1.4基本原则桩板式挡土墙的设计与施工应遵循以下原则：1.安全第一：确保结构在设计使用年限内满足承载能力和正常使用要求。2.经济合理：在保证安全的前提下，优化设计方案，节约工程投资。3.技术先进：积极采用成熟可靠、经济适用的新技术、新工艺、新材料、新设备。4.保护环境：充分考虑工程对周边环境的影响，采取有效措施减少不利影响，保护生态环境。5.因地制宜：根据工程地质、水文地质、地形地貌、荷载条件及施工条件等因素综合确定设计与施工方案。二、术语与符号2.1术语1.桩板式挡土墙：由埋入地基的桩体、连接桩顶的冠梁（或不设冠梁）及桩间挡土板组成，主要依靠桩体在地基中的嵌固作用和桩、板共同作用来支挡土体的结构物。2.桩：承受侧向土压力、水压力及其他荷载，并将其传递至地基的竖向或斜向受力构件，可采用钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩或钢桩等。3.挡土板：设置于桩间，直接承受并传递土压力至桩体的横向构件，可采用现浇混凝土板、预制混凝土板或其他材料板。4.冠梁：连接排桩桩顶的钢筋混凝土梁，其作用是加强排桩的整体性，协调各桩受力。5.锚杆（索）：当桩板式挡土墙高度较大或地质条件较差时，为提高结构稳定性，在桩身适当位置设置的受拉构件，一端与桩体连接，另一端锚固于稳定地层中。2.2符号本规范中采用的主要符号应符合国家现行有关标准的规定。必要时，可在相关章节中补充说明。*R——结构构件的抗力*S——结构构件的作用效应*M——弯矩*V——剪力*N——轴力*L——桩的间距*h——桩的嵌入深度三、设计3.1基本规定1.桩板式挡土墙的设计应在详细勘察工程地质、水文地质条件，并充分了解工程环境、荷载条件及使用要求的基础上进行。2.设计应保证挡土墙在施工和使用期间的稳定性、安全性和耐久性。3.挡土墙的设计应考虑土压力、水压力、自重、车辆荷载、地震作用及施工荷载等因素的影响。4.桩板式挡土墙的结构形式应根据工程地质条件、墙高、荷载大小、施工条件及经济性等因素综合比选确定。3.2结构选型与布置1.桩的形式：可根据地质条件、施工方法和受力要求选用钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、预制钢筋混凝土桩、钢板桩等。钻孔灌注桩适应性强，应用广泛；挖孔灌注桩适用于地质条件较好、地下水位较低的情况；预制桩施工速度快，但对地质条件有一定要求。2.挡土板的形式：宜采用预制混凝土板或现浇混凝土板。预制板施工便捷，可缩短工期；现浇板整体性好，与桩连接紧密。挡土板的厚度和配筋应根据计算确定。3.桩的布置：桩宜采用单排布置，必要时可采用双排或多排布置。桩的间距应根据桩的承载力、土压力大小及挡土板的跨度等因素综合确定。4.锚杆（索）设置：当悬臂式桩板式挡土墙不能满足设计要求时，可设置锚杆（索）形成锚拉式桩板式挡土墙。锚杆（索）的设置位置、数量、长度及锚固方式应通过计算确定。3.3荷载与土压力计算1.荷载：挡土墙设计应考虑的荷载包括永久荷载（结构自重、土重、水压力等）和可变荷载（车辆荷载、人群荷载、施工荷载等）。地震区尚应考虑地震作用。2.土压力计算：土压力是桩板式挡土墙设计的主要荷载。应根据挡土墙的结构形式、墙体位移方向和大小、填土性质及地基条件等因素，选择合适的土压力理论进行计算。常用的有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。在计算主动土压力时，应结合工程经验合理确定土的物理力学参数。3.4结构计算1.桩的计算：桩板式挡土墙中的桩可视为承受侧向荷载的竖直弹性地基梁。桩的内力和变形计算可采用极限平衡法、弹性地基梁法（如m法、k法、c法等）或其他合适的方法。计算内容应包括桩身弯矩、剪力、轴力及桩顶位移等。2.挡土板的计算：挡土板可简化为支承在桩上的单向板或双向板进行计算，承受由填土产生的土压力。应验算挡土板的强度和刚度。3.冠梁计算：冠梁应根据其受力情况（如承受由桩顶传来的弯矩、剪力及轴力）进行强度和刚度验算。4.锚杆（索）计算：锚杆（索）应进行抗拉承载力计算，并验算锚杆（索）与桩的连接强度及锚固段的锚固力。5.整体稳定性验算：应验算挡土墙沿基底或软弱下卧层的滑动稳定性、倾覆稳定性。对于锚拉式挡土墙，尚应验算锚杆（索）锚固段的整体稳定性。6.地基承载力验算：当桩底土体可能出现压屈或地基承载力不足时，应进行桩底地基承载力验算。3.5构造要求1.桩：桩的截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋配置应满足强度和构造要求。桩的嵌入深度应保证桩的稳定性。桩顶应设置冠梁或与挡土板可靠连接。桩身如需设置锚杆（索），应预留相应的孔洞或连接构造。2.挡土板：挡土板的厚度不宜过小，混凝土强度等级不宜低于C20。挡土板与桩之间的连接应牢固，可采用现浇连接或螺栓连接等方式。板缝应进行密封处理，防止雨水渗入。3.冠梁：冠梁的截面尺寸和混凝土强度等级应根据计算确定，且混凝土强度等级不宜低于C25。冠梁应与桩顶可靠连接，桩顶钢筋应伸入冠梁内并满足锚固长度要求。4.锚杆（索）：锚杆（索）的材料、直径、长度及锚固方式应符合设计要求。锚杆（索）与桩体的连接应安全可靠。5.排水设施：挡土墙应设置完善的排水系统，包括墙后排水、墙身泄水孔等，以减小水压力对挡土墙的不利影响。泄水孔的位置、数量和尺寸应根据排水需要确定，并应设置反滤层。四、施工4.1施工准备1.技术准备：施工前应组织技术人员熟悉设计图纸、地质勘察报告，编制详细的施工组织设计或施工方案，并进行技术交底。2.现场准备：清理场地，平整施工场地，做好排水设施。测量放线，准确定出桩位、挡土墙轴线及高程控制点，并进行复核。3.材料与设备准备：根据设计要求和施工方案，准备合格的原材料（钢筋、水泥、砂石、外加剂等），并进行检验。配备性能良好的施工机械设备，并进行调试。4.2基础施工（桩的施工）1.成孔（钻孔灌注桩为例）：*桩位应准确放样，偏差应符合规范要求。*钻进过程中应注意控制钻进速度和泥浆性能，确保成孔质量。*成孔后应及时清孔，确保孔底沉渣厚度符合设计要求。2.钢筋笼制作与安装：*钢筋笼的制作应符合设计尺寸和配筋要求，钢筋的规格、数量、间距应准确。*钢筋笼的连接应采用焊接或机械连接，焊接质量应符合要求。*钢筋笼安装时应保证其垂直度和保护层厚度，可采用垫块或其他措施。3.混凝土浇筑：*混凝土的配合比应通过试验确定，其强度等级应符合设计要求。*混凝土浇筑应连续进行，采用导管法水下浇筑时，应确保导管埋深适当。*浇筑过程中应注意观察混凝土的坍落度和浇筑高度，防止出现断桩、夹泥等质量缺陷。4.预制桩施工：预制桩的制作、运输、起吊、沉桩（锤击、静压等）应符合相关规范要求，确保桩的垂直度和承载力。4.3挡土板施工1.桩身混凝土强度达到设计强度的70%以上时，方可进行挡土板的施工。2.冠梁施工：若设计有冠梁，应先进行冠梁施工。模板安装应牢固，钢筋绑扎应符合设计要求，混凝土浇筑应密实。3.挡土板安装或浇筑：*预制挡土板安装前应检查板的尺寸、外观质量，安装时应保证板与桩之间连接紧密，位置准确。*现浇挡土板应先安装模板，模板应具有足够的刚度和稳定性。钢筋绑扎应符合设计要求，混凝土浇筑应振捣密实，养护到位。4.挡土板安装或浇筑完成后，应及时进行板缝处理。4.4锚杆（索）施工（如设计有）1.锚杆（索）钻孔应位置准确，孔径、孔深及倾角应符合设计要求。2.锚杆（索）的制作与安放应符合设计要求，确保其在孔内的居中位置。3.注浆应饱满，浆液配比应符合设计要求，确保锚固力。4.锚杆（索）张拉应在注浆体达到设计强度后进行，张拉控制应力和工艺应符合设计要求，并做好张拉记录。4.5土方回填1.挡土板施工完成且混凝土强度达到设计要求后，方可进行墙后土方回填。2.回填土料应符合设计要求，不宜采用淤泥、淤泥质土、膨胀土及含有机质过多的土。3.回填应分层进行，分层厚度不宜过大，采用合适的压实机械进行压实，压实度应符合设计要求。4.回填过程中应注意保护挡土板及排水设施，避免损坏。4.6施工监测1.桩板式挡土墙施工过程中应进行必要的施工监测，监测内容包括桩顶位移、桩身应力、地面沉降等。2.监测数据应及时整理分析，如发现异常情况，应及时通知设计和监理单位，并采取相应的处理措施。五、质量验收5.1验收标准桩板式挡土墙的质量验收应符合设计要求和现行国家有关工程施工质量验收规范的规定。5.2验收内容1.原材料验收：钢筋、水泥、砂石、混凝土、外加剂等原材料的品种、规格、性能应符合设计要求和相关标准的规定，并应有出厂合格证和检验报告。2.桩的验收：桩的数量、桩位偏差、桩身垂直度、桩顶标高、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度等应符合设计和规范要求。3.挡土板验收：挡土板的尺寸、强度、安装位置、连接质量等应符合设计要求。4.冠梁验收：冠梁的截面尺寸、混凝土强度、钢筋配置、与桩的连接等应符合设计要求。5.锚杆（索）验收：锚杆（索）的数量、位置、长度、孔径、注浆质量、张拉应力等应符合设计要求。6.排水设施验收：泄水孔的位置、数量、尺寸、反滤层设置等应符合设计要求。7.外观质量验收：挡土墙表面应平整、光洁，无明显裂缝、蜂窝、麻面等缺陷。5.3验收程序施工单位自检合格后，向监理单位提交验收申请，监理单位组织相关单位进行验收。验收合格后，签署验收文件。六、安全与环保6.1施工安全1.建立健全安全生产责任制，制定安全技术措施，加强安全教育培训，确保施工安全。2.施工现场应设置明显的安全警示标志，严禁非施工人员进入。3.桩孔施工（尤其是人工挖孔）应采取有效的通风、照明、防