抗滑樁在高速公路滑坡治理中的應(yīng)用研究

摘要 抗滑樁作為一種有效的滑坡治理措施，能夠顯著提高邊坡的穩(wěn)定性。文章結(jié)合具體的工程案例，分析了抗滑樁的實(shí)際應(yīng)用，并對抗滑樁在高速公路項目應(yīng)用中的施工技術(shù)和各項參數(shù)進(jìn)行了研究，為抗滑樁在高速公路滑坡治理項目中的合理應(yīng)用提供了理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 抗滑樁；滑坡治理；公路工程

中圖分類號 U418 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0137-03

0 引言

抗滑樁作為一種經(jīng)濟(jì)、有效的滑坡治理措施，受到了廣泛關(guān)注。抗滑樁通過將樁柱打入滑坡體內(nèi)，利用樁柱的阻力和抗滑力穩(wěn)定滑坡體，從而達(dá)到治理滑坡的目的。當(dāng)前，在抗滑樁的應(yīng)用過程中還存在一些問題，如設(shè)計不合理、施工不規(guī)范等，導(dǎo)致抗滑樁的效果未能充分發(fā)揮。該文通過對抗滑樁在高速公路滑坡治理中的應(yīng)用進(jìn)行研究，分析其施工技術(shù)、各項參數(shù)和應(yīng)用效果，以期為高速公路滑坡治理提供更為有效的技術(shù)手段和解決方案，保障高速公路的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

1工程概況

宜賓至金陽高速公路施工總承包XJ22標(biāo)工程，起點(diǎn)在涼山彝族自治州金陽縣境內(nèi)，訖點(diǎn)在涼山彝族自治州金陽縣境內(nèi)，屬于沿金沙江線路。路線自伊莫洛隧道出，洞口右側(cè)為土質(zhì)高邊坡段，橫坡陡峻，且存在危巖體。危巖處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，巖體裂隙微張，表層張開，部分脫落危巖，并伴有崩塌落石現(xiàn)象，在斜坡中下部可見新近崩塌碎塊石。在K130+161、K130+265左側(cè)和K130+136、K130+161伊莫洛隧道出口的洞口防護(hù)工程設(shè)置抗滑樁，入巖深度分別為13 m、14 m、15 m。樁長為28 m、30 m時，其樁身截面尺寸為2.5 m×3.5 m，樁心距為5.0 m，設(shè)計推力1 248 kN/m；樁長為25 m、26 m時，其樁身截面尺寸為2.0 m×3.0 m，樁心距為5.0 m，設(shè)計推力970 kN/m。

2 施工方法

2.1 定位鎖口

采用高精度的全站儀對各孔的中心點(diǎn)進(jìn)行精確的放樣定位。為了保護(hù)樁孔在施工過程中不受損壞，在其四周設(shè)置堅固的護(hù)樁。

在完成測量定位后，開始第一節(jié)樁孔土方的開挖工作。在開挖過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計要求，確保土方的開挖深度和范圍都符合標(biāo)準(zhǔn)。隨后安裝第一節(jié)樁孔護(hù)壁模板，使用樁心點(diǎn)校正模板位置，確保其精確無誤，同時采取有效的支護(hù)措施。

在安裝完成后，對護(hù)壁模板的厚度、位置以及質(zhì)量進(jìn)行全面檢查。護(hù)壁的軸線偏差，不應(yīng)超過2 cm的允許范圍，第一節(jié)護(hù)壁的高度應(yīng)高于現(xiàn)場地面30 cm，將其壁厚設(shè)置為比下面井壁厚度增加10～15 cm，以提高其抗?jié)B性和耐久性。在確認(rèn)護(hù)壁模板的位置、厚度和質(zhì)量都符合要求后，開始護(hù)壁的澆搗工作。

2.2 鎖口及護(hù)壁

鎖口是挖孔樁施工的第一節(jié)段，使用C30混凝土，鋼筋為φ12鋼筋，進(jìn)行間距25 cm的雙層布置；鎖口高出地面30 cm，寬度不小于30 cm。圓樁護(hù)壁采用內(nèi)齒式護(hù)壁，上口護(hù)壁厚20 cm，下口護(hù)壁厚15 cm，護(hù)壁使用C30混凝土澆筑?？够瑯渡峡谧o(hù)壁的厚度采用25 cm，而下口護(hù)壁采用20 cm。鋼筋為φ12鋼筋，進(jìn)行間距25 cm的單層布置，且上節(jié)護(hù)壁主筋與下節(jié)護(hù)壁主筋搭接30 cm?；炷翝仓捎萌斯仓⑷斯ふ駬v，坍落度控制在10 cm。第一模鎖口澆筑完成后立即搭設(shè)立面防護(hù)網(wǎng)，每孔配備一片覆蓋防護(hù)鋼筋網(wǎng)，當(dāng)立面防護(hù)欄桿搭設(shè)完成后才可繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的挖孔施工作業(yè)。場地整平時，應(yīng)對有邊坡截水溝的優(yōu)先施作邊坡截水溝。平整孔口時，應(yīng)在孔口周圍設(shè)置不小于1%的流水坡度，在臨山側(cè)的坡腳設(shè)置20 cm×20 cm排水溝。鎖口應(yīng)高出地面30 cm，保證地表水不流入孔內(nèi)。

2.3 提升設(shè)備

第一節(jié)段樁孔的混凝土澆筑完成后，應(yīng)在樁孔旁平整、硬化場地安裝提升架，提升架采用成品哈兒吊，吊機(jī)懸臂長度為1.4 m，有效提升高度為30 m，額定起重重量為1 t。從第二節(jié)段開始，利用提升設(shè)備運(yùn)送土石。同時，配置慢速卷揚(yáng)機(jī)提升渣土，卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩采用直徑為6 mm的鋼芯鋼絲繩。當(dāng)?shù)跬霸跇犊咨戏?.5～1.0 m時，轉(zhuǎn)動橫移，使吊桶離開樁孔上方，吊桶在斗車內(nèi)卸土，用斗車運(yùn)送至孔口以外2 m。提升機(jī)尾部應(yīng)采用2塊20 cm×40 cm×50 cm的C20混凝土制塊進(jìn)行配重。挖孔作業(yè)示意圖如圖1所示：

2.4 人工挖孔

為預(yù)防施工區(qū)域的地面水滲入孔內(nèi)，應(yīng)在施工區(qū)域布置地面排水系統(tǒng)，沿場地四周布置排水溝和集水井。當(dāng)孔內(nèi)CO2含量超過0.3%，或孔深超過5 m時，應(yīng)采用空壓機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。每個樁孔應(yīng)配備一套通風(fēng)設(shè)施。對成孔過程進(jìn)行全程的有毒氣體檢測，對常用活體家禽進(jìn)行檢驗(yàn)[1]。

2.5 鋼筋施工

按設(shè)計圖紙及實(shí)際樁長計算出主筋的下料長度，箍筋按2 m籠長的箍筋量分段下料，加強(qiáng)箍通過鋼筋模具下料，同時焊接成形。先用纜繩將箍筋吊入樁孔，并間隔兩節(jié)護(hù)壁置于護(hù)壁上。在孔口護(hù)壁上環(huán)形布置鋼筋籠固定筋，固定筋采用φ25，每根長度為800 mm，在孔口護(hù)壁上增加兩根φ25橫向鋼筋以承載鋼筋籠的重量。將第一道加強(qiáng)箍布置在固定筋的內(nèi)圈，并與固定筋綁扎牢固。主筋應(yīng)從上至下布置，且綁好第一段后再采用直螺紋連接第二段，接頭數(shù)量不大于截面接頭數(shù)的50％，且間距不小于35倍直徑，直螺紋連接好后應(yīng)用力矩扳手進(jìn)行檢測。待主筋全部連接好，并與固定筋綁扎牢固后，采用纜繩將其他加強(qiáng)筋吊入樁孔并與主筋綁扎牢固，再從護(hù)壁上取箍筋并按設(shè)計要求與主筋綁緊。鋼筋籠驗(yàn)收合格后方可澆筑樁芯混凝土。

2.6 混凝土施工

樁基混凝土澆筑，應(yīng)視孔底及附近孔壁滲入地下水的上升速度，以及現(xiàn)場條件確定混凝土的澆筑方法。該文以導(dǎo)管法澆筑干孔為例：

在澆筑時，采用導(dǎo)管下料，澆筑工藝類似于水下混凝土澆筑，只是對首盤混凝土不作方量要求。在澆筑過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管底埋置在混凝土中的深度，確保其達(dá)到約3 m。當(dāng)導(dǎo)管底埋置過淺時，可能會導(dǎo)致混凝土流動不暢，影響灌注效果；而當(dāng)導(dǎo)管底埋置過深時，則可能增加施工的難度和成本。根據(jù)混凝土的流動速度和灌注進(jìn)度，適時拆除上一節(jié)導(dǎo)管，確保混凝土澆筑過程能夠連續(xù)而穩(wěn)定地進(jìn)行。樁頂往下3 m范圍內(nèi)應(yīng)使用振動棒進(jìn)行振搗，振搗時應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的振搗時間及振搗位置，以混凝土不顯著沉落或翻出浮漿為宜[2]。參考圖2所示：

2.7 施作錨索

當(dāng)路塹開挖至錨孔設(shè)計位置時，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計布置要求，使用精確的測量設(shè)備將錨孔位置準(zhǔn)確地標(biāo)定在抗滑樁上，并使用紅油漆在施工現(xiàn)場明確地標(biāo)出錨索的開孔位置。這一過程中，錨孔位置的偏差必須嚴(yán)格控制在±20 mm以內(nèi)[3]。

搭設(shè)滿足鉆孔、下錨和注漿施工所需的腳手架。腳手架應(yīng)具備足夠的承載能力和穩(wěn)固性，以應(yīng)對施工過程中的各種外力作用。當(dāng)達(dá)到設(shè)計深度后，不能立即停鉆，需穩(wěn)鉆1～2 min，以防止孔底尖銳或孔徑不足。在鉆進(jìn)完成后，應(yīng)對鉆孔孔壁進(jìn)行徹底清理，確保無沉渣和水體黏滯。這些雜質(zhì)的存在可能降低水泥砂漿與孔壁巖土體的黏結(jié)強(qiáng)度，從而影響錨索的承載能力和穩(wěn)定性。

2.8 錨索體

（1）材料選擇與布置

鋼絞線作為錨索體的主要受力構(gòu)件，選用高強(qiáng)度低松弛無黏結(jié)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，直徑為ΦS15.2 mm，共6根。為確保錨索體的穩(wěn)定性和耐久性，應(yīng)沿錨索體軸線方向，每2 m設(shè)置一道架線環(huán)，保證錨索體保護(hù)層的厚度不小于2 cm[4]。

（2）錨索體安裝與調(diào)試

錨索體采用人工安裝，安裝前應(yīng)使用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)雜質(zhì)，確?？變?nèi)清潔。隨后，將錨索體放入孔內(nèi)，用鋼尺精確量取孔外露出的鋼絞線長度，以計算孔內(nèi)錨索的實(shí)際長度。

（3）錨索體制作與組裝

按照設(shè)計要求，精確切割鋼絞線長度。使用冷彎機(jī)將無黏結(jié)的鋼絞線彎曲成U形，并固定在承載體上。這一過程中，需特別注意鋼絞線不得相互纏繞，以免影響錨索體的整體受力性能。隨后，按設(shè)計荷載體間距，組裝完成整個錨索體，確保承載體位于鉆孔中部，以充分發(fā)揮其承載和分散應(yīng)力的作用[5]。

檢測方法見表1所示：

2.9 錨固注漿

錨索注漿不僅形成錨索的錨固段，還為錨索體提供了必要的防腐蝕保護(hù)層。注漿過程通過一定的壓力使注漿體深入地層裂隙，有效固結(jié)地層，并顯著提高地層的承載能力。

該工程選用普通硅酸鹽水泥和一定比例的水進(jìn)行調(diào)配，形成水泥砂漿。經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)比選，確保水泥砂漿的強(qiáng)度不低于40 MPa。具體的配合比為1∶1（重量比），水灰比控制在0.4～0.5的范圍內(nèi)，以保證注漿體的流動性和凝結(jié)強(qiáng)度。

在注漿工藝方面，考慮一般地層條件的特點(diǎn)，該工程采用一次注漿法。這種方法的關(guān)鍵在于將錨固段和自由張拉段同步注入水泥砂漿，確保注漿的均勻性和效率。

在注漿過程中，采用孔底返漿法。這種方法要求注漿壓力維持在0.5～0.8 MPa的范圍內(nèi)，通過適當(dāng)?shù)膲毫Γ顾嗌皾{能夠充分滲透到地層裂隙中，實(shí)現(xiàn)有效的固結(jié)和承載能力提升。為了確保注漿效果，設(shè)定了明確的注漿終止條件：當(dāng)孔口出現(xiàn)持續(xù)溢漿，且持續(xù)時間不低于5 min（或排氣管停止排氣）時，即可停止注漿。這一措施旨在確保砂漿充分填滿孔道，避免注漿不足或過度[6]。

在注漿完成后，還應(yīng)對孔口進(jìn)行補(bǔ)漿操作，彌補(bǔ)注漿過程中可能出現(xiàn)的砂漿收縮或孔口砂漿不飽滿的情況，確保注漿體的完整性和密實(shí)性。

2.10 錨索張拉、鎖定及封錨

當(dāng)漿體達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%后，方可進(jìn)行張拉操作，以確保錨索體系具有足夠的承載能力，避免因張拉過早而導(dǎo)致錨索體系失效或性能下降。完成設(shè)計張拉后，應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)償張拉，并進(jìn)行鎖定。補(bǔ)償張拉是為了消除由于材料收縮、溫度變化等因素引起的預(yù)應(yīng)力損失，確保錨索體系長期處于穩(wěn)定的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。鎖定操作則是為了固定錨索的預(yù)應(yīng)力，防止其在使用過程中發(fā)生松動或預(yù)應(yīng)力變化。

在進(jìn)行錨頭處理時，應(yīng)從錨具量起，且保留5～10 cm的鋼絞線長度，便于后續(xù)維護(hù)和檢修。剩余部分的鋼絞線需用機(jī)械切割，嚴(yán)禁使用電弧燒割。機(jī)械切割可以確保鋼絞線斷面的平整、光滑，避免出現(xiàn)毛刺或裂紋等缺陷；而嚴(yán)禁使用電弧燒割則是為了防止因高溫?zé)贫鴮?dǎo)致鋼絞線性能下降或產(chǎn)生安全隱患。

錨具安裝時，應(yīng)與錨墊板和千斤頂密貼對中，避免彎壓或偏折錨頭，保證承載的均勻性和同軸度。在張拉前，應(yīng)先對錨索進(jìn)行1～2次的預(yù)張拉，張拉荷載為設(shè)計值的10%～20%，使各部位緊密接觸，鋼絞線平直，確保受力均勻。進(jìn)行整體張拉前，應(yīng)先對各單元間的差異荷載進(jìn)行補(bǔ)償。

預(yù)應(yīng)力錨索的張拉分為5個階段，逐級施加設(shè)計值的0.3、0.5、0.75、1.0和1.1倍荷載。每施加一級荷載后，需穩(wěn)定觀測至少10 min。

2.11 擋土板施工

擋土板為設(shè)計厚度為40 cm的C30鋼筋混凝土板式結(jié)構(gòu)，通過Φ32錨桿與抗滑樁連接，錨桿頭部焊接一塊鋼墊板，以加強(qiáng)穩(wěn)固效果。錨桿頭部澆筑在擋土板內(nèi)部，避免了以往預(yù)制板安裝時錨桿頭部松動。錨桿采用72鉆頭成孔，壓力注漿，注漿壓力不小于0.4 MPa。錨桿抗拔力實(shí)驗(yàn)抽檢頻率不應(yīng)小于5%，單根錨桿的設(shè)計錨固力為50 kN，錨桿頭部與鋼墊板應(yīng)采用雙面焊接。

3 結(jié)論

該文通過實(shí)例分析表明，合理設(shè)計和施工的抗滑樁能夠有效減少滑坡的發(fā)生和擴(kuò)展，提高邊坡的整體穩(wěn)定性?？够瑯兜脑O(shè)計和施工需要遵循科學(xué)的原則和規(guī)范，以確保其效果的充分發(fā)揮。在施工過程中，應(yīng)充分考慮滑坡體的地質(zhì)條件、環(huán)境因素和工程要求，確?？够瑯兜氖┕し椒ê蛥?shù)的正確選擇；應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保樁柱的打入深度、間距和傾斜度等符合設(shè)計要求，避免因施工不當(dāng)而導(dǎo)致抗滑樁的效果受損。

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