南昆鐵路破碎軟巖路塹高邊坡土釘墻試驗工程

（一）工程概況

南昆鐵路板桃站東土釘墻試驗段位于廣西田林縣境內，地面橫坡30⁰一40⁰，地層上覆第四系坡殘積砂粘土（Q^dl+el)，厚0~4m；下伏三選系木蘭組（T₂₁）泥巖夾砂巖，強風化帶(w₃）~全風化帶（w₄)．厚16~20m。段內為單斜構造，受區域構造塘興一潞城人斷裂帶影響，巖體破碎、扭曲嚴重。泥巖夾砂巖全風化帶（w₁）力學指標為φ＝22.4^。，c=28kPa,近于土體。鐵路以路塹通過，中心最大挖深13.4m，因地面橫坡較陡，無法采取放坡開挖。從相鄰路塹施工情況看，如按傳統的方法光開挖再設擋土墻，在開挖過程中邊坡就出現坍滑。為確保該類路塹順利施工，在此處開展了破碎軟弱巖質路塹高邊坡支擋防護工程試驗研究。

（二） 方案比較

試驗段長度為118m，為確保路塹邊坡穩定，設計中對土釘墻方案與預加固樁方案進行技術經濟比較。圖17-7-1及圖17-7-2分別為兩個方案的代表性斷面。

巖土物理力學參數表17-1-2

土釘墻支擋方案，最大墻高21m，為兩級土釘墻，如圖17-1-1所示，土釘墻邊坡大部位于泥巖夾砂巖全風化帶（W₄）中。主要工程數量：土釘長度18000m，噴射混凝土450m³，工程造價269萬元。

預加固樁方案，采用分級開挖，坡腳設置預加固樁。上部護墻高12m，下部樁長24m，樁截面2mX3m，樁間擋墻高15m。主要工程數最：鋼筋混凝土260Om³，漿砌片石3200m³，工程造價285萬元。

由于土釘墻具有機械化程度高、施工人員少、消耗材料少、所需工期短、邊坡暴露時間短。成本相對較低等優點，設計最終采用了土釘墻支擋加固方案。

（三）設計計算

1、選取各設計參數

經檢查，第7排土釘抗拔能力不足，將土釘加長后滿足抗拔穩定要求。如果中部土釘不加長，仍采用8m,則第7~11排土釘均不能滿足抗拔穩定要求。

5.土釘墻整體穩定檢算

（1）內部整體穩定檢算

根據潛在破裂面形狀進行分條分塊，按公式（8-17）計算穩定系數。根據設計要求，分層開挖高度為2m，每一分層開挖完畢未設置土釘時為危險階段，需進行施工階段穩定檢算。 經穩定檢算，最下一分層開挖完畢未設置土釘時為最危險階段，此時穩定系數為1.7，土釘墻竣工后穩定系數為1.85，而不設置土釘邊坡穩定系數僅為0.89。中部土釘不加長時，施工階段及使用階段穩定系數均降低0.3。

（2）土釘墻外部穩定性檢算

將土釘墻視為重力式擋土墻進行抗傾覆、抗滑移穩定性驗算，其穩定系數均大于1.5滿足要求。

采用簡單條分法進行圓弧穩定計算，計算公式同式（8-17）。最危險滑弧面通過土釘墻墻底，除下部少數土釘穿過圓弧外，大多數土釘未穿過圓弧，不考慮土釘作用力時，其穩定系數為1.14，計算穿過最危險圓弧面一定長度土釘的作用力后，穩定系數達到1.3，滿足外部整體穩定要求。