曹 明，马晓明

(东南大学建筑设计研究院有限公司，江苏 南京 210096)

1 工程概况

项目位于苏州城区，为老路改造工程。道路工程紧邻既有河道，河道底标高为-1.88 m，新建道路高程约4.00 m。因河道通航宽度以及道路宽度的限制，挡墙设置需紧贴道路人行道外边缘，考虑到该道路是苏州东西向交通的重要干道，施工过程中需保通现状道路，而传统形式的挡土墙一般需要基坑开挖施工，因此不具备施工的条件，同时也可能影响道路运营的安全。

2 工程地质条件

各地层物理力学指标见表1。

3 方案比选

传统的挡土墙主要包括重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式等形式，对于本工程而言传统的挡土墙形式都伴随着断面过大无布置空间或施工空间不足造成的临时基坑开挖受限等问题。

排桩通常用作基坑临时支护结构，因没有相关的规范作支撑，极少将其作为永久性挡土墙使用。排桩在基坑支护结构中主要发挥挡土和承担水土压力的功能，与其它支护形式相比具备布置形式灵活、占地面积小、对周围环境影响小的优势。因为排桩与挡土墙在功能上是契合的，再加上排桩结构占地面积小和无基坑开挖，因此对于一些土地被严格限制的工程挡土墙的理想选型。

因而，从解决实际空间矛盾出发，根据场地工程条件，经多方研究和与传统挡土墙的技术、经济比较论证：悬臂式排桩挡土墙为该临河位置道路的防护的最佳形式。

设计初步拟定排桩采用桩孔灌注桩，桩截面形状为圆形，桩径1.25 m，桩间距1.50 m，各段根据悬臂段长度不同分别设置不同桩长的排桩，并进行相应的稳定性验算和结构配筋设计。

4 悬臂式排桩挡墙控制标准的讨论

排桩作为一个成熟的工艺被广泛的用作基坑的支护结构，而作为挡墙使用仍处在摸索阶段，现行的公路、铁路、水利等部门的规范也均未涉及此类挡土墙，因而在进行排桩挡土墙设计时，缺乏明确的标准作为支撑。本章节将针对排桩挡土墙的设计控制标准做相关讨论。

排桩结构的嵌固深度受抗倾覆、抗滑移和整体稳定性等多个方面的影响，嵌固深度直接关系到工程的可靠性，应作为一个重点的控制指标。《建筑基坑支护技术规程》对于悬臂式支挡结构的嵌固深度有明确要求，见图1。

图1 悬臂式结构嵌固深度验算

式中：Kem──嵌固稳定安全系数；安全等级为一级、二级、三级的悬臂式支挡结构，Kem分别不应小于1.25、1.2、1.15；Epk、Eak──基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力的标准值(KN)；za1、zp1──基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作用点至挡土构件底端的距离(m)。

规范中对于挡土墙抗倾覆稳定性验算的方法与基坑支护结构稳定性的验算方法相同，从原理上嵌固深度的验算没有临时结构与永久结构的区别，因此《建筑基坑支护技术规程》中悬臂结构稳定性检验的方法与嵌固稳定安全系数的规定对悬臂式排桩挡墙同样适用，但作为永久结构，悬臂式排桩挡墙的嵌固稳定安全系数可以参考挡土墙抗倾覆稳定性系数，取值为不小于1.5。

排桩挡土墙过大的侧向变形不仅会造成结构的破坏和墙后土体失稳，对于市政工程更严重的可能会危及到周围的建筑物。《基坑支护技术规程》不同地区对同等级的基坑水平位移及垂直沉降都有不同的要求，作为永久性挡护工程，参照《铁路路基支挡结构设计规范》对桩板墙的要求，排桩挡土墙桩顶位移应小于悬臂段长度的1/100，且不宜大于10 cm，锚固点水平位移不宜大于10 mm，且侧壁应力不应大于地层的横向容许承载力。

5 设计计算

排桩多用于基坑临时支护，本次悬臂式排桩挡土墙结构计算采用《建筑基坑支护技术规程》规定的计算方法。考虑基坑支护为临时性结构，为保证作为永久结构使用的可靠性，本次计算不考虑墙前水位对挡土墙的压力(即认为降水到河底)，同时墙后土压力采用主动土压力计算。

图2 压力计算

为验证计算结果的有效性，本工程设计采用《水工挡土墙设计规范》规定的无锚碇板桩式挡土墙计算方法进行验证。

图3 计算方法验证

最终的结果显示：本工程所采用设计方案经计算验证可以在有效保证挡土的情况下，将挡土结构和土体的变形控制在合理的范围，是一种合理和有效的方案。

6 结 语

随着城市的发展，道路与土地的矛盾将愈发加剧，悬臂式排桩将越来越多的用作市政道路的挡土墙。因缺乏规范依据，本文参考相关设计规范从严要求提出了悬臂式排桩挡土墙的变形控制标准、设计思路以及计算原理。文章最后也通过实际工程计算验证了悬臂式排桩挡土墙应用的可行性，为类似项目提供工程参考。