韓學(xué)明 葉莘
(1.浙江交工集團(tuán)股份有限公司 浙江杭州 310051;2.浙江交工金筑交通建設(shè)有限公司 浙江杭州310051)
隨著交通工程建設(shè)范圍的擴(kuò)大,不少道路施工中會(huì)遇到滑坡段施工的情況?;率侵感逼禄蛉斯み吰略诮邓⒘魉疀_刷等自然因素或爆破、人工開挖等人為因素的影響下失去原來的坡體平衡,沿某一貫通的破壞面或是軟弱面整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象[1]。若處理不當(dāng),則會(huì)造成施工面下滑的情況,甚至引起道路的病害、崩塌。目前,施工中普遍采用抗滑樁對(duì)滑坡進(jìn)行處理,滑坡的穩(wěn)定性可以得到一定的改善[2-4]。然而,抗滑樁及其土拱效應(yīng)帶來的邊坡穩(wěn)定性影響對(duì)其應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)[5-7]。為了優(yōu)化抗滑樁加固邊坡工程效果,需要對(duì)抗滑樁及其受力情況進(jìn)行更加深入的機(jī)理分析。
針對(duì)抗滑樁不同施工參數(shù)對(duì)抗滑樁性能的影響,本文依托實(shí)際工程,對(duì)滑坡段抗滑樁方案進(jìn)行了研究與改進(jìn),以期為今后類似工程提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。
527國道新昌大市聚至嵊州黃澤段工程(新昌段)在LK11+700-LK11+800 處的滑體范圍較大,滑坡沿路線方向?qū)捈s100m,滑坡體厚度5~11m,滑體面積約29 700m2,屬于中型的中層深度碎石土類推移式滑體,滑動(dòng)面為其中下部易軟化的含角礫黏土層,滑動(dòng)面較緩?;麦w地下水埋深淺,地下水來源較為豐富。
本工程滑坡段路基施工線路從滑坡體上部位置以填方路基形式通過。為了施工時(shí)盡量減少對(duì)其的擾動(dòng),在路堤坡腳護(hù)坡道位置打設(shè)一排直徑1.5m的圓形抗滑樁,樁間距4m,樁長20m,嵌入中風(fēng)化巖8.5m,防止嵌固深度不足發(fā)生滑動(dòng)面下移導(dǎo)致抗滑樁失效。
在抗滑樁施工前,先進(jìn)行地表排水與地下水排水,后者采用打設(shè)17m 仰斜式排水管的形式,以降低地下水位。在抗滑樁施工過程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測滑坡體的水位和位移?;麦w處治完成后,再進(jìn)行路堤填筑作業(yè)。填筑后,打設(shè)23m 仰斜式排水管,同時(shí),卸載部分土體以降低上部荷載,填筑期間對(duì)抗滑樁深層位移進(jìn)行監(jiān)測。本工程采用的主要施工工藝流程如圖1所示。
圖1 施工工藝流程圖
為了驗(yàn)證處治方案的有效性,建立了圖2 中的數(shù)值模型,計(jì)算結(jié)果表明打設(shè)抗滑樁且路堤填筑后的邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.24,符合《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。
圖2 滑坡體數(shù)值計(jì)算模型
如圖3所示,采用全站儀精確定位樁孔位置,拉十字線釘放4個(gè)控制點(diǎn),以4個(gè)控制點(diǎn)為基準(zhǔn)控制護(hù)筒的埋設(shè)位置和鉆機(jī)的準(zhǔn)確就位,護(hù)筒中心豎直線與樁位中心線應(yīng)一致,偏差不大于50mm。
圖3 十字絲法控制樁位
鋼護(hù)筒制作采用鋼板卷制,壁厚10mm,內(nèi)徑大于樁徑至少200mm。在埋設(shè)定位時(shí),護(hù)筒中心與樁中心的平面位置偏差不大于50mm,豎直方向的傾斜度不大于1%;護(hù)筒頂面宜高出地面0.3m,高于樁頂設(shè)計(jì)高程1m。
本工程抗滑樁采用8.6t沖擊錘施工,同時(shí),利用泥漿泵向孔內(nèi)輸送泥漿。成孔孔徑不小于設(shè)計(jì)值,傾斜度小于1%S,且≤500mm。成孔后,采用超聲檢孔器對(duì)孔徑、孔壁進(jìn)行檢測。合格后,采用換漿法進(jìn)行清孔。
抗滑樁鋼筋籠采用超長主筋,每個(gè)鋼筋籠包括28組主筋,每組主筋通過幫條焊輔助平直焊接或3 根鋼筋交錯(cuò)接長連接(見圖4和圖5)。鋼筋籠內(nèi)側(cè)每隔2m設(shè)置加勁箍筋,在對(duì)應(yīng)的外側(cè)設(shè)置定位筋,每組定位鋼筋對(duì)應(yīng)4 根加勁箍筋,可有效防止鋼筋籠變形。鋼筋籠采用25t 汽車吊分段起吊下放安裝,下放后,在鋼筋籠頂部設(shè)置抗浮裝置。
圖4 主筋連接方式示意圖
圖5 主筋連接施工圖
抗滑樁水下混凝土灌注利用導(dǎo)管泵送澆筑,首批灌注混凝土用量要滿足導(dǎo)管首次埋置深度不低于1m和填充導(dǎo)管底部高度的需要。為了保證灌注過程中的混凝土強(qiáng)度,導(dǎo)管埋置深度宜控制在2~6m,確保灌注后的樁頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)值高出1m 左右。導(dǎo)管埋深達(dá)到一定值后,快速逐級(jí)拆卸導(dǎo)管,并在每次起升導(dǎo)管前對(duì)孔內(nèi)混凝土面高度進(jìn)行測量。
為了動(dòng)態(tài)控制填筑進(jìn)程、降雨等因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,在施工過程中,設(shè)置5個(gè)抗滑樁深層位移測點(diǎn)和測斜點(diǎn)對(duì)滑坡體的變形和水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,如圖6所示。
圖6 抗滑樁深層位移測點(diǎn)布置圖
待樁身混凝土灌注完畢28d,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后,進(jìn)行樁基質(zhì)量檢測,包括在抗滑樁混凝土澆筑同期制作3 組混凝土試件,開展抗壓強(qiáng)度測試實(shí)驗(yàn);同時(shí),通過采用預(yù)置聲測管對(duì)抗滑樁進(jìn)行超聲波無破損法檢測,檢測樁的完整性。
抗滑樁施工前,需做好施工期排水規(guī)劃和建設(shè),做好原地面臨時(shí)排水設(shè)施,并與永久排水設(shè)施相結(jié)合,形成內(nèi)疏、外排防堵結(jié)合的截排水系統(tǒng)。本工程中的排水施工主要包括兩個(gè)階段:滑坡體上排的仰斜式排水管,在抗滑樁施工前打設(shè);滑坡體下排的仰斜式排水管,在路堤填筑后打設(shè)。
如圖7所示,在抗滑樁施工前,在滑坡體上方采取潛孔鉆機(jī)打設(shè)上排仰斜式排水管。排水管采用Φ75帶孔PVC 管,長度17m,間距4m。排水管的打設(shè)傾斜度與路面橫坡一致,均為4%。
圖7 上排仰斜式排水管施工示意圖
如圖8所示,在路堤填筑后,在滑坡體上方采取潛孔鉆機(jī)打設(shè)下排仰斜式排水管。排水管同樣采用Φ75帶孔PVC管,長度23m,間距4m,傾斜度與路面橫坡一致為4%。
圖8 下排仰斜式排水管施工示意圖
抗滑樁施工結(jié)束且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,進(jìn)行路堤填筑施工?;麦w路基填料主要為清宕渣、級(jí)配碎石。其中,清宕渣要求級(jí)配良好,顆粒不均勻系數(shù)不低于10(且曲率系數(shù)為1~3),最大粒徑不超過100mm,不能采用遇水軟化的巖質(zhì),且軟化系數(shù)應(yīng)大于0.75,含泥量不超過10%。
基于某工程中的滑坡體災(zāi)害,本文提出了復(fù)雜地形抗滑樁加固滑坡段高填方路基施工關(guān)鍵技術(shù),主要結(jié)論有以下幾點(diǎn)。
(1)本技術(shù)通過采用加強(qiáng)鋼筋籠、沖擊錘鉆孔、樁內(nèi)預(yù)埋聲測管、水下混凝土澆筑等成套技術(shù),提高了抗滑樁的承載力與穩(wěn)定性。
(2)本技術(shù)通過分時(shí)段打設(shè)仰斜式排水孔,既保障了施工前地下水的排水,又避免了過長的排水管對(duì)抗滑樁施工的影響。
(3)本技術(shù)在抗滑樁施工中持續(xù)對(duì)抗滑樁深層位移、填筑進(jìn)程和降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響進(jìn)行監(jiān)測,保障了抗滑樁在施工中的穩(wěn)定性與成樁質(zhì)量。