大截面抗滑樁不良地質段護壁支護技術

夏四紅（湖南省核工業地質局三0三大隊，湖南省長沙市410119）

大截面抗滑樁不良地質段護壁支護技術

夏四紅（湖南省核工業地質局三0三大隊，湖南省長沙市410119）

以四川省汶川縣某大型地質災害治理工程為實例，結合該工程中的工作實踐，闡述了以孔壁錨桿輔助加固，開挖時插管引流，護壁加厚、鋼筋加密，澆筑后鋼撐加固等護壁支護施工技術，有效抑制不良地質段孔壁土體側向壓力對大截面抗滑樁護壁的擠壓破壞，使大截面抗滑樁在不良地質段有效地順利成孔，確保達到地災治理目的。

大截面抗滑樁；孔壁錨桿；不良地質；護壁支護

前言

護壁支護技術是抗滑樁成孔的關鍵，是孔內施工作業人員生命安全的重要保障，本文以典型大截面抗滑樁地災治理工程為依托，闡述了不良地質段護壁支護新技術，為同類工程提供參考。

1 工程概況

該地質災害治理工程滑坡平面形態呈舌形，縱向（南北方向）長260～500m，橫向（東西方向）150～320m，滑坡面積9.62× 104m2，滑坡覆蓋的區域和影響的范圍面積為18.25×104m2，坡體總體積240.5×104m3，主滑方向356°，屬大型土質滑坡。抗滑樁位于滑坡中下部，呈一字型布置，共33根，截面3.7×3.2m，樁間距6m，樁長40m，抗滑樁采用人工開挖成孔。

2 不良地質描述

抗滑樁開挖土層以青灰色粉質粘土夾碎石為主，主要為千枚巖風化形成，千枚巖為軟巖，極易風化，其風化后巖層中的石英顆粒便殘留于土體中，該類土遇水易軟化，用手揉搓有滑移感，顆粒較細。在地下水影響下，樁孔開挖過程中，土層松散軟弱、遇水膨脹、垮塌，孔壁土壓力較大造成了抗滑樁護壁的不穩定，具體表現為護壁開裂變形，孔底積水嚴重，致使孔內作業人員安全得不到保障，樁形截面不符合設計要求。

3 工程技術方案

3.1 原護壁方案的缺陷

未考慮在地下水影響下，開挖對土體的擾動導致全風化千枚巖膨脹、垮塌的不利因素。原護壁混凝土標號為C20，厚度25cm，縱向鋼筋為φ14，橫向箍筋為φ14@250，一次性開挖每模深度為1m，考慮施工進度，澆筑后的護壁混凝土終凝時間滿后2h拆模（約為12h）。成型護壁未設置鋼支撐或木支撐加固。

3.2 優化后的護壁方案

考慮了土壓力對護壁的影響，護壁混凝土標號為C30，厚度為35cm，縱向鋼筋仍為φ14，橫向箍筋φ18、φ25交替布置，間距不變，在地下水外滲嚴重的部位采用插管引流的方式將地下水引流至孔底，孔底設置積水坑及時用水泵抽出，開挖到設計尺寸后，立即在兩側壁長方向上布置加固錨桿，加固錨桿桿體采用HRB335級1φ22螺紋鋼筋，錨桿長度2m，錨桿傾角均為15°，錨桿孔徑90mm，孔內采用M30砂漿固結，錨桿水平間距為1.0m，錨桿垂直間距設計為1.0m。錨桿鋼筋預留至護壁鋼筋縱向鋼筋位置，橫向焊接2φ14，L=200，使錨桿主筋與護壁鋼筋連成整體。支護模板澆筑護壁混凝土。24h后拆模，拆模后用100×48×5.3槽鋼加固（見圖1～2）。

3.3 實施措施及質量控制要點

3.3.1 樁孔開挖

圖1 不良地質段護壁施工的工藝流程圖

圖2 不良地質段護壁施工技術詳圖

開挖樁孔每節的高度應根據不良土質條件以1m為宜。每挖完一節，必須根據樁孔口上的軸線吊直、修邊、使孔壁表面保持上下順直一致，如開挖過程中，四壁用上節護壁吊垂線，控制護壁厚度，防止大的超欠挖。挖出的土（石）渣裝入出土桶，經設置于井口的搖臂式提升機垂直吊運至井外，由運土工用手推車運至臨時堆土點集中堆放，地質工程師隨挖隨編孔壁地層柱狀圖。孔壁地下水插管引流，孔底積水坑抽干積水，清除沉渣。

3.3.2 加固錨桿

施工工藝流程為確定孔位→手持鉆機就位→調整角度→鉆孔→清孔→安裝錨桿→注漿。鉆進過程中對每個孔的地層變化，鉆進狀態（鉆壓、鉆速）、地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄。如遇塌孔縮孔等不良鉆進現象時，須立即停鉆，及時進行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.1～0.2MPa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進。鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設計值，孔口偏差≤±50mm，孔深允許偏差為+200mm。為確保錨桿孔直徑，要求實際使用鉆頭直徑不得小于設計孔徑。為確保錨桿孔深度，要求實際鉆孔深度大于設計深度0.2m以上。錨桿預留鋼筋長度應稍超出護壁鋼筋縱筋位置，以便焊接連接。常壓注漿作業從孔底開始，由于不良地質段土體的松動情況，實際注漿量一般要大于理論的注漿量，或以孔口不再排氣且孔口漿液溢出濃漿作為注漿結束的標準。如一次注不滿或注漿后產生沉降，要補充注漿，直至注滿為止。注漿壓力為0.5MPa，注漿量不得少于計算量，壓力注漿時充盈系數為1.1～1.3。注漿材料選用水灰比0.45～0.5、灰砂比為1：1的M30水泥砂漿。注漿結束后，將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈，同時做好注漿記錄。

3.3.3 護壁鋼筋制安

因護壁橫向鋼筋型號各異（φ18、φ25），預先加工好橫向鋼筋備用，豎向筋按計劃采用的護壁高度加工好，兩端都制作成彎鉤，但彎鉤方向要互成90°以便綁扎時懸掛。鋼筋綁扎時，應先將橫向筋全部擺在井底，然后掛好縱向豎筋，自上而下，四方協同綁扎水平鋼筋。縱向筋應保持垂直，其下彎鉤朝井壁布置。并用碎石和角礫圍護，以免灌注混凝土時，全部被包裹，下一排鋼筋無法搭接。鋼筋網應按設計的保護層厚度要求定位，防止鋼筋網不就位而失去應有的作用。綁軋鋼筋前，對挖好的護壁空間應進行厚度檢查清理，確保尺寸符合要求。對于出露的加固錨桿的預留鋼筋，最好焊接在縱向鋼筋與橫向鋼筋的交叉處，能夠起到更好的連接作用。為提高護壁施工的效率，縱橫鋼筋之間可采用綁扎連接。由于不良地質段的護壁所抵抗的土壓力較大，鋼筋應以受力筋的要求進行制安。安裝鋼筋時，配置鋼筋級別、直徑、根數和間距均應符合設計及規范要求，綁扎或焊接的鋼筋網和鋼筋骨架不得有變形、松脫和開焊。

3.3.4 護壁模板支護

模板安裝采用標準鋼模板，為加快護壁脫模的效率，支護前應涂刷脫模劑，在模板、陰、陽角模、螺桿等工作表面上刷涂脫模劑，脫模劑涂刷要均勻，不得漏涂，便易于脫模。安裝模板順序：按照先橫后豎原則，將模板吊至在模板平面布置的位置。用支撐架調節模板的垂直度，安裝好對拉螺栓。模板的安裝就位后，檢查模板拼縫處是否嚴密，豎向邊框是否垂直，為防止漏漿。平面模板與角部模板連接時，先將模板就位后，每個陰角處用三個陰角連接器分別安裝在相應的橫龍骨附近處，擰緊螺栓即可。陽角處在模板邊框與角模邊框孔位上安裝螺栓擰緊。

不良地質段護壁模板的拆卸控制在混凝土澆筑后24h后，模的拆卸原則是先澆先拆，后澆后拆，與澆注順序一致。當拆模較困難時，可先將模板外表面的混凝土清除，然后再用撬桿在模板下部撬動。模板拆除后，凸出部分的混凝土應及時進行剔除。

3.3.5 護壁混凝土澆筑

混凝土澆筑采用水平分層澆注的方式，澆筑時嚴格控制分層厚度，按每層500mm以內進行澆筑由于護壁厚度達到了35cm，達到厚度后可及時進行振搗，密實后再澆筑上層混凝土，澆筑中全部采用插入式振搗棒，每一插點要掌握好振搗時間，避免過振或漏振，視表面不再出氣泡，表面泛出灰漿為準；并注意插棒間距在300～400mm。振搗中振搗棒要插入下層50mm，保證上下兩層混凝土接觸密實。護壁中的鋼筋較為密集，應把模板加固好，采用振搗棒外振法來保證把混凝土振搗密實。混凝土施工時為了使混凝土盡快達到拆模時的強度，在施工時應適當加入了早強劑。

3.3.6 槽鋼加固

槽鋼加固是已成型護壁的保險加固措施，主要防止孔側土壓力對已澆筑護壁的破壞。本工程使用100×48×5.3槽鋼加固，槽鋼使用膨脹螺栓與護壁相連。四角采用5mm厚鋼板電焊斜撐加固，每一節護壁布置兩道槽鋼鋼圈，這對孔內作業人員的人身安全進一步提供了保障。

4 實施效果

通過使用護壁錨桿、加強護壁鋼筋混凝土、澆筑后槽鋼加固等措施，不良地質段側向土壓力得到有效控制，抗滑樁開挖過程中未出現護壁變形、開裂的情況，對于最初未采取加強措施的護壁，通過槽鋼加固后，護壁變形得到有效遏制，最終該工程33根大截面抗滑樁成孔順利，各項指標達到設計要求。

由于錨桿較短，槽鋼多以螺栓連接，施工時間相對較短，護壁的加強措施對工程整體工期的影響不大。采用大截面抗滑樁的地質災害治理工程一般都為大型或特大型治理工程，需采用加固措施的不良地質段占整個抗滑樁開挖段的比重有限，所以相對于整個工程的投資也相對較小。

5 結論

本文所述的大截面抗滑樁不良地質段的護壁支護技術是四川地區地質災害治理工程中的首次嘗試，充分考慮不良地質段土體對孔壁的不利影響，利用護壁錨桿穩固土體，槽鋼抵消側向應力的原理，實踐證明該技術是一種行之有效的護壁加固手段。加之大截面抗滑樁所給的工作面較寬松，在施工時操作較為簡單便利，值得在同類型地質災害治理項目中加以推廣。

[1]《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[2]《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T0218-2006）[S].北京：中國標準出版社，2006.

[3]《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/102I9-2006）[S].北京：中國標準出版社，2006.

[4]《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204-2015）[S].北京：中國建筑工業出版社，2015.

[5]《組合鋼模板技術規范》（GB/T50214-2013）[S].北京：中國標準出版社，2013.

[6]《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ18-2012）[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

P618

A

2095-2066（2016）36-0112-02

2016-12-12

夏四紅（1980-），男，工程師，本科，主要從事工程管理工作。