張炳隆
(中鐵西北科學研究院有限公司,甘肅 蘭州 730000)
與機械化施工相比,人工挖孔樁是相對傳統和落后的施工工藝,施工進度慢,安全風險大,但在特殊的環境、地質和特定施工條件下,人工挖孔樁優勢明顯,治理效果良好。
A滑坡屬于老滑坡,地面平均坡度約38°~42°?;虑熬墳楹影?,后緣為坡面陡緩變坡點,左、右側界為微小沖溝、地形低洼負地或錯坎。受自然災害暴發影響,河流左岸坡腳產生滑動,滑坡前緣失穩,牽引致老滑坡復活。復活體特征明顯、周界清晰,平面呈不規則狀,后緣錯坎、裂縫清晰可見,左、右側界均存在錯坎和陡崖,縱向長約470m,橫向寬約475m,主滑方向306°,滑體厚度45m~50m,體積約1000×104m3,屬深層、巨型碎石土滑坡。
根據現場調查結果,結合勘察資料綜合分析,本文認為該滑坡淺表層處于不穩定狀態,在強降雨、地震作用下極有可能失穩破壞,需要及時治理。
采用人工挖孔的主要原因有:減少施工便道、作業平臺的開挖量,減少對滑坡體的擾動,防止引發次生災害;滑坡區位于河流左岸單面斜坡上,地形坡度較陡,平均坡度約40°,前緣受河流沖刷,局部地勢陡峻或存在臨空面,沒有開闊平坦的地勢布置施工場地;項目區位于印度洋板塊和歐亞板塊的接觸地帶,處于雅魯藏布江深大斷裂帶南側的喜馬拉雅地槽褶皺區,屬喜馬拉雅基底結晶巖帶褶皺體系,地質構造復雜,斷裂褶皺較多,巖層破碎,是我國地質構造上最復雜、新構造最活躍的區域之一;根據滑層走向和所需治理的深度,樁深、截面尺寸等有所不同。
對照勘察設計文件,對即將治理的滑坡區域現場踏勘,熟悉滑坡體前緣、后緣和左右側界位置,明確是否存在次生滑坡,清楚施工治理層次和治理階段。對于大型滑坡,存在淺層、中層或深層滑面,需分階段分期治理。在現場標出抗滑樁位置,根據踏勘情況制定具體施工方案。在施工準備階段,重點控制好測量放線、圖紙與現場的核對、施工方案編制及審查工作。
A滑坡中上部設置兩段抗滑樁,深度35m~40m,截面1.8×2.4m2,間距6m,為淺中層治理;中部設置一段抗滑樁,深度35m~45m,截面2.5×3.5m2,為中層治理;中下部設置一段抗滑樁,深度40m~65m,截面3×4m2,為深層治理。A滑坡示意圖如圖1所示。

圖1 A滑坡示意圖
施工階段主要為挖孔(包含護壁)、安裝鋼筋、澆筑混凝土三項內容。工藝流程為:測量放樣、樁孔場地整平、鎖口施工、分節開挖、分節護壁施工、鋼筋制作、吊裝、混凝土灌注。
施工前,應做好滑坡體截水溝,防止地表水沿滑坡后緣或側界灌入滑坡體。開挖采用分批跳樁開挖,間隔一至兩根樁開挖,分批灌注成樁。由于地質條件復雜性和勘察鉆孔局限性,開挖中實施地質編錄,并核對滑帶(面)情況,一是為了指導施工,加強滑面處的護壁施工,二是可以驗證地勘文件的準確性,滿足動態設計的需要。
做好樁孔地表截排水及防滲工作,孔口地面加筑適當高度的土埂,孔口應設圍護柵和孔口罩蓋,必要時設遮雨棚。備好樁孔內排水、通風、照明設備,設置滑坡變形的觀測設施。
人工挖孔前,先根據地形澆筑鎖口盤,若設置抗滑樁處地形坡度較陡,應在樁外側采用腳手架支撐漿砌片石砌筑形成施工平臺,避免開挖樁內側邊坡,對上邊坡造成影響。鎖口盤可根據實際地形將靠山側調整為“L”形,防止上邊坡土體坍塌,影響施工安全。
樁孔采用分節開挖,每節開挖1m,邊開挖邊護壁,并就地灌注混凝土,確保護壁混凝土不侵入樁截面凈空以內,抗滑樁截面尺寸滿足設計要求。護壁混凝土模板支架于灌注后24h拆除。當上節護壁混凝土終凝后方可開挖下節。當圍巖松軟破碎或有滲水時,分節減至0.5m,且分節不應設于土石界面及滑帶(面)處。
在圍巖松軟破碎和存在滑動面的節段,應在護壁內順滑坡方向用臨時橫撐加強支護,并根據受力情況及時加固。當發現橫撐受力變形、破損而失效時,孔下施工人員要立即撤離,采取必要應急加固措施后方可繼續施工。
樁孔挖深達到設計深度后,清除孔底松土、沉渣和雜物,開展驗孔,結合滑帶(面)情況現場核定樁底高程,保證封底厚度。當樁底為傾斜巖層時,樁底應鑿成水平狀或臺階狀。
抗滑樁鋼筋籠主筋設計為直螺紋套筒鏈接,提前在加工場按照鋼筋編號加工成型,運至現場,在孔內安裝,主筋接頭避開土石分界及滑帶(面)處。在鋼筋籠內側四角安設4根φ57mm聲測管,通過超聲波法檢測抗滑樁。聲測管底部應預先封閉,用堵頭封閉或用鋼板焊封,聲測管頂部高出樁頂300mm以上,安設聲測管后,往管內注滿清水,觀測無滲漏后加蓋堵頭,以免異物入內。
待鋼筋籠和聲測管檢查驗收合格后,再次清理孔底,安設串筒澆筑混凝土?;炷翝仓氝B續作業,一次性成樁。澆筑過程中及時振搗,防止漏振?;炷翝仓箝_展樁身質量檢測。
監測方法主要選擇地表大地變形監測、地表裂縫監測和深孔位移監測。雨季期間每天觀測一次并記錄數據,發現變形加速時,每天觀測兩次并預警,形成監測周報告和月報告。從第一年5月開始設置觀測點,到第四年12月,統計每月的水平和豎向兩個變形量,共44個月的數據,地表監測曲線如圖2所示。

圖2 A滑坡A點地表監測曲線圖
由于工程區域雨季時間長、降雨量大,人工挖孔樁在每年10月至次年5月施工,且3個施工區域存在垂直干擾,因此有效施工期很短。第一年雨季來臨之前,完成了中上部的兩段樁混凝土澆筑,中部樁完成了1/3。通過地表觀測顯示,第一年雨季期間滑坡體最大變形量,水平408mm、豎向434mm。施工期間,還設置了深層觀測裝置,通過數據分析,深層滑動最大水平位移15mm。因此,淺中層滑移是A滑坡變形的重要原因,驗證了方案的可靠性。第二年雨季來臨前完成了中部剩余的2/3及坡腳防護,雨季期間滑坡體最大變形量,水平170mm、豎向175mm。第三年完成了中下部的深層治理,雨季期間最大變形量,水平28mm、豎向30mm。施工結束后,通過持續監測數據分析,變形趨勢已趨于穩定,A滑坡得到了有效處治。
人工挖孔樁適應復雜環境的滑坡治理,施工重點是加強組織協調,確保施工進度,樁孔開挖后,盡快安裝鋼筋并灌注混凝土,以免滑坡擾動后產生滑動。施工過程中,要加強滑坡監測,通過監測數據指導施工并分析處治效果,科學有效的治理滑坡。