旋挖鉆成孔抗滑樁在邊坡治理中的應(yīng)用

陳翼

摘要 旋挖鉆成孔抗滑樁作為一種高效、環(huán)保的邊坡治理技術(shù)，具有施工速度快、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。文章介紹了旋挖鉆成孔抗滑樁施工技術(shù)的原理及特點(diǎn)，結(jié)合項目實(shí)踐，深入闡述了旋挖鉆成孔抗滑樁施工工藝流程及主要施工技術(shù)要點(diǎn)，并提出了相關(guān)施工質(zhì)量控制措施，為邊坡治理提供了一種有效的思路和方法，對類似項目施工具有一定的參考和借鑒意義。

關(guān)鍵詞 旋挖鉆成孔；抗滑樁；邊坡治理；應(yīng)用分析；施工工藝

中圖分類號U418.55文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）07-0049-04

0 引言

邊坡作為地表的重要組成部分，其穩(wěn)定性對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和人類生活安全具有重要意義。然而，現(xiàn)實(shí)項目中邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象卻時有發(fā)生，給社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來嚴(yán)重?fù)p失。因此，邊坡治理成為巖土工程領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題之一。旋挖鉆成孔抗滑樁是一種利用旋挖鉆進(jìn)行成孔，再將鋼筋籠和混凝土灌注而成的抗滑結(jié)構(gòu)。作為一種主動支護(hù)措施，旋挖鉆成孔抗滑樁在邊坡治理中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠有效地提高邊坡的抗滑能力和承載能力，降低邊坡的變形和位移，保障工程的安全性和穩(wěn)定性。該文重點(diǎn)探討了旋挖鉆成孔抗滑樁在邊坡治理中的應(yīng)用，通過分析和總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗，提出相應(yīng)的解決方案和技術(shù)措施，以期為解決實(shí)際問題提供有益的參考和建議。

1 旋挖鉆成孔抗滑樁技術(shù)概述

1.1 抗滑樁的基本原理與分類

1.1.1 抗滑樁的基本原理

抗滑樁作為一種邊坡治理技術(shù)，其基本原理是通過在邊坡中鉆孔并注入混凝土，形成與邊坡土體相互作用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以增加邊坡的抗滑能力和穩(wěn)定性?？够瑯赌軌虺惺苓吰峦馏w產(chǎn)生的滑動力，并將其傳遞到深層地基或巖石層，從而有效降低邊坡滑動的風(fēng)險。

1.1.2 抗滑樁的分類

根據(jù)施工方法、材料類型和功能特點(diǎn)的不同，抗滑樁可以進(jìn)行以下分類[1]：

①按施工方法分類：主要包括打入樁、鉆孔灌注樁、旋挖鉆成孔樁等。其中，旋挖鉆成孔抗滑樁是近年發(fā)展起來的一種新型施工方法，具有施工速度快、精度高、環(huán)保性能好等特點(diǎn)。②按材料類型分類：主要包括混凝土樁、鋼樁、木樁、石籠樁等。其中，混凝土樁和鋼樁由于強(qiáng)度高、耐久性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于抗滑樁工程中。③按功能特點(diǎn)分類：主要包括普通抗滑樁、預(yù)應(yīng)力抗滑樁、可調(diào)節(jié)抗滑樁等。其中，預(yù)應(yīng)力抗滑樁通過施加預(yù)應(yīng)力，可以進(jìn)一步提高樁體的承載能力和穩(wěn)定性；可調(diào)節(jié)抗滑樁則可以根據(jù)邊坡變形情況，進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化，以適應(yīng)邊坡的長期穩(wěn)定性需求。

1.2 旋挖鉆成孔抗滑樁的優(yōu)勢與局限性

旋挖鉆成孔抗滑樁是一種常見的邊坡治理技術(shù)，具有一定的優(yōu)勢和局限性。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.2.1 旋挖鉆成孔抗滑樁的優(yōu)勢

①施工簡便：旋挖鉆機(jī)可以在較短時間內(nèi)完成成孔作業(yè)，且操作簡單、靈活，不受現(xiàn)場環(huán)境限制，可適用于邊坡陡峭、地形復(fù)雜等場所。②成本低廉：旋挖鉆成孔抗滑樁的施工成本相對較低，且工期短，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的邊坡治理技術(shù)。③抗滑能力強(qiáng)：旋挖鉆成孔抗滑樁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有較高的強(qiáng)度和剛度，能夠有效抵抗邊坡的滑動力，并通過鋼筋與土體之間的摩擦力進(jìn)行相互作用。④施工質(zhì)量易控制：旋挖鉆成孔抗滑樁的施工質(zhì)量易于控制，能夠保證施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。

1.2.2 旋挖鉆成孔抗滑樁的局限性

①施工深度受限：旋挖鉆成孔抗滑樁的施工深度較淺，一般不超過10 m，限制了其在深層邊坡治理中的應(yīng)用。②適用范圍有限：旋挖鉆成孔抗滑樁適用于邊坡土質(zhì)比較堅硬、較為穩(wěn)定的情況，對于弱黏土、軟土等邊坡土體的加固效果較差。③受地質(zhì)條件限制：旋挖鉆成孔抗滑樁的施工受地質(zhì)條件的限制較大，如遇到巖石層或地下水等復(fù)雜情況，施工難度較大。④管線和設(shè)施保護(hù)難度大：旋挖鉆成孔抗滑樁施工時需要鉆孔，容易影響周邊的管線和設(shè)施，施工時需要特別注意。

2 旋挖鉆成孔抗滑樁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 項目概況

國道G108、G248、G348西昌市過境公路二期工程起于天王山大道與菜籽山大道交叉口（K16+143.372），止于K34+960.08，路線全長18.824 km。抗滑樁處治總長度427.5 m，共88根抗滑樁，其中截面2 m×3 m共52根，1.75 m×2.5 m共36根，主要工程內(nèi)容有抗滑樁樁長1 646 m，樁體C30混凝土8 892 m3，抗滑樁51根，邊坡防護(hù)采用抗滑樁和裝配式擋土墻，旋挖鉆成孔方式?？够瑯毒唧w參數(shù)如表1所示。

2.2 抗滑樁施工工藝

由于施工地層為粉質(zhì)黏土及昔格達(dá)組泥巖、粉砂巖，巖層土質(zhì)較疏松、黏結(jié)性較強(qiáng)。根據(jù)設(shè)計方案，方形樁灌注后可有效承受土體側(cè)壓力，能用于護(hù)坡?lián)跬?，具有較好的效果。該項目也是采用方樁，方形樁一般是用圓形鉆頭鉆孔，再用方形鉆頭修邊成方形來實(shí)現(xiàn)。方形樁孔的成樁思路主要有以下兩種：①根據(jù)設(shè)計的方形樁尺寸，用直徑為1.2 m的圓形鉆頭鉆孔6次，先鉆中間空位，再左右移動0.9 m，向下移動0.8 m，最后用方形鉆頭進(jìn)行修邊，最終形成2 m×3 m的方形樁孔；用直徑為1.2 m的圓形鉆頭鉆孔4次，再左右移動1.3 m，上下移動0.55 m，最后用方形鉆頭進(jìn)行修邊，最終形成1.75 m×2.5 m方形樁孔，具體思路如圖1所示。②用直徑為1.8 m的圓形鉆頭鉆孔2次，然后再用方形鉆頭進(jìn)行修邊，最終形成2 m×3 m方形樁孔；用直徑為1.8 m的圓形鉆頭鉆孔1次，然后再用方形鉆頭進(jìn)行修邊，最終形成1.75 m×2.5 m方形樁孔，具體如圖2所示。

2.3 旋挖鉆成孔抗滑樁施工流程及主要技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 施工流程

旋挖鉆成孔抗滑樁施工流程如圖3所示。

2.3.2 施工放樣

①先按設(shè)計圖放出樁背坡度寬度、坡率及平臺位置，用挖土機(jī)配合汽車對該段邊坡進(jìn)行開挖填筑，開挖面內(nèi)高外低，以便排水。②填筑或開挖至樁頂平臺時，對抗滑樁場地進(jìn)行平整，定出樁開挖區(qū)域、堆料場、施工便道，進(jìn)行架電工作，搞好電線布置。③護(hù)筒埋設(shè)。為減少鄰樁之間的相互影響，抗滑樁需采取隔樁開挖，3段施工順序為首尾樁隔樁施工（如：K26+411～K26+461右側(cè)抗滑樁施工順序為1—11—3—9—5—7—2—10—4—8—6）。④結(jié)合該工程鉆孔樁的地質(zhì)情況，該項目鉆孔施工采用旋挖鉆機(jī)成孔方式、干法成孔施工。

2.3.3 場地平整及鉆機(jī)就位

主要包括以下工作：①鉆機(jī)平臺需碾壓密實(shí)，確保地面承載能力大于250 kN/m2。②樁位放樣，鉆機(jī)鉆頭對準(zhǔn)樁位中心，誤差控制在2 cm內(nèi)，鉆頭放入孔內(nèi)，旋挖鉆機(jī)與平面最大傾角不超過4 °，使鉆桿垂直。③提升鉆具，確保旋挖鉆機(jī)鉆頭環(huán)刀在孔內(nèi)能自由浮動，旋挖鉆機(jī)各項參數(shù)在操作室內(nèi)儀表上能準(zhǔn)確顯示。

2.3.4 鋼護(hù)筒埋置

①護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于旋挖鉆機(jī)鉆頭直徑，一般為大于100 mm，護(hù)筒中心位置與樁位中心位置應(yīng)對準(zhǔn)，確保傾斜度偏差不大于1%，中心偏差不大于50 mm，且護(hù)筒與坑壁間應(yīng)填筑粘土。②采用吊車吊起護(hù)筒，旋挖鉆機(jī)鉆頭用靜壓法將護(hù)筒垂直壓入土體中。③護(hù)筒埋設(shè)后應(yīng)確保樁位中心與護(hù)筒中心完全重合，用紅油漆在護(hù)筒上做好標(biāo)識，確定護(hù)樁方向線位置。④護(hù)筒埋設(shè)一般在砂土中應(yīng)不小于8 m，在黏性土中不應(yīng)小于4 m，且護(hù)筒頂部應(yīng)高出地面20～30 cm。

2.3.5 鉆孔

①在鉆機(jī)就位、護(hù)筒埋設(shè)完成后，可開始鉆進(jìn)工作，一般每次鉆進(jìn)控制在60 cm左右，上面部分需慢速鉆進(jìn)，放斗、提斗都應(yīng)穩(wěn)、慢。②在孔口5～8 m段位置鉆進(jìn)過程中，操作人員應(yīng)隨時觀察并記錄鉆桿的深度、垂直度，一般可用深度計數(shù)器控制鉆孔深度，用控制盤來監(jiān)控垂直度，施工過程中若有偏差，應(yīng)及時糾正調(diào)整。③在剛開始鉆進(jìn)過程中，應(yīng)保持低速鉆進(jìn)，主卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩需承擔(dān)主要承重力，鉆桿、鉆具重量的20%以上都應(yīng)由鋼絲繩承擔(dān)，確保鉆進(jìn)過程孔位不發(fā)生偏差。④鉆進(jìn)中先采用順時針旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆頭底板的切削板和筒體翻板的后邊對齊，此時筒體是打開的，鉆屑可進(jìn)入筒體，當(dāng)裝滿一斗后，再逆時針旋轉(zhuǎn)鉆頭，用定位塊封死底部的開口，便可提升鉆頭到地面卸土。⑤在鉆孔過程中，應(yīng)密切關(guān)注鉆孔深度，當(dāng)鉆孔深度在護(hù)筒3 m以下時，旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)速度可提速，采用高速鉆進(jìn)，一般旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)速度與壓力有關(guān)，通?？刹捎勉@具和鉆頭的自重摩擦加壓，當(dāng)壓力小于150 MPa時，鉆進(jìn)進(jìn)尺速度為20 cm/min；當(dāng)壓力小于200 MPa時，鉆進(jìn)進(jìn)尺速度為30 cm/min；當(dāng)壓力小于260 MPa時，鉆進(jìn)進(jìn)尺速度為50 cm/min。

2.3.6 清孔

在鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后，需開展清孔工作，一般是鉆頭在孔內(nèi)多次旋轉(zhuǎn)，將孔內(nèi)虛土或沉渣裝入斗內(nèi)，將孔內(nèi)的虛土或沉渣排除干凈，一般對于孔內(nèi)的剩余沉渣可采用帶擋板的鉆斗來排出。對于孔內(nèi)無法完全清除的沉渣，一般在灌注混凝土?xí)r，可用漏斗裝滿大方量混凝土，再快速卸料至孔底，用混凝土下卸重力沖擊孔底，確保混凝土能覆蓋孔底位置，減少沉渣厚度。

2.3.7 鋼筋籠施工

①為了控制鋼筋籠在起吊和移位時的變形，需在起吊部位設(shè)置加強(qiáng)措施，以減小變形的風(fēng)險。利用75T吊機(jī)將鋼筋籠整體吊裝到孔內(nèi)，在吊裝鋼筋籠上口到達(dá)護(hù)筒口上方時，可使用型鋼扁擔(dān)將鋼筋籠擱置在護(hù)筒上。②鋼筋籠下放時應(yīng)對準(zhǔn)孔位，確保垂直度，輕放、慢放，避免與孔壁碰撞。下放過程中若出現(xiàn)鋼筋籠下放不了，應(yīng)及時吊起，待分析原因處理之后重新下放。③一旦鋼筋籠就位，應(yīng)立即采用吊筋將鋼筋籠進(jìn)行固定，避免鋼筋籠因自重或其他原因發(fā)生滑落或移動。同時，應(yīng)按照設(shè)計要求做好檢查記錄，吊放后鋼筋籠頂面和孔位面的標(biāo)高誤差應(yīng)小于50 mm。④鋼筋籠就位后，應(yīng)立即下放混凝土輸送導(dǎo)管，且在導(dǎo)管下放時避免導(dǎo)管與鋼筋籠碰撞，遇導(dǎo)管下放困難時應(yīng)及時查明原因。

2.3.8 混凝土灌注導(dǎo)管連接

①為了確?；炷凉嘧⒁?，需配置適當(dāng)長度要求的導(dǎo)管，一般采用直徑為Φ300 mm、厚度為3 mm的導(dǎo)管。每節(jié)導(dǎo)管的長度在2～4 m之間，而最底部一節(jié)導(dǎo)管應(yīng)該在4.5～6 m之間，不應(yīng)小于4 m，以確保長度符合要求。為了適應(yīng)導(dǎo)管柱長度的配備，上部導(dǎo)管長為1 m或0.5 m。②導(dǎo)管之間采用游輪螺母進(jìn)行連接，并通過“O”形橡膠密封圈密封，防止漏水。③導(dǎo)管底部距離孔底的高度應(yīng)使其能夠順利排出隔水塞和混凝土，一般距離孔底為300～500 mm為宜，導(dǎo)管下放應(yīng)在樁位孔的居中位置，且下放中不應(yīng)碰撞鋼筋籠，避免導(dǎo)管損壞。④導(dǎo)管下放后，需進(jìn)行水密承壓力試驗，測試水壓不得低于井孔內(nèi)水深的1.5倍壓力。這樣做可以確保導(dǎo)管具備可靠的密封性能，在水下作業(yè)時不會滲漏混凝土，且每次注漿前都需要更換密封圈。

2.3.9 灌注混凝土成樁

①為了確?；炷恋馁|(zhì)量和施工效果，該項目采用C30混凝土進(jìn)行灌注，使用混凝土輸送車將混凝土運(yùn)至樁位，汽車吊配合進(jìn)行混凝土灌注作業(yè)。灌注之前需確保混凝土的強(qiáng)度等級符合設(shè)計要求，并具備良好的和易性。②首次灌注混凝土需保證導(dǎo)管能夠埋入混凝土面下超過0.8 m，后續(xù)灌注中導(dǎo)管埋深一般控制在2～6 m，禁止導(dǎo)管從混凝土面中突出。③混凝土灌注過程應(yīng)連續(xù)完成直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，且灌注樁頂面高度應(yīng)超出設(shè)計要求的0.3 m，以確保樁頂以下的樁身混凝土具備足夠的強(qiáng)度。

3 旋挖鉆成孔抗滑樁施工質(zhì)量控制措施

旋挖鉆成孔抗滑樁施工質(zhì)量控制措施主要包括以下幾個方面：

（1）施工前的質(zhì)量控制：在施工開始之前，應(yīng)進(jìn)行全面的地質(zhì)勘察和設(shè)計工作，以準(zhǔn)確了解地質(zhì)條件和確定抗滑樁的設(shè)計參數(shù)。同時，還需要對施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底和安全教育，確保他們熟悉施工流程和操作規(guī)程。

（2）樁位放樣與復(fù)核的質(zhì)量控制：精確的樁位放樣是保證抗滑樁施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。應(yīng)采用先進(jìn)的測量儀器和技術(shù)，對樁位進(jìn)行精確標(biāo)記，并與設(shè)計圖紙進(jìn)行反復(fù)對比和復(fù)核，確保樁位的準(zhǔn)確性。在整個施工過程中，應(yīng)定期進(jìn)行樁位的復(fù)查和校正，以控制樁位誤差在允許范圍內(nèi)。

（3）鉆進(jìn)過程的質(zhì)量控制：在旋挖鉆成孔過程中，應(yīng)實(shí)時監(jiān)測鉆進(jìn)速度、扭矩、鉆孔深度和孔徑等參數(shù)，根據(jù)地質(zhì)條件和鉆進(jìn)情況及時調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，防止孔壁坍塌或鉆孔偏斜。

（4）孔壁穩(wěn)定與護(hù)壁處理的質(zhì)量控制：根據(jù)地質(zhì)條件和鉆孔直徑選擇合適的護(hù)壁方法，如噴射混凝土、鋼套管或者化學(xué)泥漿等，以保證孔壁的穩(wěn)定性，減少沉渣和孔壁摩阻力。在護(hù)壁過程中，應(yīng)定期檢查孔壁的完整性和平整度，及時修補(bǔ)孔壁缺陷和處理異常情況。

（5）清孔與驗收的質(zhì)量控制：鉆孔完成后，應(yīng)及時進(jìn)行清孔作業(yè)，清除孔底殘留物和孔壁浮土，確?？椎浊鍧嵑推秸?。并進(jìn)行樁孔驗收，包括孔徑、孔深、垂直度和孔壁完整性等方面的檢查，確保樁孔質(zhì)量符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

（6）灌注混凝土與養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量控制：按照設(shè)計要求進(jìn)行混凝土配制和灌注，確?；炷临|(zhì)量和灌注密實(shí)度。灌注過程中應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度和順序，避免出現(xiàn)斷樁、氣泡和冷縫等問題。灌注后進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，包括保濕、保溫和防裂等措施，以保證混凝土的強(qiáng)度發(fā)展和樁體的整體性能。

4 結(jié)語

該論文旨在探討旋挖鉆成孔抗滑樁在邊坡治理中的應(yīng)用。通過對相關(guān)實(shí)踐項目經(jīng)驗總結(jié)，得出以下結(jié)論：①旋挖鉆成孔抗滑樁具有較高的承載能力和穩(wěn)定性，能夠有效改善邊坡的穩(wěn)定性。②通過合理的施工設(shè)計和優(yōu)化參數(shù)，可以提高旋挖鉆成孔抗滑樁的性能和效率。③旋挖鉆成孔抗滑樁的應(yīng)用前景廣闊，可以在多種地質(zhì)條件下進(jìn)行邊坡治理。

綜上所述，旋挖鉆成孔抗滑樁是一種有效的邊坡治理方法之一，在實(shí)際工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中還需要進(jìn)一步地研究和探索，以提高其適用性和可靠性。希望該文的研究成果可以為旋挖鉆成孔抗滑樁在邊坡治理領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用提供一定的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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