抗滑樁在高速公路路基滑坡治理工程中的應(yīng)用

趙 強(qiáng)

（貴州高速公路開發(fā)總公司營運管理中心養(yǎng)護(hù)中心，貴州 貴陽 550000

0 引言

抗滑樁是進(jìn)行滑坡治理的主要措施，它的主要優(yōu)點是擾動小以及治理效果好，并且具有較高的可靠性，因而被廣泛地運用在高速公路滑坡治理中。本文結(jié)合貴陽至遵義高速公路息烽互通式立體交叉A匝道AK0+005～AK0+125段路基滑坡治理抗滑樁現(xiàn)場施工經(jīng)驗，闡述了抗滑樁的施工方法和要點，供同類施工借鑒。

1 抗滑樁簡介

1.1 抗滑樁的原理

邊坡處治工程中的抗滑樁是通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側(cè)向土體或巖體，依靠樁下部的側(cè)向阻力來承擔(dān)邊坡的下推力，而使邊坡保持平衡或穩(wěn)定，見圖1。

圖1 抗滑樁原理圖

抗滑樁與一般樁基類似，但主要承擔(dān)水平荷載。抗滑樁也是邊坡處治工程中常見的處治方案之一，從早期的木樁，到近代的鋼樁和目前在邊坡工程中常用的鋼筋混凝土樁；斷面形式有圓形和矩形；施工方法有打入、機(jī)械成孔和人工成孔等；結(jié)構(gòu)形式有單樁、排樁、群樁，有錨樁和預(yù)應(yīng)力錨索樁等。

1.2 抗滑樁的類型

抗滑樁按材質(zhì)分類有木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁和組合樁。抗滑樁按成樁方法分類，有打入樁、靜壓樁、就地灌注樁，其中就地灌柱樁又分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁兩大類。常用的鉆孔灌注樁，又分機(jī)械鉆孔和人工挖孔樁。抗滑樁按結(jié)構(gòu)形式分類，有單樁、排樁、群樁和有錨樁，其中排樁形式常見的有椅式樁墻、門式剛架樁墻、排架抗滑樁墻，有錨樁常見的有錨桿和錨索，錨桿有單錨和多錨，錨索抗滑樁多用單錨。抗滑樁按樁身斷面形式分類，有圓形樁、方形樁和矩形樁、“工”字形樁等。

2 案例分析

2.1 工程概況

貴陽至遵義高速公路息烽互通式立體交叉A匝道AK0+005～AK0+125段路基滑坡治理工程，位于貴陽市息烽縣西山鄉(xiāng)崎林村境內(nèi)，距離息烽縣城約3km。2012年7月1日，在連續(xù)降雨作用下，該路段路基發(fā)生滑移，路面變形長約90m；路基右側(cè)傾斜、開裂并下沉近25cm，路基一直處于蠕動狀態(tài)，2013年5月的暴雨，致使滑坡進(jìn)一步發(fā)展，路基滑移已對公路正常通行造成嚴(yán)重影響。

該滑坡段路基原設(shè)計為二級邊坡：一級邊坡坡率1∶1.75，坡高8m，一級平臺為鄉(xiāng)村通道，平臺寬4.5m；二級邊坡坡率為1∶1.75，坡高8m，上部為A匝道，路面寬8.5m。滑坡后緣至A匝道左側(cè)綠化區(qū)，滑坡前緣至農(nóng)灌渠外側(cè)陡坎。滑坡體中下部發(fā)育一條沖溝，沖溝切割深度相對較大。A匝道QK0+035～QK0+065段路基下座、填方邊坡隆起，QK0+065～QK0+080段一級平臺鄉(xiāng)村公路沉降變形加劇，QK0+150～QK0+170段擋墻有明顯裂紋。QK0+075右側(cè)50m處地表土體發(fā)生坍滑，導(dǎo)致坡面上原來歪斜的松樹傾倒。該滑坡坡長118m，寬70m，滑坡面積為7887m2，屬于中型中層滑坡。

緊急處理措施就是將橋臺后路基變形嚴(yán)重的約70m匝道外側(cè)波形護(hù)欄進(jìn)行拆除，完成后路基以下挖除1.5m，在開挖處平臺上間距100cm按2排布置進(jìn)行150mm鉆孔，在孔內(nèi)設(shè)置鋼管灌注樁，灌注樁施工完后，在樁頂設(shè)置冠梁，兼作土路肩。完善三角區(qū)防水及排水系統(tǒng)。

永久治理方案中，根據(jù)勘察設(shè)計，在滑坡段水渠下方設(shè)置16棵抗滑樁，樁間距5m，抗滑樁按800kN設(shè)計。其中Z15、Z16樁長12m，Z1、Z13、Z14樁長16m，Z2、Z11、Z112樁長18m，Z3～Z10樁長20m。樁身截面為1.5m×2.0m矩形樁，樁間距（中-中）5.0m，鎖扣及護(hù)壁采用C25混凝土澆筑，樁身采用C30混凝土現(xiàn)澆。

2.2 施工工藝要點

2.2.1 測量放線

放樣前對設(shè)計單位提供的水準(zhǔn)點、坐標(biāo)點進(jìn)行復(fù)核，確保點位無誤、數(shù)據(jù)正確的情況下按設(shè)計圖紙，對抗滑樁位進(jìn)行放樣，并報請監(jiān)理復(fù)核無誤。

2.2.2 人工挖孔樁周邊防護(hù)施工

在樁位測量定位之后，規(guī)劃好棄渣堆放場地，樁位周邊地表修建截排水溝及防護(hù)設(shè)施。防護(hù)采用Φ48鋼管搭設(shè)，除預(yù)留棄渣通道外，其余三側(cè)沿樁位輪廓線向外1m左右的位置設(shè)置。

2.2.3 護(hù)壁鎖口施工

施工前，先將樁基施工范圍內(nèi)的雜草、樹木、地表松散土等進(jìn)行清理，并對場地進(jìn)行平整，再進(jìn)行鎖口放樣，開始鎖口施工。鎖口使用鋼筋采用現(xiàn)場彎制，現(xiàn)場綁扎。鎖口模板采用厚2cm木板制作成4塊梯形、高度不小于1.0m的模板，模板間采用方木、鐵釘連接，模板組合成形后采用方木作為加固環(huán)與支撐進(jìn)行加固。立模澆筑一次性澆筑鎖口圈和首個護(hù)壁段混凝土。混凝土采用現(xiàn)場拌和，人工入模，插入式振搗棒振搗密實。鎖口中心與樁孔中心偏差不得大于50mm，豎向傾斜不大于1%，鎖口底應(yīng)高出地面30cm，避免雨水倒灌入樁內(nèi)，影響施工，造成安全隱患。鎖口圈混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，開始自上而下分段進(jìn)行開挖。開挖過程中，孔口地段不能堆渣和車輛通行，做好挖孔記錄，詳細(xì)記載各個地質(zhì)層的變化。

2.2.4 抗滑樁開挖及支護(hù)

抗滑樁施工工藝流程見圖2。

圖2 抗滑樁施工工藝流程

（1）抗滑樁開挖

土方采用人工結(jié)合風(fēng)鎬的方式進(jìn)行開挖作業(yè)，下部進(jìn)入中風(fēng)化巖層及以下部分采用水磨鉆成孔開挖。水磨鉆施工工藝見圖3。

圖3 水磨鉆施工工藝

施工順序如下。

①鉆取四周巖石。沿樁身孔壁布置取芯點，取芯直徑150mm，取芯圓與樁內(nèi)壁相切，取芯圓之間距離為110mm。依次鉆取外周的巖芯，取出的巖芯高約500mm，將外周巖芯取完后在樁芯外圍便形成一個環(huán)形臨空面。

②鉆取中間巖石。將中間巖石取幾條貫通線，鉆孔形成多個小截面。

③插入鋼楔、擊打鋼楔分裂巖石。在中間已鉆孔依次打入鋼楔，用大錘擊打，使巖體產(chǎn)生水平?jīng)_擊力，從而達(dá)到分裂巖石的效果。

④出渣。出渣采用人工裝渣至直徑50cm×高50cm的吊桶內(nèi)，每次只裝不超過40cm渣土，且限重不超過20kg，通過卷揚機(jī)提升出樁口，人工提起傾倒在樁旁平臺下方的臨時渣坑內(nèi)。

⑤抗滑樁的樁底高程及嵌巖深度根據(jù)該工程設(shè)計技術(shù)交底會議明確。應(yīng)結(jié)合實際地形，選取兩根有代表性的樁位進(jìn)行開挖，用以確定地質(zhì)情況及巖層分布，為后序挖孔樁施工起到指導(dǎo)作用。

結(jié)合地質(zhì)勘察資料，確定首先選取4號、13號作為代表樁先行施工。施工過程中，詳細(xì)記錄地質(zhì)變化，切實為后續(xù)挖孔樁施工提供可靠有力的參考依據(jù)。

（2）抗滑樁出渣提升設(shè)備

抗滑樁的出渣用提升設(shè)備采用支架旋轉(zhuǎn)式卷揚機(jī)，吊桶采用鐵皮制作。卷揚機(jī)的配重采用定制箱子樁砂袋穩(wěn)固在卷揚機(jī)鋼架上，根據(jù)合理計算確定配重的重量。在每臺卷揚機(jī)旁設(shè)置空氣開關(guān)和漏電保護(hù)器，確保一機(jī)一閘一漏保。

（3）支護(hù)

開挖凈空斷面達(dá)到設(shè)計尺寸后按設(shè)計位置綁焊護(hù)壁鋼筋，后支模澆筑護(hù)壁混凝土。護(hù)壁采用木模板，方木支撐，護(hù)壁混凝土由上而下逐層灌筑。頂層應(yīng)一次整體灌筑，以下各層開挖一層灌注一層，防止井壁長時間暴露在外。開挖每層高度控制在1.0m范圍內(nèi)，上下層混凝土縱向接縫應(yīng)縱向相互錯開，并預(yù)留0.2m鋼筋，用于錨入下一層護(hù)壁。每節(jié)護(hù)壁下部采用短鋼筋進(jìn)行錨固。

護(hù)壁鋼筋按要求預(yù)先加工成型。鋼筋類型及間距符合設(shè)計要求。鋼筋制作前應(yīng)對鋼筋進(jìn)行校直、除銹及油污等處理；安裝時，巖面應(yīng)與鋼筋間隔6～8cm空隙作為鋼筋保護(hù)層，鋼筋保護(hù)層厚度不得小于7cm。在鋼筋綁焊合格后，按設(shè)計拼裝模板，澆筑混凝土。

（4）護(hù)壁混凝土澆筑

護(hù)壁混凝土采用現(xiàn)場拌和，插入式振動棒振搗，并設(shè)置串筒或其他減速裝置，以避免混凝土混合料從高處向模板內(nèi)傾泄時產(chǎn)生離析。混凝土混合料分層進(jìn)行澆筑，每層厚度不得超過30cm。用插入式振搗器振搗要仔細(xì)，以免漏振。振搗密實的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈平坦泛漿。

2.2.5 抗滑樁樁身混凝土澆筑

挖孔達(dá)到設(shè)計深度以后，清除孔底松土、沉渣、雜物；應(yīng)用鋼釬探明孔底以下的地質(zhì)情況，報監(jiān)理工程師復(fù)查認(rèn)可后方可進(jìn)行下道工序施工。抗滑樁采用C30鋼筋混凝土。

（1）核對斷面尺寸及樁底高程，放出樁底十字線。

（2）鋼筋綁扎、焊接定位。所有樁身鋼筋均在鋼筋加工場內(nèi)下料、彎曲，孔內(nèi)綁扎成型。嚴(yán)格按設(shè)計施工，鋼筋均采用焊接施工，縱橫交叉處采取綁扎固定，每個截面接頭不超過50%，鋼筋間距嚴(yán)格遵照設(shè)計值施工。為有效地保證混凝土保護(hù)層厚度，鋼筋籠與護(hù)壁的間距應(yīng)以混凝土塊楔緊，防止混凝土澆筑時發(fā)生偏移。樁體鋼筋綁扎完畢，應(yīng)在自檢合格后，通知監(jiān)理單位、建設(shè)單位等進(jìn)行隱蔽工程的驗收。

（3）灌注樁身混凝土。采用輸送泵泵送混凝土，泵車置于現(xiàn)有道路上，混凝土罐車依次排開，防止意外發(fā)生。當(dāng)鋼筋籠定位后，以串筒漏斗將混凝土傳送至井中搗固。澆筑過程中，除振搗時間外，要保持混凝土澆筑的連續(xù)性，防止斷樁發(fā)生。

2.2.6 成樁檢測

為了檢查抗滑樁的混凝土澆筑質(zhì)量，在樁的鋼筋籠內(nèi)四邊中央處埋設(shè)4根Φ57×3mm的聲測管。聲測管用鋼板密封管底，管頂臨時加蓋，以防混凝土或雜物掉入管內(nèi)。當(dāng)抗滑樁樁身混凝土達(dá)到一定齡期以后，請專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)到現(xiàn)場進(jìn)行聲波檢測。

3 結(jié)語

綜上所述，在高速公路滑坡治理工程中，抗滑樁的運用變得越來越普遍。對于特定的滑坡災(zāi)害，采用合理的治理技術(shù)是取得理想的滑坡治理效果的先決條件。在施工過程，要深刻地理解施工工藝和工程施工質(zhì)量控制點，以確保達(dá)到理想的治理效果。

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