人工挖孔抗滑桩施工工法VIP

人工挖孔 抗滑桩施工 工 法  中交第一公路工程局有限公司  田世宽   张志新   张海波  1  前言  随着祖国交通事业的快速发展和国家总体战略布局的 实施 ，高速公路施工将逐渐向山区 、深山区 等复杂地形、地质情况下推进，不可避免地会遇到滑坡体和进行滑坡处 治 施工 。为了争取最快最有效的滑坡处治方案，在贵州三凯高速公路第九合同段、重庆渝邻高速公路第 A 合同段和重庆渝湘高速公路 同段均设 计了 抗滑桩，通过 人工挖孔 抗滑桩的施工，既 达到了滑坡治理目的，又完成了 人工挖孔 抗滑桩施工工法。由于对复杂地质情况下滑坡处治 人工挖孔 抗滑桩作用方面 效果明显 ，且工艺技术成熟，固有较为明显的社会效益和经济效益。  2  工法特点  利用人工挖孔 灌注 桩作抗滑桩，能有效地阻挡滑坡地质灾害地进 一 步发展， 并 保证工程 的 顺利实施。  采用人工护壁挖孔法，通过孔内开挖地质情况，用直观地方式可以观测滑坡体地滑动面及滑动方向、范围等。  将观测到的滑坡实际情况再反馈到设计上，可精确地计算滑动力，再 进行修改 设计和指导施工。  通过地面滑坡监控和结合挖孔实际情况 进行 数据处理，达到动态修正 设计 及 护壁支护参数，确保施工快速、安全。  3  适用范围  山区、深山区复杂地质、地形条件下高速公路、铁路施工，大 型 电站、水库库区及山区城 市周边 滑坡地质灾处治及预防施工。  4  工艺原理  在滑坡体的前缘或某指定截面设置抗滑桩，通过滑动 面以下的有效锚固长度再通过桩的支撑作用来稳定滑坡。一般适用于非塑性体浅层和中厚层滑坡前缘，抗滑桩位置灵活，可以分散作 业 ，省时省料，破坏滑体少，便于施工，易于抢修，并能立即产生抗滑作用。在正 在通车的线路或已成型建筑物附近施工，可以不影响行车或正常生产。在新线施工中，对易产生滑坡的山坡或暂时稳定的古老滑坡可以采用先施工抗滑桩后 再 开挖路 堑或 建筑物的 施工方法，可以 成功地 避免滑坡的产生或复活，确保施工或建筑物的 安全。此外， 人工挖孔 抗滑桩的桩孔本身就是一个 很 好的深探井，通过它可以检查和修改 原 有的设计， 达到动态设计目的， 使设计更 加 符合实际情况。鉴于此，国内外均已较广泛地使用 人工挖孔 抗滑桩技术整治滑坡。  5  施工工艺流程及操作要点  抗滑桩按施工方法不同，可分为打入桩，钻孔桩和挖孔桩。由于 人工挖孔 抗滑桩的适应性强、施工简便等优点，在工程上使用较多，因此，本工法仅对 人工 挖孔桩抗滑桩的施工作详细介绍。  施工工艺流程  施工准备测量放样 桩孔开挖地质情况 检查 和修改设计终孔钢筋安装混凝土浇筑  操作要点  施工准备  修筑便道接通水路、电路、 整 平桩位附近地面，基本达到三通一平。完成人员 、 机械、设备、材料进场检修和检验工作，做好一切准备，满足开工条件。  测量放线  按设计坐标采用全站仪测定桩位，根据桩孔线或四边角点进行放样，考虑施工误差，每边可较设计放大 时对滑坡体建立监控 体系，定期观测，及时提供监控 报告和发出报警通知。  桩孔开挖  1  桩孔开挖前在井口上搭设临时风雨棚，井口四周 开挖临时排水沟。  2  井口锁口护壁应高出地面 30 50止杂物掉入孔内 伤 及井下施工人员。  3  竖立吊架（三脚架或摇头扒杆等），开挖到一定深度后出渣和进料用，起吊高度超出了井口 3m 以上，需于井口设一转向滑轮来改变拉力方向，以免拉倒 吊 架。  4  在井口设供工人装卸材料用的脚踏板， 并 挖 到 一定深度后，为防止掉块 伤 人， 宜 将井口用板封闭，在其上另设可启用的进出的孔口。  5  抗滑桩井孔开挖必须按设计顺序开挖，如设计没有提及则采用跳槽和隔孔 分批 开挖。  6  井孔开挖采用逐级支护逐级开挖循环方式进行，并根据监控报 告和实际开挖地质情况对护壁 支护 参数进行调整以 确 保施工安全。  7  在滑体和建筑物上建立位移和变形观测标志， 在危及时候 及时发 出 警报，及时 将井内施工人员 撤离施工现场，防止施工期 间 发生突然事故， 并在 竣工后仍需继续观测一段时间，以检查工程 处治 效果。  8  在因开挖路 基 或山坡而引起的滑坡上采用抗滑桩治理时，为防止施工过程中滑坡体滑动，可将原土回填以平衡滑体，待抗滑桩全部施作后再开挖土体。  9  如有地下 渗 水，必须配置抽水设施，设置集水坑，及时抽水，确保顺利开挖。  10  开挖时如需爆破，以小型和松动爆破为主，防止损坏 护壁。  地质情况检查和修改设计  人工挖孔 抗滑桩的桩孔 本身就是一个很好的深探井，通过桩孔开挖及时绘制地质 剖 面图，及时反馈 到 设计部 门 ，对护壁支护参数进行调整以确保施工安全，对桩基桩身及配筋进行验算和 调整 以满足工程安全要求。  终孔  根据开挖实际地质 剖 面图，经设计部门意见反馈，进入滑动面以下稳定的基岩深度满足锚固长度和达到抗滑力要求后，可报请监理工程师进行终孔。  钢筋安装  在现场设置钢筋棚， 场地需 进行硬化。  1  钢筋在钢筋棚按设计要求下料，运到现场进行绑扎 和安装 。  2  钢筋笼可在井口搭设辅助 吊 架，逐段绑扎成型逐段 吊 入孔内施工成型。  3  钢筋笼也可以在孔内绑扎，逐段升高到整体成型施工。  4  钢筋笼主筋采用 在 钢筋棚 加工 完成 套丝 并运到井孔处 ， 由工人在 现场 采用 机械直螺纹 套筒连接 成 型工艺 进行主筋连接 施工。  5  声测检测管（如有） 随钢筋笼一同成型，并精确 定位和控制垂直度 ，以确保检测效果。  混凝土浇筑施工  1  现场设置拌和站或有条件时采用商品混凝土，对场地进行规 整 硬化，对计量器具进行标定。  2  混凝土 采用泵送或其他符合现场情况的方式进行运输。  3  在井孔内必须 设置 串 筒或导管，确保 混凝土 自由落体高度不大于规范规 定 值，以防止 混凝土 离析 影响桩基桩身 混凝土 质量。  4  如井孔内渗水 量 上升速度 大于 6钟，则采用水下浇筑混凝土工艺导管剪球法进行施工，防止 混凝土 被水洗而离析或出现质量缺陷。  5  采用干处灌注必须进行振捣，每浇筑 50 60进行均匀振捣一遍，以 混凝土 不冒气泡，表面平坦不下 沉和 泛浆为 止 ，确保成桩 混凝土 质量。  6  采用导管剪球法 灌注 水下 混凝土 ，必须执行相关要求 、 标准和注意事项，确保成桩质量。  抗滑桩施工工艺流程图 ：  施工准备  测量放线  桩孔开挖  终孔  钢筋安装  混凝土浇注  成桩检测  监控体系建立  修改护壁参数  判断入岩情况  绘制地质剖面图，反馈意见 到设计  修改设计参数  钢筋下料  混凝土拌和及运输  人工挖孔施工工艺流程图：  人工挖孔 抗滑桩施工工艺的改进  1  采用跳 槽 式 或 隔孔方 方 式开挖， 以 少扰动或 不扰动滑坡体为主， 尽量 避免在开挖抗滑桩过程中导致滑坡加剧。  2  在施工抗滑桩 前 应对滑坡范围裂缝进行封闭， 先 施作截水沟，防止雨水 渗 入滑体，增加滑体的重力和下滑力。  3  在施工抗滑桩时，最好避开雨季选择旱季进行。  4  抗滑桩施工应 安排按合理，工序紧凑， 采用短、平、快的方式 ，集中力量 突击 ，成孔 一 根 或一批就 及时浇筑 桩基混凝土 ，防止各工序 间 隔拖延时间太长，对滑坡治理不利。  监测技术与分析  施工准备  施工放样  锁口护壁施工  井孔开挖  绘制地质剖面图施工准备  施工放样  锁 口护壁施工  井孔 开挖  绘制 地质 剖 面图  监控系统建立  第一节 护壁施工  井 孔开挖  第二节 护壁施工  滑动 面 判定  锚固 长度确定  终孔  中弱风化 基岩位置 确定  安全设施  监控系统建立  第一节护壁施工  井孔开挖  第二节护壁施工  滑动面判定  锚固长度确定  终孔  中弱风化基岩位置确定  安全设施  反馈 意见到设计施工准备  施工放样  锁 口护壁施工  井孔 开挖  绘制 地质 剖 面图  监控系统建立  第一节 护壁施工  井 孔开挖  第二节 护壁施工  滑动 面 判定  锚固 长度确定  终孔  中弱风化 基岩位置 确定  安全设施  动态设计  循环作业  确保工程建设安全的关键是全过程监控滑坡体的变化情况，及时测量各主要工序施工阶段 引起 的动态沉降数值，并与分析计算值比较，及时反馈指导设计和施工。主要的监测内容参见表  测项目汇总表  序号  监测项目  监测仪器  监测频率  监测目的  1 地表下沉  精密水准仪，钢尺  初次： 1 /7 天 ；后次： 110天 ；雨后：加强 观测 频率  掌握抗滑桩及地表及周边环境的影 响程 度和范围  2 建筑物沉降与倾斜  3 裂缝宽度及位移  4 地下水位  电测水位计  1 次 /天  掌握井孔及滑坡体地下水位情况  5 护壁观测  目测、钢卷尺  3 次 /天  掌握护壁变形情况及时发出预警报告  注：可根据施工条件和沉降情况增加或减少观测次数，随时将检测信息报告给现场技术员。  动力组织情况 ，以 10 根桩基为单位 （见表  表 动力组织情况表  序号  单项工程  所需人数  备注  1 管理人员  4 专职安全员 1 人  2 技术人员  3  3 挖孔人员  3*X X 开挖数量  4 钢筋加工  12  5 混凝土  12  6 杂工  5  7 合计  66 人   6 材料与设备  本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表 6。  表 6 机具设备表  序号  设备名称  设备型号  单位  数量  用途  1 卷扬机  乡  台  8 井孔出渣  2 手 拉 葫芦  庆  台  2 钢筋笼吊放  3 装载机  门  台  1 运 渣 土 和 上料  4 空压机  门  台  4 井孔钻孔、爆破  5 混凝土搅拌机  东  台  1 混凝土拌和  6 混凝土输送泵  一重工  台  1 混凝土输送  7 自卸汽车  三菱 /日本  台  4 运渣土、材料  8 汽车吊  涂沅 20T 台  1 设备安装、钢筋笼吊放  9 直螺纹滚丝机    1 钢筋接头滚丝用  10 手持 冲击钻  弘岛  台  10 井孔钻孔、爆破  7 质量控制  程质量控制标准  孔开挖中施工质量执行中华人民共和国交通部公路工程国内招标文件范本技术规范。桩孔开挖中心位置、孔底高程允许偏差按表 行。  表 孔开挖中心位置、孔底高程允许偏差  序号  项目  规定值或允许偏 差  检查频率  检查方法  1 中心位置  纵向 100向 100 点 /孔  经纬仪、钢尺  2 孔底高程   50 点 /孔  水准仪、测绳  滑桩施工质量执行公路工程质量检眼评定标准允许偏差见表  滑桩实测项目  项次  检查项目  规定值或允许偏差  检查方法和频率  1  混凝土强度（  在合格标准内  按 180/1检查  2  桩长（ m）  不小于设计值  测绳量：每桩测量  3  孔径或断面尺寸（ m）  不小于设计值  探孔器：每桩测量  4 桩位（  100 经纬仪：每桩测量  5 挖孔桩竖直度（  长，且不大于200 吊垂线：每桩测量  6 钢筋笼底面高程（   50 水准仪：测每桩骨架顶面高程后  量保证措施  孔开挖断面尺寸不得小于护壁厚度加桩身断面尺寸（长宽或直径）。  孔开挖 遇到 围 岩较松软、破碎或有水时，分节护壁应缩短。分节位置不应设在土石层变化和滑床面处。  内 开挖爆破应采用小型松动爆破，不得放大炮。  壁厚度应符合设计图纸规定，在滑动面处 的护壁应加强， 护壁 厚度 及 配筋应单独设计。  筋笼 分 段成笼， 搭 接 位置 不得设在土石分界和滑动面处。  凝土灌注必须连续作业，如因故出现中断灌注 ， 接缝面应做特殊处理 ， 严禁施工缝处 在滑动面上。  滑桩施工必须按隐蔽工程要求做好施工记录。  8  安全措施  认真 贯彻 “安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关的规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点 ，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行 安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好 工程的安全生产。  建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化 、 规范化。  各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品，严格做到不在 木工 加工场、料库等处吸烟，随时消除现场的易燃杂物，不在有火种的场所或其 近 旁堆放生产物资。  氧气瓶与乙炔瓶隔 离 存放，严格保证氧气瓶不沾染 油脂、乙炔发生 器 装有防止 回 火的安全装置。  施工现场的临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范的有关规范规定执行。  电缆线路应利用三相五线接线方式，电气设备和电气和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。  施工现场井内 必须配置手持 36V 安全电压的 照明灯 进行作业，同时要尽量避免进行晚上作业，以确保施工人员人身安全 。  室内电柜、配电箱并要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。  井下爆破，必须采用迟发雷管电器引爆。爆破时井口上应加盖，以防飞石伤人，加强爆 后 排烟，否则不得下井作业。  井下爆破作业必须由专职爆破员操作 ，爆破员必须进行岗前培训和考核，并考核合格后方可持证上岗。  雷管、炸药等炸材运送、保管及使用等必须建立台帐，完善出入库登记手续， 满足并 符合当地公安部门 的 管理 制度和要求。  井内作业应进行有毒气体检测和设置通风设施，确保施工安全。  加强井内排水，根据井深配置适当的扬程水泵，注意漏电。  加强孔内护壁和进行横向支撑，确保施工安全。  施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善各种安全标志和标识。  9  环保措施  成立对应的施工环保卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护法律、法规和规章，加强施工燃油，工程材料、设备、废水、生产生活垃圾 、弃渣的控制和治理，有防废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。  将施工场地和作业 控 制在工程建设允许的范围内，合理布置，规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工现场整洁文明。  对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施 中的监测，应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细 交底 。  设置专用废水，垃圾 处理坑，认真做好无害化处理，从根本上防止生产、生活垃圾乱堆乱放乱 流 。  对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道进行洒水，防止尘土飞扬，污染环境。  10  效 益 分析  本工法将工程施工由地面转入地下，避免了地面施工产生的大量场地 占 用，消除了对城市交通的严重影响，施工产生的振动、噪音、灰尘等公害也得到了最大限度的降低。新颖的工法技术将促进滑坡地质灾害的预防和治理技术的发展，社会效 益 和环境 效 益 明显。  本工法与同类滑坡治理工程的工法相比，由于工程 的 地面部分小，场地易于布置，工程进展快，干扰因素少，有利于文明施工，各种 资源 能较好的利用，能确保 周围即 有设施完好无损，确保居民生命、财产安全，避免线路绕行后临时迁移，节约了大量工程拆迁，形成了较好的经济效 益 。  本工法对高速公路、高速铁路线路滑坡治理和对山区城市 及 大型水库   电站 周 边及周围山体滑坡 地质灾害的 处理及 预防效果明显，能够起到立竿见影的作用，值得推广和使用，具有较为明显的社会效益。  11  应用实例  重庆渝邻高 速公路第 A 合同段路基滑坡治理  工程概况  工程为 高速公路， 左右分幅，路基宽 计车速 100 公里 /小时，设计 荷载 为汽一超 20，挂车 于受地形限制， 87 63 段路堤 坐 落在基底为斜坡（较陡）的 半 山坡上。该段 的地 层情况由上到下依次为： 8 12m 厚的地表覆盖层 ， 3 5m 厚的强风化破碎泥 、 页岩层，其下为 较为完整的砂岩（ 基岩面为顺向坡倾斜面） ， 路填填高度为 1012m。开工日期 2001 年 6 月，工期 18 个月。  施工情况  该段路堤在填方施工过程中，当填 筑 到 8m 高路堤时，发现路基右侧（高）外山体开裂，左侧（低） 路基滑移 推出，填 方 段路基整体开裂下 沉 ，特别是雨季下滑较为明显，判定为滑坡体。 变更 设计 采 用 抗 滑 桩 进 行 治 理 。 如 下 图 ：设计方案为采用 2 排抗滑桩 共 21 对， 42 根，右侧 A 型桩 截面尺寸为 心间距 5m，桩长 22m25m， 主要预防陡斜坡上的地表覆盖层再次开裂下滑 ； 左侧 B 型桩截面尺寸为 3 4m， 中心间距 6m，桩长 25m28m， 主要保证路基不再下滑。在抗滑桩施工时，分三批施工，以第一批抗滑桩 桩基 同时开挖浇筑 混凝土 到 能够起到抗滑 作用 后，再同时施工第二批 3、 滑桩， 待 第二批抗滑桩施工完成后起到抗滑作用后，最后再同时施工第三批 剩余 12， 滑桩。  该滑坡处治抗滑桩于 2001 年 9 月 10 日开工， 2002 年 1 月 30 日完工。  程监测与结果评价  采用抗滑桩施工“工法”进 行滑坡治理后，通过对该段 路基 工后 监控 ， 未 再发现开裂和下沉，现 已 正常运营