新微型鋼管樁處理滑坡施工方法

摘要：文章結(jié)合百色至隆林高速公路某滑坡處治工程實(shí)例，介紹了采用新微型鋼管樁處理滑坡的施工方法特點(diǎn)與工藝原理，分析了該方法的施工工藝流程與操作要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：路基下沉;路面起伏;鋼管樁

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：U443.2-A-07-020-2

0 引言

文章以百色至隆林高速公路下行線近平中橋隆林端橋臺(tái)某段為背景，在不破壞原有路基路面結(jié)構(gòu)的情況下，經(jīng)過(guò)鉆機(jī)成孔、鋼管制作安裝，壓力注漿、養(yǎng)護(hù)，快速治理因少量滑坡引起的路基下沉開裂，減少施工擾動(dòng)，達(dá)到安全快速治理的目的。文章總結(jié)出微型鋼管樁干成孔施工方法，它是利用鉆孔插管注漿技術(shù)使鋼管樁和微型樁技術(shù)結(jié)合起來(lái)形成一種新型抗滑樁。

1 方法特點(diǎn)

本方法所指新型抗滑樁施工無(wú)需破壞原有路基路面結(jié)構(gòu)，能夠快速有效改良固結(jié)路基，提高路基承載力，壓漿封填路基中存在的裂隙裂縫，加強(qiáng)路基的穩(wěn)定性，減少路基沉降特別是不均勻沉降，提高整體安全性。同時(shí)本方法還具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）樁孔孔徑較小，灌注材料用量少;樁孔排土量小，后期清理容易。壓力注漿使樁與土的附著力增加，微型樁與地基緊密結(jié)合，單樁承載力高。

（2）施工難度較小，焊接較長(zhǎng)，適用于不同的地層，其配套機(jī)械簡(jiǎn)單，成樁速度快，鋼管重量較輕，加固施工對(duì)滑裂土體擾動(dòng)小。

2 工藝原理及適用范圍

通過(guò)微型鋼管樁的豎向承載作用、注漿體的擠密填充作用、水泥漿劈裂硬化夾層的復(fù)合骨架作用對(duì)路基進(jìn)行加固處理。壓力注漿使水泥漿滲入到鉆孔周圍的土體中，充滿巖土體的孔隙，并與巖土體充分混合，水泥漿液和路基之間緊密結(jié)合，漿液在樁周圍的土質(zhì)中擴(kuò)展，提高樁周圍土質(zhì)力學(xué)性能的效果。

本方法適用于已建成道路出現(xiàn)因滑坡導(dǎo)致路基路面沉陷、嚴(yán)重開裂的病害治理。

3 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

4 操作要點(diǎn)

4.1 準(zhǔn)備工作

（1）所有材料按施工計(jì)劃提前進(jìn)場(chǎng)，并按批次抽檢，送檢合格后廠家提供生產(chǎn)合格證書，所有材料經(jīng)檢測(cè)合格后統(tǒng)一存放。

（2）施工前必須檢查作業(yè)面。路面泥土、雜物、障礙物等清除干凈。

（3）復(fù)核場(chǎng)地現(xiàn)狀標(biāo)高及樁位，如與設(shè)計(jì)存在較大差異應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)方。

（4）施工前進(jìn)行注漿試驗(yàn)，以確定水泥注漿孔的孔間距、漿液配比、注槳壓力、注漿量等參數(shù)。漿液要求：純水泥漿，水∶水泥=0.5∶1，采用PO42.5水泥，注漿壓力0.5 MPa。

（5）做好交通組織布控，確保施工安全。

4.2 施工工藝流程

4.2.1 孔位布置

現(xiàn)場(chǎng)按照樁孔縱向間距1.0 m，橫向間距為1.0 m，梅花形布設(shè)，分排布置，布置在硬路肩或行車道，硬路肩上施工應(yīng)避開現(xiàn)有路肩墻，平面位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形進(jìn)行微調(diào)。微型樁施工要分序開孔、埋管、注漿。如圖2所示。

4.2.2 鉆機(jī)（干法）成孔

鉆機(jī)就位后，使鉆頭中心正對(duì)樁位，樁位偏差應(yīng)控制在20 mm以內(nèi)，直樁的垂直度偏差不宜>1%，鉆機(jī)按照布置的孔位就位開孔，鉆孔孔徑150 mm，樁長(zhǎng)穿過(guò)滑動(dòng)面深人下部穩(wěn)定地層，采用干法成孔。為避免影響相鄰孔壁的穩(wěn)定，施工時(shí)采用跳孔法實(shí)施。如鉆進(jìn)過(guò)程中遇到不良地質(zhì)發(fā)生塌孔，則采用直徑150 mm，壁厚7 mm的套管跟進(jìn)護(hù)壁，直到穿越到穩(wěn)定地質(zhì)層。成孔后立即放入制作好的鋼管，拔除套管后立即注漿。為防止鉆孔發(fā)生偏斜，應(yīng)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平和壓實(shí)，鉆機(jī)調(diào)整到水平，鉆進(jìn)過(guò)程應(yīng)經(jīng)常檢查使鉆機(jī)始終處于水平狀態(tài)。要經(jīng)常對(duì)鉆桿進(jìn)行檢查，對(duì)彎曲的鉆桿要及時(shí)調(diào)整或廢棄。

4.2.3 鋼管制作

本方法采用114×7 mm無(wú)縫鋼管，單節(jié)長(zhǎng)度為12～15 m，鋼管表面要進(jìn)行除銹處理。鋼管按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度要求下料，設(shè)置注漿眼，鋼管前端做成尖錐狀，為保證鋼管抗剪作用，減少注漿眼對(duì)鋼管的損害，注漿眼呈螺旋式布置，同一截面設(shè)一個(gè)孔眼，管底封閉并穿孔。地面以下鋼管0.5 m不開孔，0.5 m以下沿軸向每隔30 cm旋轉(zhuǎn)45°，鉆直徑8 mm的孔。鋼管樁鋼管的連接應(yīng)采用套管焊接，套筒高度≥228 mm，套筒壁厚≥7 mm，在套筒周邊焊接飽滿。駁接時(shí)應(yīng)檢查垂直度，防止接頭彎、折，成孔后及時(shí)放入制作好的鋼管，以防塌孔，鋼管頂面距離路面5～10 cm。鋼管頂部加U型鋼筋固定，注漿時(shí)要保證鋼管放在鉆孔中心，確保周圍保護(hù)層厚度均勻。

4.2.4 成孔及鋼管安裝

正式下放鋼管前測(cè)量鉆孔深度，用長(zhǎng)度1.0 m的同直徑的鋼管試放一次。鋼管按設(shè)計(jì)深度安裝完畢后，鋼管口頂部用一塊孔徑4.75 mm四目鐵絲紗網(wǎng)包裹，孔口四周用M7.5#砂漿封閉，留待第二天注漿。將直徑32 mm注漿管放置在鋼管內(nèi)，離孔底30 cm，排氣管放入鋼管內(nèi)10 cm，用鐵線綁扎在鋼管口位置，防止掉落孔內(nèi)。

4.2.5 漿液制備

水泥漿采用專用機(jī)械進(jìn)行拌制，漿液要求：純水泥漿，水∶水泥=0.5∶1，采用普通42.5水泥。水稱重后以桶量取，水泥按袋計(jì)量，加料誤差≤2%;水泥漿用普通攪拌機(jī)制漿，攪拌時(shí)間≥3 min，以確保攪拌均勻，減少離析，再轉(zhuǎn)入低速攪拌儲(chǔ)漿桶，邊攪邊注漿。每批漿液制備好至用完的時(shí)間不得超過(guò)其初凝時(shí)間，且不應(yīng)>2 h，否則應(yīng)作為廢漿處理;漿液溫度保持在5 ℃～40 ℃，使用煤油溫度計(jì)測(cè)溫，外界氣溫高于30 ℃時(shí)采用防曬降溫措施。

4.2.6 壓力注漿

注漿采用UBJ-3型注漿泵，注漿管接入到注漿泵出口鋼管上，接口采用絲口連接，注漿管采用32 mm的橡膠管輸送，微型樁注漿采用孔底由下往上注漿工藝，將注漿管插入鋼管內(nèi)下放至距孔底處，在孔底進(jìn)行注漿，采用反復(fù)多次間歇注槳工藝，注漿間隔時(shí)間30 min，注漿壓力控制在0.5 MPa。注漿過(guò)程中不提拔注漿管，孔口周圍冒漿時(shí)改用低壓、濃漿、間歇進(jìn)行灌漿，補(bǔ)注2次后停止注漿。記錄注漿量并觀察壓力表的變化，孔口周圍或邊坡地表冒漿;壓力持續(xù)過(guò)大，注漿量不增加;漿液接近初凝等情況停止注漿。水泥用量控制在40 kg/m，注漿結(jié)束后將高出樁頂部分注漿管截?cái)?，注漿管留在樁內(nèi)，注漿孔采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿補(bǔ)平。

4.2.7 養(yǎng)生開放交通

完成注漿后應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生期間禁止設(shè)備和車輛在上面行走，現(xiàn)場(chǎng)取樣試件7 d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%，養(yǎng)生7 d后可以恢復(fù)交通。

4.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）砂漿按《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2017）[1]附錄F檢查，其他按附錄M檢查。

（2）宜采用預(yù)留試塊測(cè)定樁身抗壓強(qiáng)度，樁身強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（3）應(yīng)采用載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)微型樁的豎向承載力，樁身質(zhì)量可采用低應(yīng)變檢測(cè)樁身完整性，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4 施工安全

施工中最重要的安全問(wèn)題是交通組織。交通管制要制定專項(xiàng)安全技術(shù)方案，按照相關(guān)規(guī)定辦理審批手續(xù)，按批準(zhǔn)的方案和時(shí)間進(jìn)行施工，對(duì)全體參建人員進(jìn)行安全技交底，布置各類交通引導(dǎo)標(biāo)識(shí)和警示標(biāo)識(shí)等，設(shè)置專人負(fù)責(zé)指揮交通，有可行的應(yīng)急預(yù)案，提前進(jìn)行應(yīng)急演練。施工現(xiàn)場(chǎng)要設(shè)置隔離圍欄，把施工區(qū)域與車道分離。

各類機(jī)械操作人員培訓(xùn)合格方能上崗，特種設(shè)備操作人員必須執(zhí)證上崗。管理人員必須到現(xiàn)場(chǎng)指揮。

5 結(jié)語(yǔ)

百色至隆林高速公路某段地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處治工程項(xiàng)，治理路基滑動(dòng)沉陷施工中采用“新微型鋼管樁處理滑坡施工方法”，取得了良好的效果，能滿足設(shè)計(jì)要求，符合標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)相關(guān)規(guī)定。

該工藝具有經(jīng)濟(jì)、處治效果好、施工速度快、無(wú)須破壞原有路基路面結(jié)構(gòu)、加固效果顯著等特點(diǎn)，對(duì)路基滑動(dòng)下沉處治效果好、施工速度快，對(duì)于體積較小的滑動(dòng)土體和土質(zhì)破碎的邊坡具有很好的抗滑、加固效果。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，驗(yàn)證了微型鋼管樁干成孔施工工藝在道路路基滑坡治理中的優(yōu)勢(shì)，其施工質(zhì)量滿足規(guī)范要求，具有一定的市場(chǎng)前景和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]JTG F80/1-2017，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

收稿日期：2021-03-10

作者簡(jiǎn)介：

蔣昌盛（1985—），高級(jí)工程師，主要從事道路、橋梁的施工管理、研究與科技創(chuàng)新工作。