旋挖樁應用于高速公路山體滑坡治理的試樁效果分析

陳本建

（貴州橋梁建設(shè)集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

1 工程概況

余慶至凱里高速公路于2016年6月30日建成通車。重安江大橋為分幅橋，左幅起訖樁號ZK63+445.2～ZK64+248.8，橋長803.6 m，上部結(jié)構(gòu)采用7×40 m先簡支后連續(xù)T梁+（81+150+81）m預應力～連續(xù)剛構(gòu)+5×40 m先簡支后連續(xù)T梁。下部構(gòu)造為主墩采用雙肢薄壁空心墩，群樁基礎(chǔ)；過渡墩采用薄壁空心墩，群樁基礎(chǔ)；引橋墩采用雙柱式圓墩，樁基礎(chǔ)；橋臺為重力式U型臺，擴大基礎(chǔ)。右幅起訖樁號YK63+429.2～YK64+232.8，橋長803.6 m。上部結(jié)構(gòu)采用7×40 m先簡支后連續(xù)T梁+（81+150+81）m預應力～連續(xù)剛構(gòu)+5×40 m先簡支后連續(xù)T梁；下部構(gòu)造為主墩采用雙肢薄壁空心墩，群樁基礎(chǔ)；過渡墩采用薄壁空心墩，群樁基礎(chǔ)；引橋墩采用雙柱式圓墩，樁基礎(chǔ)；橋臺為重力式U型臺，擴大基礎(chǔ)。荷載等級為公路－Ⅰ級；橋面凈寬為1×凈10.25 m。

2020年6月9日，受凱里地區(qū)連續(xù)強降雨天氣影響，發(fā)現(xiàn)S62余冊高速重安江大橋（63 km+700 m處，位于貴州黃平境內(nèi)）左幅1#、2#、5#墩，右幅3#蓋梁擋塊開裂，左幅5#橋墩發(fā)現(xiàn)環(huán)向裂縫，橋梁附近山體和周圍建筑墻體均出現(xiàn)明顯開裂現(xiàn)象。恢復橋梁的正常使用功能，需對該橋進行維修加固處理。

根據(jù)現(xiàn)場實地測量及調(diào)查，路線上方坡面部分農(nóng)田滑坡，部分村民房屋逐漸出現(xiàn)開裂，2019年—2020年間變形不斷加劇，部分村民房屋變形嚴重。根據(jù)現(xiàn)場變形情況，滑坡分為局部牽引變形區(qū)、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四個區(qū)域。

其中Ⅱ區(qū)K63+310～K63+460段，距重安江大橋左幅路基邊線150～180 m的滑坡中上部設(shè)置一排矩形抗滑樁，A1～A22樁身尺寸3 m×4 m，樁間距6 m，其中A1～A2抗滑樁單根長25 m，共2根；A7～A13抗滑樁單根長33 m，共7根；A3～A6、A14～A22抗滑樁單根長30 m，共13根；A23～A25樁身尺寸2 m×3 m，樁間距6 m，單根長30 m，共3根。A排樁共25根，總計761 m。

Ⅲ區(qū)ZK63+580～ZK63+660段，距重安江大橋右幅3#墩～5#墩右側(cè)邊線10 m位置設(shè)一排2 m×3 m矩形抗滑樁，樁間距5 m，其中F1～F2抗滑樁單根樁長33 m，共2根，合計66 m；F3～F8抗滑樁單根樁長30 m，共6根，合計180 m；F9～F12抗滑樁單根樁長25 m，共4根，合計100 m；F13～F17抗滑樁單根樁長20 m，共5根，合計100 m；共計17根樁，總計446 m。

2 地質(zhì)條件

場區(qū)覆蓋層為堆積層（Qc）塊石、碎石土，下伏基巖為志留系中上統(tǒng)翁項群組（S2～3wn）泥巖。

2.1 覆蓋層

滑坡堆積層（Qc）塊石土：主要成分為白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，棱角分明，粒徑2～5 cm，局部見大塊石，塊徑最大有5 m，厚5～30 m，ZK63+180～700區(qū)域均有分布。滑坡堆積層（Qc）碎石土：位于灰?guī)r塊石下部，灰黃色，松散、稍濕，為原上部坡體全強風化泥巖，失穩(wěn)后受到強烈擠壓、擾動形成，厚度5～20 m，ZK63+180～700區(qū)域均有分布。

內(nèi)部審計部門和被審計部門是公司的不同部門，這從本質(zhì)上就就形成了內(nèi)部審計根植于服務(wù)企業(yè)的理念當中，這必然造成對內(nèi)部審計職能不能夠全面地認識和理解，把維護本公司的利益當成是內(nèi)部審計的職責所在。在本公司與國家利益產(chǎn)生矛盾的時候，傾向于對本公司利益的維護。更有甚者，在審計過程中對本單位的違法違紀行為含糊處理。

2.2 基巖

場區(qū)主要出露地層為志留系翁項群（S2-3wn）灰黃、灰綠色薄至中層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖夾薄層狀砂巖，頂部見約10 m厚紫紅色石英砂巖層間夾泥巖。按巖體風化及破碎程度劃分為強、中風化兩層，現(xiàn)分述如下：

強風化泥巖：灰黃色，薄至中層狀，層間夾薄層狀砂巖，節(jié)理裂隙極發(fā)育～發(fā)育，巖質(zhì)極軟，巖體破碎，巖芯呈塊狀、薄餅狀。厚約0.6～7.3 m。

中風化泥巖：灰、深灰、灰綠色，薄至中層狀，層間夾砂巖，節(jié)理發(fā)育，巖體較破碎～較完整，巖質(zhì)軟，巖芯呈柱狀、短柱狀，少量呈碎塊狀[2]。

3 旋挖樁處理路基邊坡滑坡的作用機理

山體滑坡特征：松散土層為結(jié)構(gòu)主體，質(zhì)軟松散，由風化殼、碎石土、半成巖土層構(gòu)成斜坡，抗剪強度差，變形下滑傾向明顯。風化與雨水作用下，水分侵入滑動面，進一步降低其抗剪強度，使邊坡松散滑動[3]。

旋挖樁加固邊坡滑坡機理：將旋挖樁沿滑動邊坡置入滑動面下穩(wěn)定層，借助錨固力實現(xiàn)對滑動體抗力平衡，邊坡滑動體下滑時與抗滑樁阻抗相抵，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)，改善邊坡穩(wěn)定性。

4 試樁

4.1 目的

于不同地層結(jié)構(gòu)鉆孔，并測量不同地層情況下泥漿損耗量，記錄旋挖鉆進入滑動面后的泥漿損耗量數(shù)值，檢測試樁周圍地表位置，并通過滲漏數(shù)據(jù)分析，對邊坡穩(wěn)定性、帶水鉆孔過程的相關(guān)性加以研究，確定旋挖鉆鉆孔過程中的泥漿比重[4]。

4.2 內(nèi)容

試樁施工中應詳細記錄施工時間、結(jié)束時間、暫停時間、重啟時間、泥漿比重等數(shù)據(jù)。試樁鉆孔中需對試樁周圍土體情況進行詳細記錄，將相關(guān)信息如實記錄在施工資料中。鉆孔施工中，如果發(fā)現(xiàn)裂縫后立即停鉆，分析結(jié)果顯示裂縫不會影響鉆孔后方可繼續(xù)施工。

試樁鉆進行中詳細查看鉆渣，以了解施工區(qū)域地質(zhì)情況，借助柱狀圖獲取試樁位置地貌特點，為后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支撐。從鉆孔工序開始，每天監(jiān)測測試樁周圍區(qū)域坡體變化情況，如果發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，應及時停鉆并分析原因，無異常情況后方可繼續(xù)。

4.3 質(zhì)量檢測及質(zhì)量控制要點

4.3.1 質(zhì)量檢驗評定標準

質(zhì)量檢驗評定標準見表1～表3。

表1 鋼筋工程安裝質(zhì)量檢測標準

表2 鉆孔樁成孔質(zhì)量檢測標準

表3 鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測實測項目

4.3.2 質(zhì)量控制要點

①灌注樁成孔后，對孔徑、孔深、孔位偏差、垂直度、孔底沉渣厚度、泥漿量等指標逐孔檢查，做好記錄。孔徑需符合設(shè)計樁徑標準，垂直度需符合設(shè)計要求，與標準值偏差需控制在1%以內(nèi)。清孔后，孔底沉渣需小于5 cm，方可進行混凝土澆筑工序。②混凝土澆筑工藝需連續(xù)，避免斷樁、夾層病害，每孔混凝土實際灌注量應大于計算值。③混凝土坍落度保持在180～220 mm之間，澆筑時需保持導管穩(wěn)定，提升速度需與混凝土上升速度相一致。④樁孔深度需大于設(shè)計值，樁頂松散混凝土應徹底清除。⑤鋼筋籠直徑誤差控制在10 mm以內(nèi)，頂面高程誤差控制在50 mm以內(nèi)，鋼筋籠置入孔徑不可碰及孔壁，灌注時應對其位置加以固定。⑥檢查無誤后，立即進行混凝土澆筑，鋼筋籠下放與混凝土澆筑間隔時間應小于4 h，避免塌孔。

5 試樁結(jié)果分析

（1）對鉆孔擠壓出的巖渣試樣分析可知，試樁區(qū)域地質(zhì)情況基本與鉆孔勘測的結(jié)果保持一致，即該區(qū)域地質(zhì)符合旋挖鉆機鉆孔的基本要求。試樁環(huán)節(jié)成孔速度快，試樁深度約20.15 m，鉆進總時間為3 h11 min，旋鉆掘進速度為6.3 m/h（參見圖1），可達到工期搶險的要求。

圖1 鉆進深度與所需時間曲線

（2）隨鉆孔深度增加，泥漿每小時損耗量增多，旋挖鉆機鉆頭進入第二滑動面后，泥漿損耗量約1.82 m3/h，遠大于開孔初期的0.29 m3/h，孔深20.15 m處，停鉆2 h后繼續(xù)停15 h，此階段泥漿損耗量約為0.10 m3/h，即隨著時間增加，整體泥漿損耗量減少。試樁鉆進過程參數(shù)見表4：

表4 試樁鉆進過程參數(shù)

（3）選用1.20、1.21、1.22三種泥漿比重進行試樁，鉆孔與停鉆后及時監(jiān)測，結(jié)果顯示泥漿完整、性能良好，無塌孔情況出現(xiàn)，證實試樁環(huán)節(jié)泥漿比重在1.20～1.22范圍內(nèi)，能夠滿足施工要求，以確保護壁效果。

（4）對試樁情況分析，20 m位置為全風化花崗巖地層，即突破該區(qū)域進入第二滑動面，該區(qū)域泥漿損耗量最多，需采取跳3個樁位的方式鉆進施工，以避免樁基施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)山體擾動、塌孔現(xiàn)象。

（5）試樁位置上方設(shè)置地表位移監(jiān)測點（D01），對位移情況實時監(jiān)測，并于D01上下方分別間隔10 m設(shè)置一個地表位移監(jiān)測點，記為D02和D03，三個地表位移監(jiān)測點均與試樁中心間距10 m。鉆進過程及成孔后，每個地表位移監(jiān)測點分別監(jiān)測，以獲得6組數(shù)據(jù)（參見圖2）。對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可知，試樁上方D01監(jiān)測點的水平位移值為0.95 mm，符合誤差要求；試樁點上下方DO2和D03監(jiān)測點的最大水平位移值為1.21 mm，且未發(fā)現(xiàn)進一步發(fā)展趨勢，表明試樁區(qū)域周圍土質(zhì)穩(wěn)定。

圖2 地表位移時間曲線

（6）坡頂電塔的塔基與塔翼位置分別設(shè)置兩個位移監(jiān)測點，合計4個監(jiān)測點，實時監(jiān)測電塔變形數(shù)據(jù)。監(jiān)測結(jié)果顯示，塔基穩(wěn)定性較好、無明顯位移，塔翼出現(xiàn)約5 mm位移。電塔高度約70 m，由于鞭鞘效應，塔翼位移振幅在5 mm屬于正常現(xiàn)象，其他邊坡監(jiān)測點并未發(fā)現(xiàn)異常值，相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)證實邊坡試樁對其穩(wěn)定性并未產(chǎn)生影響。

（7）鉆孔過程即成孔3 d內(nèi)，未與邊坡及其周邊區(qū)域發(fā)現(xiàn)新裂縫，原邊坡面裂縫無明顯進展，與地表位移監(jiān)測結(jié)果保持一致。

6 結(jié)論

綜上所述，通過分析試樁結(jié)果，可得出以下結(jié)論:試樁過程樁周區(qū)域未發(fā)現(xiàn)新裂縫，原邊坡面裂縫無進一步擴展，試樁未對電塔產(chǎn)生明顯影響，邊坡位移無顯著異常。由此可認定K33+438～K33+615滑坡治理，采用旋挖樁加固方案可行。為進一步提高方案的可靠度，旋挖樁抗滑坡施工應注意以下幾點：一是規(guī)范施工記錄；二是采用跳3個樁位孔鉆進施工的措施，進一步確保邊坡穩(wěn)定；三是提高邊坡滑坡區(qū)域巡視頻率，做好巡視記錄；四是規(guī)范地表位移監(jiān)測，及時進行數(shù)據(jù)比對。施工中，如發(fā)現(xiàn)試樁區(qū)域產(chǎn)生新裂縫，或?qū)Φ乇砦灰票O(jiān)測數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)明顯異常，及時暫停施工，綜合分析后確定不會對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，方可繼續(xù)施工。