CN101994314A - 深孔矩形联排抗滑桩不跳桩开挖施工 - Google Patents

Abstract

本发明采用不跳桩人工挖孔的主要特点是对山体扰动少、安全可靠、施工操作简单、工作面多、工期短，最大限度提高施工效率，为抢险保通提供必要保障。建立严格的质量控制和保障措施的前提下，对抗滑桩锁口进行必要加固，然后在滑坡体上布置监测点，监测水压和土压力的变化情况，监测滑坡体多点位移情况。制定详细的施工方案组织施工，矩形孔口放样，严格控制五点垂线放样，每节人工挖孔结束后对孔内限界进行检查，严格控制桩的尺寸和垂直度。保证护壁混凝土强度质量。在联排作业时采用联排开挖、竖向错位开挖的形式进行，让各挖孔桩的作业深度成凹凸状进行，避免过大对不稳定土体的扰动，从而达到预期施工效果。

Description

深孔矩形联排抗滑桩不跳桩开挖施工

技术领域

本发明涉及松散堆积体上进行联排不跳桩人工挖孔桩施工作业。 

背景技术

本发明在各类地质灾害综合整治工程施工中，采用抗滑桩治理滑坡较为普遍，针对施工地段施工场地较为狭窄，机械无法施工。鉴于此，我们积极挖潜增效，在施工的实践中开发了适用于地下水丰富、土质松散及雨季期间人工边开挖边进行护壁支护抗滑桩的施工技术难题。其施工操作简单，工期短，节约工程成本，雨季地质条件复杂的抗滑桩施工技术的应用目前在国内同类型地质灾害综合治理施工中尚属首例。 

发明内容

本发明在施工的实践中开发了适用于地下水丰富、土质松散及雨季期间人工边开挖边进行护壁支护抗滑桩的施工技术难题。针对雨季地质条件复杂的抗滑桩施工技术的应用目前在国内同类型地质灾害综合治理施工中尚属首例。深孔矩形联排抗滑桩的施工难点有以下五个方面：1)该抗滑桩是只在滑坡体上直接人工挖孔，由于滑坡体不稳定，成孔十分困难。2)该抗滑桩是深孔矩形，在很多工程中以圆形深孔为主，圆形深孔施工放样容易，矩形放样十分困难，在施工中如果控制不好，矩形深孔容易发生扭曲，造成中心不在垂线上，而发生大规模塌孔。3)由于该抗滑桩施工期间正值当地雨季，24小时不间断雨水对成孔的浸泡，会造成深孔侧壁滑坡体的不稳定，土水压力随雨量变化增加，对作业人员造成威胁。4)由于该抗滑桩为中尼公路的保通抢险工程，对施工进度要求严格，对施工工法提出速度上的要求。5)一般人工挖孔桩作业要求跳桩开挖，这样能够保证作业安全。 

附图说明

附图为公路工程三角轻型挂篮悬臂浇筑施工工艺流程 

具体实施方式

1.操作要点 

1.1施工准备：测定桩位，平整场地，修建截排水设施，对边坡进行清刷减载并对边坡采取喷砼、挂网、砌筑坡角墙等防护措施。安装井架，安装卷扬机等设备。备好各工具所需的机具、器材和井下排水、照明设施，并埋设滑坡变形、位移、土水压力的观测点，记录初始值。开挖前在孔口上方采用φ48δ3.5钢管搭设雨棚支架，支架上覆盖彩条布避雨，保证全天候作业，且下雨时孔口无雨水下流冲刷孔壁，并在孔口周围开挖排水沟，防止积水和雨水流进孔内。 

1.2锁口制作：按设计做好锁口盘，其顶面应高于原地面线50cm，以防止桩口沉陷及地表水流入。 

1.3不跳桩开挖施工要点：采用不跳桩竖向同时开挖，桩间净距仅2m，相邻两桩间施工扰动极大，存在极大安全隐患。为此，只有采取相邻桩孔竖向错开开挖，错开开挖高度以7m为宜，即首先按照跳桩开 挖的原则跳桩开挖第一批桩，待第一批桩开挖7天，其开挖深度已达7m，最上节浇注钢筋混凝土护壁已达7天强度，开始插入第二批桩孔开挖，两批桩平行开挖以确保竖向错开高度，并确保与第二批桩开挖土层相邻的第一批桩护壁已达7天强度，同时严格按设计要求在桩孔内按规定间距设置工字钢水平支撑。当第一批桩开挖至岩层后，适当加快第二批桩开挖速度，争取两批桩同时完成，由此达到减小开挖扰动的目的。 

1.4护壁施工：抗滑桩应分节开挖，每开挖一节，应及时做好该节护壁，当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节，为了保证工期，护壁应加早强剂。护壁各节纵向钢筋必须焊接，禁止简单绑扎。为减轻开挖时对孔壁的震动，以风镐开挖为主，局部可配合风枪。石质较坚硬地段，采用风枪钻浅眼松动爆破。开挖顺序为先中间部分，后孔壁部分。 

护壁支撑：立模前先清除护壁上的浮土和松动石，护壁应避免在土石分界处和滑动面处分节。按设计标号和厚度灌注护壁钢筋混凝土。浇筑护壁砼时，必须保证护壁不侵入桩截面净空以内，桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。 

1.5出渣及孔内排水：当桩孔内人工装碴，使用卷扬机作提升设备，人工小车运至卸碴点，统一采用汽车运至监理工程师同意的弃碴场。孔挖至有水时，采用离心泵及时抽水。 

1.6模板支撑系统设计：为有效缩减常规小钢模拼装时间，并确保护壁混凝土浇注完成后，桩孔内有足够空间可进行土方开挖，采用大块定型钢模直接吊装，并在大块钢模板面内侧按一定间距有序设置工字钢对撑，预留土方开挖空间，并确保混凝土浇注时承受混凝土侧土压力。按照土层厚度H＝20m设计大块钢模，钢模按混凝土护壁设置要求，高度采用1m；为尽量减少钢材用量，又能在混凝土浇注完成后有足够土方开挖空间，拟采用在一定厚度钢板上加竖肋及横肋，并在竖向钢模中间加三道工字钢水平支撑。 

1.7特殊地质情况桩身开挖：若滑坡地段地表水、地下水丰富，桩身开挖过程中渗水量大，土质流动性大，呈流塑状，桩身护壁四周坍塌严重，成孔困难。则可以采用如下加强措施：已完成的护壁，由于变形、开裂严重，用钢板护住护壁，钢板外用工字钢和钢筋焊接固定，为稳固钢板和工字钢，每米护壁，在抗滑桩的3.5m方向打入6根3m长的锚杆，2.5m方向打入4根3m长的锚杆，使其牢靠。在已完成的护壁上开孔，由孔口处向护壁后空洞部分填充C20砼，直至护壁后空洞完全密实为止。护壁开孔由上往下，尺寸为30×30cm方孔，按2m间距梅花型布设，并在开孔处适当加设Φ32螺纹钢，使护壁、填充砼、桩周土体形成一体。护壁砼厚度由原设计的20cm调整至50cm，护壁钢筋由原设计Φ12钢筋网调整为Φ32钢筋网。抗滑桩每节护壁长度控制60cm。为保证抗滑桩顺利施工，在滑动面地段布置超前小导管，超前小导采用L＝2mφ42*4花管，间距为50×50cm梅花型布置，外插角30度，小导管超前有效长度为1.73m，可以分二个至三个循环进行开挖。小导管采用双液注浆机注双液浆，双液浆配合比为C∶S＝1∶0.5，水灰比为0.7∶0.9，注浆压力为2.5MPa。小导管不仅固结已开挖段护壁四周背后松散体，还起到超前支护的作用。如果护壁在开挖时，不能继续向下开挖，就必须回填透水性材料碎石土至开裂处进行二次开挖。 

2.材料与设备 

2.1材料 

2.1.1碎石石质坚硬、洁净、干燥、具有良好抗压强度的二岩石英片麻岩，级配符合AC-16筛分要求。 

2.1.2砂：中粗天然砂，细度模数2.3～3.0，视密度不小于2.5g/m3，主要从中尼公路K5322里程的曲乡自采。 

2.1.325#钢筋、大块钢模、工字钢支撑。 

2.1.4水泥：325#水泥。 

2.2机具设备 

2.2.1开挖设备：卷扬机54台，风枪40个，风镐若干个。 

2.2.2其他设备：60输送泵一套(HBT)，强制式搅拌机9台(JZC350)，15t以上自卸汽车、空压机、装载机，吊车、挖掘机，发电机等。 

2.2.3检测设备：声测管，检测桩的完整性、桩长、均匀性。多点位移计、土压力盒、测斜计等。 

3.质量控制 

3.1抗滑桩质量检验标准：桩孔开挖主要允许偏差项目(基底标高：±50mm，基底平面尺寸：不小于设计，受力钢筋(灌注桩)±20mm，竖直度挖孔桩：0.5％桩长且不小于200mm，钢筋骨架底面高程：±50mm)。 

3.2钢筋施工质量控制：桩身钢筋就地加工，由于地面绑扎钢筋整体吊装受空间限制，难度大。桩身钢筋的绑扎采用孔内绑扎钢筋笼。具体的做法为每侧先立3根钢筋，竖向间隔2m绑扎一圈箍筋，形成骨架，再逐根按设计绑扎主筋和箍筋。绑扎竖向固定箍筋可用电焊与主筋焊接，但点焊不能烧伤主筋。孔内有水，电源引入孔内，地面应装漏电保护器，钢筋笼周围用短钢筋支顶于护壁，控制钢筋笼稳定和保证砼保护层厚度。竖向主筋或其他钢材的搭接应避免设在主滑层上，搭接焊以双面搭接焊连接，搭接长度不小于5d，焊接注意焊接质量，焊缝高度不小于0.3d。焊缝宽度不小于0.7d，并使搭接两根钢筋的轴线在一条直线上。主筋接头采用电渣压力焊连接，接头避开弯矩最大处。 

3.3不跳桩开挖施工的质量控制 

3.3.1采取措施，确保支护混凝土强度：由于挖孔桩施工期跨越冬季，气温较低，混凝土强度增长较慢，导致护壁混凝土拆模时间较长。为有效缩短混凝土形成强度时间，增加桩孔开挖有效时间，必须在混凝土拌和料中掺加减水剂及早强剂，减水剂掺量以水泥用量的1％为宜、早强剂掺量以水泥用量的4％为宜，以尽量减少水的用量，提高混凝土的早期强度，使混凝土3天强度达到设计强度的50％以上。前3天靠模板及支撑整体抵挡土压力，确保安全。在混凝土强度未达到设计强度的50％以前不能拆模，但下节桩孔开挖及支护又不能停止，按照每天开挖并支护一节(1m高)，按每节护壁达3天强度后取掉工字钢支撑并拆模推算，需采用三套模板倒用。护壁模板拆除后，必须及时用工字钢予以顶撑抵挡土压力，待相邻桩孔挖至与该节护壁齐平时，该节护壁已达7天强度(设计强度值的70％以上)，完全可以确保相邻桩孔开挖的安全。 

3.3.2加强护壁长边方向钢筋，取消长边护壁支撑：原设计挖孔桩护壁为40cm厚钢筋混凝土，每节 1m高护壁在平行于长边方向设10根Φ20受力钢筋承担长边方向的弯矩及剪力，并需在垂直于长边设三道支撑。根据设计支撑受力要求，需在垂直于长边方向用工字钢支撑，才可确保桩孔安全。但由于桩孔护壁先浇注，工字钢支撑后顶撑，工字钢支撑与混凝土护壁很难紧密按触，只有在护壁受力变形挤压方能确保支撑被动受力；且由于工字钢自重较大，如工字钢未顶紧受力，极易下掉，对下部桩孔开挖形成安全威胁；同时由于工字钢支撑占位将导致桩孔箍筋无法提前制作下放绑扎，只能将箍筋分解成短截下放再焊接，从而导致工期拖延。为此，建议根据不同土层厚度验算护壁所需钢筋，对护壁钢筋予以适当加强，使护壁混凝土满足强度要求后，能够取消工字钢支撑。 

3.3.3灌注桩身混凝土：为防止孔内渗水，先在孔底用1∶3的水泥砂浆铺底10cm；清除护壁上凸出部位和杂物，湿润护壁混凝土。在坍方地段的护壁有裂纹时应用风枪布眼压浆，以加强桩的抗滑力。使用串筒或导管灌注桩身混凝土，其中滑坡上边坡抗滑桩采用混凝土输送泵输送，机械振捣。灌注应连续进行，第一捣固层厚度不宜超过30cm。当滑体有滑动迹象或需加快施工进度时，可采用速凝早强混凝土。 

4.安全措施 

4.1人工挖孔，对孔壁的稳定及吊具设备及孔内气体情况等，应经常检查。 

4.2人员下孔前，先用鼓风机将孔内空气排出更换。挖孔深度超过10m时，采用机械通风，人员上下孔须配安全带。 

4.3在围岩松软破碎和滑动面节段，护壁内顺滑坡方向用临时横撑加强支护，并注意观察其受力情况，及时进行加固，当发现横撑受力变形，破损而失效时，井下人员立即撤离。 

4.4对于正在作业的路段，，在路口树立醒目的施工标志牌，提醒过行行人、车辆，以免行人、车辆在开挖区内行驶。 

5.环保措施 

环境保护是我国的一项基本国策，搞好环境保护和水土保持与国家的可持续发展密切相关，按照环保局文件的有关要求搞好施工环保、水土保持和文明施工。具体措施如下： 

5.1工程施工以不破坏原生态环境为原则，因施工需要必须破坏的区域，工程收尾后进行植被复原。 

5.2建立文明施工环保、水土保持和文明施工管理体系，完善管理制度。 

5.3实行施工环保、水土保持和文明施工管理责任制，将施工环保、水土保持和文明施工与各作业班组和管理人员奖金分配挂钩。 

5.4制定施工环保、水土保持、文明施工、施工现场管理、施工秩序管理、施工安全管理细则，并认真落实。 

5.5项目部每月进行一次施工环保、水土保持和文明施工检查，针对检查中发现的问题限期整改。 

5.6防止污染措施 

5.6.1施工现场内道路平整、顺畅，排水良好。临时设施均按标准硬化地面，施工用水一律排至指定水 沟，不得随意乱排乱放，影响当地水源。 

5.6.2合理分布动力机械的工作场所，尽量避免同处运行较多的动力机械设备，对噪音超标的机械设备，采用装消音器来降低噪音。 

5.6.3落实门前三包措施，切实做好水泥、砂石进场，保持现场条理化，场地弃土由汽车及时运走，工具及材料堆放整齐，做到文明施工，场地整洁、有序。 

Claims (1)

1.本发明采用不跳桩人工挖孔的主要特点是对山体扰动少、安全可靠、施工操作简单、工作面多、工期短，最大限度提高施工效率，为抢险保通提供必要保障。建立严格的质量控制和保障措施的前提下，对抗滑桩锁口进行必要加固，然后在滑坡体上布置监测点，监测水压和土压力的变化情况，监测滑坡体多点位移情况。制定详细的施工方案组织施工，矩形孔口放样，严格控制五点垂线放样，每节人工挖孔结束后对孔内限界进行检查，严格控制桩的尺寸和垂直度。保证护壁混凝土强度质量。在联排作业时采用联排开挖、竖向错位开挖的形式进行，让各挖孔桩的作业深度成凹凸状进行，避免过大对不稳定土体的扰动。

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