易滑坡陡壁山區樁基施工關鍵技術

羅中華

(中鐵十六局集團鐵運工程有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000)

隨著我國基礎設施建設力度的不斷加大，高速公路建設逐漸向地質條件異常復雜的邊遠山區延伸。山區高速公路建設面臨的施工難度要遠遠超過平原地區，地質條件差、地形復雜、橋隧比例高等因素都給施工帶來極大的困難。本文結合具體的施工案例，針對易滑坡陡壁山區橋墩樁基施工中所遇到的各種問題提出了相應解決方案，以期為類似工程提供借鑒。

1 工程概況及施工難點分析

1.1 工程概況

龍潭互通大橋位于重慶市石柱縣龍潭鄉龍潭村境內，互通跨越楊家河和龍潭河，河內有常年流水。設計構筑物主要包括主線橋4座、匝道橋5座。擬建橋位區屬溶蝕中低山河谷斜坡地貌，所跨河溝均呈“V”字型，切割均較深，斜坡地形坡角一般30～40°。線路主要位于斜坡中部，沿溝谷左側斜坡中下部往下游行進，與斜坡呈小角度相交。

1.2 施工難點分析

(1)橋梁部分樁基位于喀斯特灰巖地區，由于巖溶發育，挖孔樁施工過程中極易出現溶洞吞噬及突泥突水現象。

(2)橋梁施工處于滑坡體地段，地表長期暴露，且夏季暴雨頻發，山體滑坡發生系數較高，施工安全風險極高。

(3)位于陡壁山體上的橋墩，施工場地狹窄，無施工作業平臺。

(4)橋梁墩柱施工位于陡壁山體之上，施工材料無法采用常規設備將其運輸至指定位置；且現場無堆渣場地，挖方渣石外運困難，嚴重影響施工進度。

2 巖溶地區樁基處理

本工程位于喀斯特灰巖地區，巖溶發育充分，為施工重大風險來源。經專家論證及現場試驗，決定采用逐樁探溶、提前預注漿的施工處理方案。

針對巖溶發育情況的不同，樁基施工分別采取不同的處理措施[1-3]：

(1)對于封閉比較小的溶洞，采取注漿措施，提供條件穿過溶洞。

(2)若洞內無填充物或填充物不滿，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿的方法。

(3)若充填物呈松散或軟塑狀態時，則直接注漿固結即可。

其中，第2種情況，若溶洞內無填充物或填充物較少，需向洞內填充砂子。填砂量應根據成樁直徑、圍護體積的最小直徑及堆積體成形規律進行計算。首先選擇一個合適的孔位，放入并固定鋼套管，并將注砂管與鋼套管相連接，然后用壓風機將干砂壓入，為防止洞內高壓阻止灌砂，利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積、壓力穩定時，即可停止填砂。

待注漿固結呈硬塑狀態時，則可直接進行人工開挖，但開挖過程中需注意加強護壁保護。實踐證明，針對挖孔樁通過溶洞挖孔施工難度大的難題，采取逐樁探溶、提前注漿法是十分方便且有效的，可在類似工程中進行推廣。

3 滑坡地段保護處理

工程標段地質構造極為復雜，部分橋梁結構物坐落于由塊石和土體混合而成的崩坡堆積體上。根據當地氣象局近3 a氣象信息顯示，該地區每年雨天長達150～200 d，平均3～7 d就有雨，過多的雨水導致山體滑坡、泥石流等自然災害頻發。因此，在該地區施工時必須對滑坡地段進行適當處理，以確保橋梁下部結構施工的安全順利。

滑坡治理的工程措施很多。主要有四大類[4,5]：一是消除或減輕水的危害；二是改變滑坡體外形；三是設置抗滑建筑物；四是改善滑動帶土石性質。滑坡地段的治理應結合地形和水文地質條件，因地制宜采用單一或綜合治理措施達到治理地質災害的目的。

本工程地形條件及地質情況十分復雜，治理滑坡采用單一的治理方式很難達到理想效果，需要多種工程措施來綜合治理,如圖1所示。在樁基施工前，應首先對地表進行風險評估、進行必要的位移觀測；其次針對需要治理的滑坡地段做好防排水措施；然后結合每根樁基實際地形情況、施工環境及工期要求，采取卸載減壓與加載反壓相結合、卸載減壓與抗滑擋墻相結合、加載反壓與抗滑樁相結合、卸載減壓與注漿固結相結合等一系列綜合治理措施，取得良好的防滑坡效果。

圖1 滑坡體處置作業

4 施工場地狹窄問題的解決對策

位于陡壁山體上的樁基，施工場地十分狹窄，無施工作業平臺，無法進行挖孔作業。經過實際調查，針對每個陡壁樁基實際地形情況與施工環境，分別設計了工字鋼作業平臺，如圖2所示。

搭設作業平臺面積約為3 m×3 m=9 m2，立柱用I10工字鋼嵌入巖土不小于50 cm，橫桿用于立柱焊接，平臺面用[10焊接在橫桿上，頂面鋪設木板，三面用鋼管圍擋防護。作業平臺應低于樁基鎖口30 cm，在樁基上方設置擋板防護措施，防止上方松動石塊滾入樁內。每根樁基每天挖方量約4.6 m3，在作業平臺上擺放直徑1 m棄土桶，保證每天開挖所有棄渣可裝于桶中，然后用纜車將棄渣運輸至附近道路邊，最后所有棄渣統一運至棄土場。

圖2 陡壁樁基施工作業平臺搭設

陡壁山體特殊樁基施工作業平臺，搭設簡單方便，施工成本低，是確保樁基施工作業人員安全的有效措施。

5 施工材料及渣石運輸問題解決方案

5.1 施工材料運輸方案

本工程橋梁線路左側為陡壁山體，左側下方為溝谷河流及道路，線路右側為陡壁山體，線路坐落于滑坡堆積體的陡壁山腰間。線路一半以上的地段無法修建施工便道，滑坡地段也不允許修筑施工便道。因此，工程主體施工材料將無法以常規方式運送至指定部位，樁基工程鋼筋綁扎也沒有施工場地，鋼筋籠無法按照常規施工方式整體吊裝。顯然，這些不利因素將影響工程的施工進度及成本，并增加施工安全風險。針對材料運輸及鋼筋綁扎等系列問題，按照常規施工方式根據各段地形條件可采取以下幾種施工方案：

(1)垂直運輸高度小于30 m、水平運輸距離小于20 m的陡坡地段，可直接利用一般汽車吊將工程材料垂直運輸至陡壁山體某個位置，再利用人工將材料搬運至施工部位。

(2)垂直運輸高度30～50 m、水平運輸距離20～50 m的陡坡地段，需利用大噸位汽車吊將工程材料垂直運輸至陡壁山體某個位置，再利用人工將材料搬運至施工部位。

(3)垂直運輸高度大于50 m、水平運輸距離大于50 m的陡坡地段，通常利用汽車吊配合塔吊將工程材料垂直運輸至指定位置，但由于塔吊大臂靠近山體一側無法轉動，也需利用人工將材料搬運至施工部位。

經過對以上幾種方案調查分析，發現以上幾種方案效率并不高，且大型汽車吊和塔吊租賃費用占比較大，施工成本及施工進度等均受到相應的制約。經過詳細的方案比對，最終根據每個陡壁樁基的實際地形情況與施工環境，在斜坡上設置滾輪運輸軌道，坡頂位置設置卷揚機，運輸軌道上安裝運輸小車，運輸小車設置底托，將半成品鋼筋安放在運輸小車上固定，利用卷揚機的牽引力及滾輪軌道的滾動作用將鋼筋運輸至中轉站，一次可運輸0.5～1.0 t，再由順橋向的滾輪運輸裝置將各孔所需鋼筋運輸至各施工部位，如圖3所示，最后在孔口搭設的特殊平臺上進行鋼筋籠的綁扎安裝。此方案解決了陡壁樁基施工材料運輸及無場地孔口綁扎鋼筋籠的難題，方便快捷，降低了施工成本，也提高了效率。

圖3 陡壁樁基施工鋼筋運輸裝置

5.2 渣石運輸方案

本工程部分陡壁樁基下方為河道或道路，上方為匝道路基，樁基正好處于施工場地狹窄的位置，根本無堆渣場地，如果直接從孔口向下傾倒渣土，會造成大片林地被覆蓋，違背文明施工的理念。經過深入地分析對比，最終采用如下方案：

若樁基下方為河流，在孔口出渣時，采用在斜坡上設置滾輪運輸軌道，如圖4所示。在坡頂上設置卷揚機，在滾輪運輸軌道上安裝出渣小車，出渣小車直接坐落于樁基側向臨空面，孔內出渣時直接將渣桶內的渣土傾倒在出渣小車內，利用卷揚機的牽引力及滾輪軌道的滾動作用將渣土運輸至指定位置；其次是在樁孔下方設置防護擋板，防止零散的渣土滑向下方林地及河道內，施工完后統一清理遺漏的渣土。

若下方為既有道路，孔口出渣時，采用在斜坡上設置全封閉滑槽，如圖5所示。進口設置喇叭口擋護板，直接接于樁基孔口下方，滑槽出口設置在道路靠山體側。孔口出渣時，直接將渣土倒入滑槽滑至坡腳，并及時運走。在滑槽進口處除設置喇叭口以外，另設置攔擋措施，防止零散的渣土滑向道路傷及車輛行人；在滑槽出口設置擋板防護，防止渣土滑速過快滾落至路中影響通行。

圖4 滾輪運輸軌道 圖5 全封閉滑槽

以上方案既解決了河道堵塞以及道路通行的安全問題，也解決了渣土隨意傾倒覆蓋林地的難題，既環保也符合安全文明施工的要求。

6 結束語

本文以龍潭互通大橋為例，結合施工現場的具體情況，分別提出了相應施工問題的解決方案，顯著加快了施工進度，取得了良好的經濟和社會效益，為類似工程提供了參考。