抗滑樁加固技術

PAGEPAGEPAGE182用于庫岸邊坡滑坡段處理的抗滑樁加固技術潘金龍巖土科技股份有限公司浙江310014摘要：邊坡巖（土）體在重力作用下沿貫通的的剪切破壞面發(fā)生滑動破壞的現(xiàn)象。在邊坡的破壞形式中，滑坡是分部最廣、危害最大的一種。它在堅硬或松軟巖層、陡傾或緩傾巖層以及陡坡或緩坡地形中均可發(fā)生，如不及時治理，對水庫正常運行，安全使用造成嚴重影響，抗滑樁是治理庫岸邊坡最有效的措施，本文著重闡述用于庫岸邊坡滑坡處理的抗滑樁加固技術。關鍵詞：庫岸；邊坡；抗滑樁；加固技術前言常見的庫岸邊坡變形破壞主要有松弛張裂、蠕變、崩塌、滑坡四種類型。此外還有塌滑、錯落、傾倒等過渡類型。地質(zhì)地貌、巖土類型和性質(zhì)、地質(zhì)構造和巖體結構、水、其他：包括風化、人工挖掘、振動、地震等都是影響邊坡穩(wěn)定的因素。水庫蓄水后，水溫條件、庫周的水文地質(zhì)條件都會發(fā)生比較劇烈的變化，以致影響庫區(qū)及鄰近地段的地質(zhì)環(huán)境，因此產(chǎn)生了各種工程地質(zhì)問題，在邊坡的破壞形式中，滑坡是分部最廣、危害最大的一種，治理滑坡最有效的是抗滑樁技術。技術方案庫岸邊坡加固工程主要為滑坡段處理，布設不同尺寸（2×3m、3×4m）的抗滑樁進行處理。抗滑樁上部約1/2～2/3樁身處于覆蓋層中，下部約1/3～1/2樁身嵌入基巖，護壁采用C25混凝土，厚度為0.35m，樁身采用C30混凝土。2.1施工程序測量放樣施工準備測量放樣施工準備樁身開挖出渣鎖口、護壁混凝土施工噴錨支護場地平整綁扎下放鋼筋籠樁身混凝土施工成樁制取試件配料拌和孔內(nèi)通風孔內(nèi)通風安裝井架、卷揚及通風設備安裝井架、卷揚及通風設備抗滑樁施工程序框圖2.2抗滑樁施工岸坡加固工程施工作業(yè)面長，工期緊張，根據(jù)抗滑樁布置特點，采用分區(qū)、分段、跳躍式方式隔孔開挖。2.2.1人工挖孔樁施工工藝：施工準備（人員、機械、材料準備及場地平整）→測量放樣、抗滑樁混凝土鎖口并埋定位樁→土方井挖→支撐護壁→澆筑護壁混凝土→拆模繼續(xù)下挖→石方井挖→噴錨支護→安裝鋼筋籠→樁身混凝土澆筑→復測樁位。2.2.2測量放樣：平整孔口地面，施測軸線或臺柱十字線，定出樁口準確位置。設置地表排水及防滲設施，雨季施工時孔口應搭雨棚，設置對滑坡變形、移動的觀測標樁，制定井下作業(yè)和撤出人員的安全防護技術措施。2.2.3孔口部分處理及鎖口：根據(jù)樁孔孔口段土質(zhì)情況將井口挖至1.0m深時，即采用C25的鋼筋混凝土澆注成鎖口。用來防止下節(jié)井壁開挖時井口沉陷。鎖口頂面平整，并高出原地面400mm。具體按設計圖紙施工。2.2.4土方井挖：①開挖：開挖采取邊挖邊護的方法。每節(jié)挖深1m后，澆筑混凝土護壁，護壁厚根據(jù)地質(zhì)情況具體確定。遇到特殊地質(zhì)時開挖深度視地質(zhì)情況確定，一般地，自穩(wěn)性較好的可塑～硬塑狀粘性土，或稍密以上碎塊石土。如是石質(zhì)風化易破碎或有地下水出露地段，井壁容易發(fā)生坍方，每節(jié)開挖深度相應縮短至50cm，護壁分節(jié)不應在土石層變化和滑床面處。為減輕開挖時對井壁的震動，土質(zhì)地段采用人工從上到下逐段用鎬、鍬進行，堅硬土層用錘、釬或風鎬破碎，挖土次序先中間后周邊挖孔軟巖地段采用人工配合風鎬進行。開挖過程中遇到地質(zhì)破碎的地帶用鋼箍或木頭加強支護，同時加緊護壁的施工，使護壁盡快達到固壁作用。施工中隨時檢查孔徑、中線及標高，每次開挖后都作好井身地質(zhì)的觀察和記錄，描繪地質(zhì)柱狀圖，地質(zhì)與設計不符時并將發(fā)現(xiàn)的異常及時報請監(jiān)理工程師和設計人員，并采取相應的處理措施。具體施工方法見下圖。人工挖孔抗滑樁方法示意圖實際樁底高程應報監(jiān)理工程師會同設計單位現(xiàn)場檢查確定。樁孔開挖過程中應及時排走孔內(nèi)積水，當滑坡體的富水性較差時，可采用孔內(nèi)直接排水，當富水性好，水量很大時，宜采用樁孔外管泵降排水。②護壁施工：挖孔樁護壁采用C25混凝土，35㎝厚，配分布筋φ16間距30㎝，主筋φ20間距20㎝，以保護挖孔樁周圍土體。③.模板施工：在立模前，先清除巖壁上的浮土和松動石塊，使護壁混凝土緊貼圍巖，護壁模板由2塊活動鋼模板組合而成。護壁支模由中心線控制，將控制樁軸線、高程引到第一節(jié)混凝土護壁上，每節(jié)以十字線對中，吊垂球控制中心點位置，用尺桿找四邊凈距，然后由基準點測量孔深。為便于拆模及澆筑，上口與下口的角度做成一定的傾角，上口孔徑與設計相同，地質(zhì)條件差時，每節(jié)護壁間用鋼筋進行連接，加強上下節(jié)護壁的整體性。Ⅱ.護壁混凝土澆筑：護壁混凝土采用采用提升設備運送混凝土，小型插入式振搗器搗固。澆筑混凝土時，使兩節(jié)護壁形成交錯搭接狀。護壁灌注后，樁井凈斷面尺寸不得小于樁身設計斷面尺寸，每澆完三節(jié)護壁后進行一次樁中心位置的校核工作，并對樁的直徑和垂直度進行檢查，發(fā)現(xiàn)偏差，及時采取措施糾正。為使護壁盡快達到固壁作用，混凝土攪拌時摻入早強劑，提高混凝土早期強度。Ⅲ.注意事項：護壁混凝土模板的支架可于灌注后24h拆除，開挖應在上一節(jié)護壁混凝土終凝以后進行。在圍巖松軟破碎和有滑動面的節(jié)段，應在護壁內(nèi)順滑坡方向用臨時橫撐加強支護，并注意觀察其受力情況，及時進行加固；當發(fā)現(xiàn)橫撐受力變形、破損、失效時，孔下施工人員必須立即撤離。④出碴：由于實際施工場地狹窄，樁內(nèi)出碴采用孔內(nèi)人工裝碴,卷揚機垂直提升，吊斗的活門應有雙套防開保險裝置。吊出后人工配合3m3裝載機裝10t自卸車有用料運至臨時堆土場，棄料運至業(yè)主指定渣場。不得堆放在滑坡體上，防止誘發(fā)災害2.2.5石方井挖2.2.5.1開挖抗滑樁石方井挖采用YT28氣腿鉆人工全斷面開挖，井壁周邊采用光面爆破，中心掏槽的爆破方式。開挖深度超過10m。在抗滑樁頂部制作一個井架，安裝一個0.3m3吊斗，在抗滑樁井孔處布置一臺3t卷揚機，通過卷揚牽引吊斗、人工裝吊斗進行出渣和運輸開挖設備，施工人員不得利用吊斗上下交通。鉆孔爆破：抗滑樁石方井挖采用YT28氣腿鉆鉆孔，周邊孔采用光面爆破，光爆孔間隔裝藥，導爆索引爆，炸藥采用乳化或巖石銨梯防水炸藥，雷管采用非電毫秒雷管，預計每循環(huán)有效進尺1.0m?？够瑯妒骄诒圃O計及爆破參數(shù)詳見后附圖：《抗滑樁井挖爆破布孔示意圖》。出渣：抗滑樁開挖爆破石渣由吊斗運至井上，采用人工配合3m3裝載機裝10t自卸車出渣。可利用料運至暫存料場，廢料直接運至業(yè)主指定棄料場。2.2.5.2支護1.噴混凝土（1）.噴混凝土工藝流程噴混凝土采用濕噴方式，其工藝流程見下圖。攪拌機攪拌機小石噴射機噴射面速凝劑水風水泥砂養(yǎng)護噴嘴噴混凝土工藝流程圖（2）噴混凝土施工方法：噴混凝土施工嚴格按規(guī)范和設計要求執(zhí)行，施噴前先清冼巖石表面，再在巖石面濕潤的狀態(tài)下，進行噴護作業(yè)。首先清除受噴面上的松動巖石，再用高壓風水沖冼干凈，并埋設控制噴層厚度的標志。噴射優(yōu)先采用濕噴法分區(qū)進行，自下而上螺旋式噴射，噴厚超過10cm時，至少分三層施噴。后一層應在前一層混凝土終凝之后進行，若終凝1h后再行噴射，應先用風水清洗噴層面?；炷敛捎脻駠姺绞?，混凝土料由拌和站拌制，6m3攪拌罐車運輸，SP-6D型濕噴機施噴。支護與開挖的間隔時間、施工順序及相隔距離，將根據(jù)地質(zhì)條件、爆破參數(shù)、支護類型等因數(shù)確定，一般在圍巖出現(xiàn)有害松弛變形之前支護完成。錨噴支護施工一般采用先錨后噴的施工程序，但對軟弱圍巖、斷層破碎帶、節(jié)理裂隙發(fā)育地段，則采取先噴第一層混凝土進行封閉保護，然后打錨桿，最后噴射混凝土至設計厚度的施工程序。（3）噴混凝土施工工藝措施：①現(xiàn)場試驗：只有通過試驗才能確定最優(yōu)的配合比和施工工藝參數(shù)。②準備工作：埋設好噴厚控制標志，作業(yè)區(qū)有足夠的通風照明，噴前要檢查所有機械設備和管線，確保施工正常。對滲水面做好處理措施，備好處理材料，聯(lián)系好倉面取樣準備。③拌和及運輸：拌和配料嚴格按試驗確定的配合比精確配制攪拌，攪拌時間要足夠，拌合料運輸、存放要防雨、防污染，入機前嚴格過篩，其運輸、存放時間應符合有關技術指標，運輸采用混凝土罐車運輸。拌和用水泥選用符合國家標準的普通硅酸鹽水泥，其標號不低于P.O42.5。骨料：拌和用細骨料應采用堅硬耐久的粗、中砂，細度模數(shù)不宜大于2.5，含水率控制在5～7％；粗骨料采用堅硬耐久的碎石，粒徑不超過15mm；不得使用含有活性二氧化硅的骨料。水：拌和用水應符合招標文件規(guī)定。外加劑：速凝劑的質(zhì)量應符合施工圖紙要求并有生產(chǎn)廠家的質(zhì)量證明書，初凝時間不得大于5min，終凝時間不得大于10min，選用外加劑須經(jīng)監(jiān)理工程師批準?；旌狭蠑嚢钁裱韵乱?guī)定：混凝土攪拌時間不得少于1min；混合料有外加劑時，攪拌時間應適當延長?；炷了竭\輸采用6.0m3混凝土罐車運輸，水平段直接供料給濕噴機。④清洗巖面：清除開挖面的浮石、墻腳的石渣和堆積物；處理好光滑巖面；用高壓風水槍沖洗噴面，對遇水易潮解的泥化巖層，應采用壓風清掃巖面；在受噴面滴水部位埋設導管排水。倉面驗收以后，開噴以前對有微滲水巖面要進行風吹干燥。⑤噴射要點：為保證施工質(zhì)量和加快施工進度，噴射混凝土要沿一定方向分區(qū)、分塊、分薄層均勻施噴，自下而上施工，避免回彈料覆蓋未噴面。噴頭距施噴面要合適，噴射推進要有序，盡量減少回彈，剛噴射完的部分要進行噴厚檢查（通過埋設點、針探、高精度斷面儀檢測）不滿足厚度要求的，可及時復噴處理。噴射作業(yè)要連續(xù)，因故中斷則需及時清理機械管道，防止管道堵塞。混凝土回彈率不應大于15％。噴射機的工作風壓滿足噴頭處的壓力在0.1MPa左右。工作面到噴槍的距離，通常取0.6～1.2m，這樣可達到要求的最佳效果，回彈量最低，壓實最好，噴槍保持與工作面成垂直角度，而且不允許與基面的夾角小于45°。分層噴射時，后一層噴射應在前一層噴混凝土終凝后進行，若終凝1小時后進行噴射時應先用風、水清洗噴層表面。從前一噴混凝土區(qū)段結束到下一循環(huán)的掘進爆破時間間隔不得小于4小時。⑥養(yǎng)護、檢測：噴射混凝土終凝2小時后，應噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般不得少于14天，氣溫低于5℃時，不得噴水養(yǎng)護。當噴射混凝土周圍的空氣濕度達到或超過85％時，經(jīng)監(jiān)理工程師同意，可準予自然養(yǎng)護。2.錨桿施工錨桿施工工藝流程框圖造孔清孔驗孔孔內(nèi)注漿安裝錨桿等強錨桿制作制造孔清孔驗孔孔內(nèi)注漿安裝錨桿等強錨桿制作制漿施工準備、測量拉拔試驗3.樁身混凝土(1).施工準備:灌注前，應檢查樁孔斷面尺寸、鑿毛護壁，做好安置鋼筋的放樣;機械設備均應在施工前進行全面檢查，可采用速凝和早強混凝土;樁柱上或樁間支擋結構以及與樁相鄰的擋土、排水、防滲等設施，均應與抗滑樁正確連接，配套完成。(2).鋼筋籠的制作和安裝:在開挖樁基的同時，進行鋼筋骨架的制作。豎筋的接頭直徑小于16mm時采用搭接焊，直徑大于16mm時采用套筒連接。鋼筋預制成籠，可在樁孔內(nèi)搭接，搭接不得設在土石分界和滑動面處。鋼筋籠制作、搭接要求按技術規(guī)范的有關規(guī)定辦理;用16t汽車吊起吊、安裝鋼筋骨架時，應避免鋼筋骨架撞擊他物或起吊不當落入地上，引起骨架變形。鋼筋骨架安放在孔中部，并在加強筋位置，對稱點焊四根Ф20的凸形鋼筋，凸形鋼筋應頂位護壁混凝土，以固定鋼筋骨架，防止混凝土澆筑過程中鋼筋骨架發(fā)生位移。(3)、樁身混凝土澆筑:①樁基混凝土澆筑:當孔內(nèi)滲水量小6mm/min，采用常規(guī)方法澆筑樁基混凝土。堵漏和積水的排除，澆混凝土前及時將混凝土護壁上的滲漏處堵塞，然后把井內(nèi)積水抽干，以保證樁芯混凝土質(zhì)量，堵漏的方法，大面積堵成小面積的、小面積堵成點漏而最后堵塞之。混凝土采用C30混凝土，混凝土坍落度控制在7—9cm，水平運輸由6m3混凝土罐車由拌和站運至施工現(xiàn)場，垂直運輸采用溜槽接活動溜管方式入倉，溜管每10m設置一個緩沖器，并且溜管管口距倉面不得大于2m。入倉后采用人工進行平倉。樁身混凝土每連續(xù)灌注0.5m左右時，采用插入振搗棒振搗密實后，再進行灌注。②水下混凝土的澆筑當孔內(nèi)滲水量大于或等于6mm/min，采用水下混凝土的澆筑方法澆筑樁基混凝土?；炷帘仨毦哂辛己玫暮鸵仔裕涠纫藶?00～240mm。水下澆筑混凝土前，應仔細檢查導管的氣密性，檢查吊車的完好情況。在樁基鋼筋骨架底設置十字鋼筋。封底混凝土的澆筑：導管、漏斗在孔中拼裝完成后，應將導管安放在孔的中部，保證導管底高出孔底25～40cm。按坍落度為16～22cm的要求，準備3.75～5立方米混凝土，當封底混凝土準備完成后，即可撥出漏斗口的隔水球，讓混凝土沿導管注入孔中。封底成功后，混凝土直接連續(xù)注入漏斗中。在澆注混凝土過程中，應有備用的發(fā)電機保證現(xiàn)場有足夠的混凝土罐車，以保證混凝土澆注的連續(xù)性。當導管埋入混凝土的深度達到6.5米時，暫停澆注，用吊車緩緩提升導管，拆除2.5～4.