公路路基抗滑樁施工技術(shù)應(yīng)用

鄒劍

（衡陽公路橋梁建設(shè)有限公司，湖南 衡陽 421200）

0 引言

抗滑樁是指從滑坡體中穿過并深入滑床的樁柱，在公路工程中是一種常用的滑坡處置方法。為保證抗滑樁的施工質(zhì)量，充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，有必要結(jié)合公路工程實際情況，深入分析和探討抗滑樁施工技術(shù)。

1 工程概況

某公路路線總長約151km，按雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，路基的標(biāo)準(zhǔn)寬度為24.5m，路線范圍內(nèi)分布4 座特大橋和99 座大、中、小橋；18 座隧道和10 處互通立交。公路所在地區(qū)的地震烈度為六度，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候。經(jīng)調(diào)查可知，危害程度較大的滑坡屬于巖石順層滑坡，其地層軟硬程度不均，存在軟弱基層，上部巖體可能沿軟弱滑動面發(fā)生順坡下滑現(xiàn)象。對此，設(shè)計采用抗滑樁加以防護(hù)。為保證抗滑樁施工質(zhì)量，有必要對抗滑樁施工技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

2 設(shè)計驗算

該工程所用抗滑樁類型為懸臂式，按等值梁法進(jìn)行計算，其水平截面是一個矩形，長、寬分別為3m和2m，相鄰兩個抗滑樁之間的距離為5m，樁長為20m，要求嵌入滑動層中至少9.5m深。推力取1 980.00kN/m，采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行計算，抗滑樁前部滑體抗力為0，因樁前滑體可能產(chǎn)生滑動，所以樁后剩余下滑力對應(yīng)的水平推力也為1 980.00kN/m。樁身內(nèi)力計算結(jié)果如表1所示。

由表1 可知，樁背側(cè)的最大彎矩為55 854.63kN·m，位置與樁頂相距11.75m；樁側(cè)面最大彎矩為0，位置與樁頂相距0m；最大剪力為13 365.00kN，位置與樁頂相距10.50m；最大位移為33mm。

表1 樁身內(nèi)力計算結(jié)果

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

抗滑樁施工需按照以下工藝流程進(jìn)行：準(zhǔn)備工作→測量放樣→施工鎖口→支架搭設(shè)→開挖成孔→鋼筋制安→澆筑成樁。

3.2 各主要工序施工方法

3.2.1 施工準(zhǔn)備

開工前制定系統(tǒng)的技術(shù)方案，做好人員組織與調(diào)配、設(shè)備與材料的進(jìn)場檢驗。同時根據(jù)施工要求修筑臨時便道，并接通電路與水管，將施工場地預(yù)先整平，修建臨時性排水設(shè)施。當(dāng)?shù)乇泶嬖诹芽p時，應(yīng)對其所在部位進(jìn)行封閉處理，有效防護(hù)邊坡，可采取的防護(hù)措施包括刷坡、砌墻與掛網(wǎng)噴射等。

3.2.2 測量放樣

根據(jù)設(shè)計要求的樁位在現(xiàn)場實施放樣，并借助全站儀準(zhǔn)確放出樁孔開挖線，確定樁孔具體位置，設(shè)置十字保護(hù)樁，同時將其引到鎖口，為施工時的樁位校核提供參考[1]。

3.2.3 鎖口施工

挖孔開始前應(yīng)先沿樁孔周圍澆筑標(biāo)號和樁身一致的混凝土，以此形成鎖口，為樁孔提供良好保護(hù)，避免挖孔時孔口發(fā)生坍塌或掉入雜物。鎖口應(yīng)比原地面略高約300mm，寬度比樁孔大500mm 左右。鎖口澆筑完成后還需設(shè)置測量護(hù)樁。在樁孔開挖過程中應(yīng)設(shè)置好高度不低于1.2m 的圍欄，圍欄和鎖口邊緣之間的距離應(yīng)達(dá)到1.0m 以上。圍欄結(jié)構(gòu)為鋼管架，設(shè)置好后用防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行裹覆，然后設(shè)好標(biāo)牌。此外，還需配備孔口蓋，在空閑時將其蓋好，以免發(fā)生意外事故。必要時還需在孔口周圍設(shè)置排水溝，以免場地范圍內(nèi)的積水回流至樁孔中[2]。

3.2.4 支架搭設(shè)

搭設(shè)支架并安裝卷揚(yáng)機(jī)等施工設(shè)備。施工前應(yīng)備好各類機(jī)具、器材，如照明設(shè)施與排水設(shè)施等。支架由普通鋼管搭設(shè)而成，高度按4～6m控制，負(fù)責(zé)為卷揚(yáng)機(jī)提供支撐，使其在施工中保持穩(wěn)定。支架撐腳需支撐于樁孔邊緣向外0.5m 位置。為實現(xiàn)全天候作業(yè)，還需要采用彩條布覆蓋支架。

3.2.5 開挖成孔

成孔原理為：借助取芯機(jī)沿樁周鉆取標(biāo)準(zhǔn)巖芯，使鉆孔保持相切與連貫，直到樁孔中心巖芯和基巖完全分離，然后切割中心巖芯，以此多次循環(huán)，直到孔底實際標(biāo)高達(dá)到設(shè)計要求。由于采用以上方法施工時需要用水對取芯機(jī)進(jìn)行潤滑和冷卻，以防止取芯施工時產(chǎn)生卡鉆與淤鉆，所以該方法被稱作水鉆法[3]。

鉆機(jī)型號為LM-150，后面的數(shù)字代表鉆芯直徑，鉆芯深度為500mm。鉆進(jìn)至要求的深度后將鉆機(jī)移走，以此不斷循環(huán)直到形成臨空面，促使中心巖芯和整體基巖完全分離。破碎中心巖芯，并鉆設(shè)直徑為30mm 的孔，在孔中插入鋼釬，促使巖芯產(chǎn)生豎向劈裂。

劈裂后產(chǎn)生的石塊與鉆渣采用卷揚(yáng)機(jī)與吊桶運(yùn)輸至地面，并卸至與樁孔相距至少3.0m 的位置，并及時運(yùn)輸至設(shè)計指定的棄渣場中堆放。采用水鉆法完成取芯后，孔壁會變成鋸齒狀，此時需借助人工將可能侵占樁基空間的所有鋸齒敲除[4]。

完成一個標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)后，需立即對鉆孔實施檢測，以確定鉆孔位置、尺寸與垂直度等能否達(dá)到要求，同時檢查圍巖是否穩(wěn)定、地質(zhì)條件和設(shè)計圖紙是否一致。在施工中要對樁孔位置、尺寸與垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其滿足相關(guān)規(guī)范提出的要求，具體的檢查項目、方法及規(guī)定值或允許偏差為：

（1）單排樁位：采用全站儀或經(jīng)緯儀進(jìn)行檢查，要求偏差不超過50mm。

（2）群樁樁位：采用全站儀或經(jīng)緯儀進(jìn)行檢查，要求偏差不超過100mm。

（3）孔深：采用測繩測量，要求不小于設(shè)計值。

（4）孔徑：采用探孔器檢查，要求不小于設(shè)計值。

（5）孔斜：采用垂線法檢查，要求不超過樁長的0.5%。

3.2.6 鋼筋制安

該工程抗滑樁的位置大多處于坡面地形相對狹窄的部位，大型吊車無法進(jìn)場作業(yè)，而且鋼筋籠運(yùn)輸時容易產(chǎn)生變形，所以抗滑樁鋼筋籠均在孔內(nèi)進(jìn)行綁扎。按照樁孔的深度，在工廠進(jìn)行箍筋配送與主筋連接[5]。

（1）箍筋加工

所有箍筋均在場內(nèi)進(jìn)行加工，加工完成后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行綁扎。箍筋的四角均需增加圓鋼筋，按照設(shè)計要求的箍筋間隔距離將箍筋焊接在圓鋼筋上，以此形成與板凳形狀類似的箍筋籠。圓鋼筋的高度應(yīng)比箍筋籠高約50mm，將其作為箍筋籠連接定位基準(zhǔn)。

（2）主筋加工

主筋也在場內(nèi)進(jìn)行加工，加工完成后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行綁扎。主筋按照設(shè)計要求的長度進(jìn)行下料，同時按照直螺紋要求加工專門的接頭螺紋，并設(shè)置專門的塑料保護(hù)套[6]。

（3）鋼筋綁扎

利用人工在樁孔中進(jìn)行鋼筋綁扎，借助樁孔開挖時使用的起吊設(shè)備將首節(jié)高度為1.5m 的箍筋籠吊放到樁孔的底部，并將承插式鋼管套設(shè)置在圓鋼筋柱上，然后吊放下一節(jié)箍筋籠，將其和第一節(jié)相連。采用以上方法將所有箍筋籠吊放到位，形成高度為9m 的整體箍筋籠。接著將單根主筋吊放到樁孔中設(shè)計要求的位置與箍筋進(jìn)行綁扎。先對轉(zhuǎn)角處的主筋進(jìn)行綁扎，以此保證鋼筋籠整體性，然后再逐個吊放剩下的主筋，通過逐根綁扎形成完整的鋼筋籠。對樁孔中的主筋進(jìn)行綁扎時，孔樁中的施工人員必須系好安全帶，通過專門的軟爬梯上下樁孔，注意不可踩踏箍筋，以免其發(fā)生變形或位移。為主筋設(shè)置保護(hù)層墊塊，墊塊的厚度和強(qiáng)度都應(yīng)滿足設(shè)計要求[7]。

3.2.7 混凝土澆筑

抗滑樁澆筑使用強(qiáng)度等級為C25的混凝土，其坍落度為80～120mm，在拌和站集中拌制，拌制完成后采用罐車運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)綀龊蟛捎帽盟偷姆椒ㄋ腿氪仓?，串筒和樁孔底部之間的距離按不超過1.5m 控制。澆筑需分層進(jìn)行，每層的厚度按600mm 控制，在澆筑的同時需采用插入式振搗器將澆筑完成的混凝土振搗密實。該工程施工的抗滑樁屬于典型的大體積混凝土，因樁孔邊界和孔壁地層之間直接相連，樁孔溫度場于密閉條件下逐漸變化，所以其溫度差滿足不超過25℃的要求，能有效防止因溫差過大造成的裂縫。

3.3 施工質(zhì)量控制

為保證抗滑樁施工質(zhì)量，在現(xiàn)場施工中應(yīng)注意以下質(zhì)量控制要點：

（1）抗滑樁樁孔施工應(yīng)跳孔進(jìn)行，以確?；麦w保持穩(wěn)定，減少開孔對滑坡體造成的擾動。

（2）在抗滑樁四個邊角采用全站儀進(jìn)行準(zhǔn)確放樣，使精度達(dá)到2cm以上，同時還應(yīng)做好復(fù)測，保證樁孔位置準(zhǔn)確無誤[8]。

（3）在樁口周圍設(shè)置排水溝，避免積水或雨水進(jìn)入樁孔中。鎖口施工高度應(yīng)比孔口略高30cm。

（4）成孔施工時應(yīng)嚴(yán)格控制樁孔的尺寸及垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)歪斜應(yīng)立即糾正，在成孔之后應(yīng)盡快進(jìn)行鋼筋綁扎和混凝土澆筑，縮短樁孔直接暴露的時間。

（5）澆筑用混凝土的坍落度應(yīng)控制在80～120mm范圍內(nèi)，借助串筒對混凝土進(jìn)行輸送，串筒和樁孔底部之間的距離應(yīng)控制在1.5m 之內(nèi)。澆筑應(yīng)分層進(jìn)行，每層厚度按60cm 控制，并借助插入式振搗器將澆筑完成的混凝土振搗密實。

（6）在抗滑樁施工中應(yīng)嚴(yán)格按照隱蔽工程相關(guān)要求做好現(xiàn)場記錄。

3.4 施工安全保證措施

為保證抗滑樁施工安全，在現(xiàn)場施工中應(yīng)采取以下各項安全保證措施：

（1）在孔口周圍設(shè)置高度不小于1.2m 的圍欄，并懸掛安全標(biāo)牌。

（2）樁孔中的施工人員應(yīng)系好安全帶，并戴好安全帽等勞保用品，同時還應(yīng)經(jīng)常性檢查，以保證樁孔完好與施工安全。

（3）在樁孔中應(yīng)設(shè)置方便人員上下的軟爬梯，采用半圓形或扇形防護(hù)網(wǎng)，在起吊過程中注意施工人員不可站在防護(hù)網(wǎng)正下方。

（4）深度超過8m 的樁孔需要在施工過程中為其孔內(nèi)送風(fēng)，且風(fēng)量應(yīng)達(dá)到25L/s 以上。當(dāng)挖孔深度達(dá)到16m以上時，需編制專門的施工方案，并聘請相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行論證，然后向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。

（5）施工現(xiàn)場用電建議采用三相五線制與三級保護(hù)，嚴(yán)格實行一機(jī)一閘一漏一箱?？變?nèi)照明應(yīng)使用低壓電，并為潛水泵配備漏電開關(guān)，動作電流不可超過15mA，處在樁孔中的電纜均應(yīng)采取有效的保護(hù)措施，包括防斷措施、防磨損措施與防潮措施。

（6）施工時使用的所有設(shè)備、器具，如渣桶、卷揚(yáng)機(jī)和滑輪等，均應(yīng)保持完好且牢固，尤其是卷揚(yáng)機(jī)，應(yīng)配備可實現(xiàn)自動卡緊的裝置。如果在施工過程中需要使用掛鉤，應(yīng)配置能防止脫鉤的安全裝置。

（7）樁孔中的作業(yè)人員數(shù)量以2 人為宜，同時禁止疲勞作業(yè)，連續(xù)工作時間不得超過2h，每項工作完成2h 均應(yīng)進(jìn)行人員交換。此外，在孔內(nèi)作業(yè)過程中需安排專人在孔口處監(jiān)護(hù)。

（8）樁孔中的工作人員要注意觀察孔壁實際變化，若發(fā)現(xiàn)有裂縫或發(fā)生塌落的預(yù)兆應(yīng)立即撤離，并采取有效措施加以處理。

（9）每次樁孔施工完成后都要在孔口蓋好孔口蓋，同時設(shè)置標(biāo)志，降雨時還應(yīng)設(shè)置防雨措施。

（10）以孔內(nèi)出渣與石塊樣品為依據(jù)，加強(qiáng)對地質(zhì)條件的描述和記錄。如果現(xiàn)場地質(zhì)條件和設(shè)計描述不符，應(yīng)立即處理。

4 結(jié)語

綜上所述，抗滑樁是防止路基邊坡發(fā)生滑移變形現(xiàn)象的有效措施，具有施工簡單、造價低、效果顯著等優(yōu)勢。目前，該公路路基抗滑樁施工已順利完成，且經(jīng)檢測確認(rèn)其各項技術(shù)指標(biāo)都能達(dá)到設(shè)計與規(guī)范的要求，說明以上施工技術(shù)合理可行，可為同類工程提供參考。