林思波， 龍 波， 馬繼峰， 施 源

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都 610072)

1 工程概況

本抗滑樁工程項目位于阿壩州理縣古爾溝鎮(zhèn)境內(nèi)，名稱為國道317線獅子坪電站改線公路沙壩路段應(yīng)急搶險治理工程4#滑坡應(yīng)急處治項目。K231+509～+599段路基局部發(fā)生變形垮塌形成滑坡(以下簡稱“4#滑坡”)，為盡快恢復(fù)4#滑坡范圍內(nèi)道路通行及保證坡腳安全，急需對4#滑坡進行應(yīng)急加固。設(shè)計單位對該垮塌段設(shè)計的抗滑樁加固方案為：

采用樁基承臺擋墻對K231+509～K231+599垮塌段路基進行恢復(fù)，抗滑樁采用D=2.5 m，樁間距5 m，樁長35 m、38 m、40 m，共計抗滑樁18根。抗滑樁樁長可根據(jù)開挖情況動態(tài)調(diào)整。樁頂設(shè)置系梁連接，樁基鋼筋伸入系梁1.5 m。

2 技術(shù)方案

2.1 旋挖施工抗滑樁目的及特點

本項目抗滑樁屬于深孔嵌巖樁，設(shè)計嵌入巖體深度20 m，其覆蓋層極厚(20～26 m)，且屬于大直徑嵌巖樁，地層以松散碎石土為主，孤塊石含量多，易塌孔，如采用旋挖泥漿護壁施工將加劇滑坡體下滑，誘發(fā)二次滑坡，故需采取“干鉆法”鉆孔施工，覆蓋層段采取跟進護筒的措施；如采用傳統(tǒng)的人工挖孔法，在成孔過程中，其安全風險極大，因本次4號滑坡體屬于理縣沙壩村特大滑坡的子滑坡體，在治理施工過程中在仍然存在蠕動現(xiàn)象，一旦人員進入孔內(nèi)施工，在地下水及坡體天然蠕動的過程中極易發(fā)生塌孔造成安全事故，同時在設(shè)計提供的地勘資料顯示該部位基巖段裂隙相對發(fā)育，基巖中大量夾雜變質(zhì)砂巖，且強度極高，人工挖孔的進度較慢。在這樣的特殊地質(zhì)條件下如鉆孔灌注樁、鉆孔使用工藝選擇不當或者處理方法不正確，極有可能造成質(zhì)量事故[1]。故為了保證該部分的抗滑樁盡早完成，滿足坡體抗滑要求，該段設(shè)計的抗滑樁采用旋挖鉆機進行施工，通過下設(shè)護筒的方式有效防止覆蓋層段的塌孔和持續(xù)鉆進。

本項目抗滑樁身下設(shè)雙層鋼筋籠，澆筑C30混凝土，鋼筋籠下設(shè)采用2臺履帶吊配合下設(shè)，一臺150 t履帶吊車作為主吊進行鋼筋籠下設(shè)，一臺50 t履帶吊輔助鋼筋籠起身。在鉆孔過程中采用宇通牌YT360型旋挖鉆機鉆孔、三一SY600HD單夾型振動錘、ZYGJ2雙夾型振動錘實施鋼護筒跟進。

2.2 工程難點

2.2.1 抗滑樁施工工作面平臺狹窄

4#滑坡地段施工φ2.5 m、深40 m(局部施工平臺不具備下挖條件的孔深約45 m)的抗滑樁，其配備的大型設(shè)備主要有：150 t履帶吊車(寬7 m、長11.5 m)旋轉(zhuǎn)直徑為12 m，其重量為217 t(負荷工作狀態(tài))；旋挖鉆機重約120 t；但開挖形成施工平臺僅8～12 m，這就限制大尺寸、重噸位設(shè)備的技術(shù)操作范圍，致使設(shè)備的功效不能全部發(fā)揮出來。

2.2.2 地質(zhì)情況復(fù)雜，覆蓋層深厚，護筒跟進難度大，易孔斜

鉆孔覆蓋層深度在20～26 m之間，其中覆蓋層為垮塌體，其地層內(nèi)部結(jié)構(gòu)本身存在滑動、松散，加之地下水的侵蝕作用，松散狀態(tài)下覆蓋層就極易塌孔，采取常規(guī)護筒跟進施工時，由于地層中塊石、巨石較多，護筒跟進過程中孔壁垮塌的塊石、巨石卡在護筒底部阻礙護筒下設(shè)；另鉆孔進入基巖段后，受地形地貌影響，坡體基巖多為傾倒變形體，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鉆孔情況顯示基巖以千枚巖、變質(zhì)砂巖為主，其中變質(zhì)砂巖強度極高，當其與千枚巖同時處于鉆孔斷面時，鉆頭極易向質(zhì)軟的千枚巖側(cè)偏移，造成鉆孔偏斜過大。

2.3 抗滑樁成樁施工工藝

2.3.1 設(shè)計原理

抗滑樁對滑坡體的作用是利用抗滑樁插入滑動面以下的穩(wěn)定地層對樁的抗力(錨固力)平衡滑動體的推力，增加其穩(wěn)定性。當滑坡體下滑時受到抗滑樁的阻抗，使樁前滑體達到穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)滑體的厚薄、推力大小、防水要求及施工條件等選用鋼筋混凝土樁?？够瑯兜牟贾眯问蕉嗖捎孟虏块g隔、頂部連接的樁排、互相間隔的錨固樁等。樁柱間距一般取樁徑的3～5倍，以保證滑動土體不在樁間滑出為原則。

2.3.2 施工工藝選擇

本抗滑樁施工采用宇通牌YTR360旋挖鉆機干孔鉆進，旋挖鉆進及護筒跟進全程采用“干鉆法”。覆蓋層及破碎巖層段采用全護筒跟進護壁。采用雙護筒法施工，采用振動錘下沉比設(shè)計樁徑大的護筒至基巖面[2]，清孔采用清孔掏渣鉆頭，澆筑混凝采取直升導(dǎo)管法。以此滿足施工工期不影響整體工程進度，施工過程中產(chǎn)生較小的振動、噪聲，降低對周圍建筑和坡體的影響[3]。

2.3.3 成樁施工

2.3.3.1 場地平整

開鉆前場地應(yīng)完成“三通一平”，場地平整采用反挖平整，人工配合，平整后用反挖反復(fù)碾壓，碾壓后再次用旋挖平壓，最后在作業(yè)平臺滿鋪2 cm厚高強度鋼板，以滿足鉆孔設(shè)備的穩(wěn)定性要求，局部場地狹窄段設(shè)備可適當壓樁通過或壓樁施工。

2.3.3.2 樁位測量放樣

采用GPS和DS3級水準儀測量定位、樁位放樣，樁位誤差小于50 mm，高程誤差小于±50 mm。定出樁基中點后，用十字引線將控制點引至樁基四周，以便施工中及時復(fù)核樁基成孔中心。

2.3.3.3 鉆機就位

采用YTR360旋挖鉆機成樁，鉆機就位后，調(diào)平、對中，確保鉆機機身水平、鉆桿(鋼絲繩)垂直，鉆頭中心與孔位中心的偏差不得大于20 mm。，其底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，在鉆進時不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷，否則應(yīng)及時處理?？够瑯妒┕み^程中采用跳樁施工，具體跳樁距離根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整，以提供更穩(wěn)固的設(shè)備平臺，同時可防止相鄰樁孔在澆筑時串孔。

2.3.3.4 護筒埋設(shè)及鉆孔施工

準確可靠的鉆孔施工作業(yè)，對于后期的混凝土灌注質(zhì)量提升，以及結(jié)構(gòu)安全性保證發(fā)揮了重要作用[4]。根據(jù)地質(zhì)特點，本項目采用全護筒(覆蓋層段)跟進法成孔，護筒壁厚16 mm，護筒采用φ3.0 m、φ2.7 m 2種規(guī)格，鋼護筒之間焊接連接，采用振動錘使護筒跟進至穩(wěn)定基巖內(nèi)。

先埋設(shè)施工φ3.0 m護筒，旋挖施工超前鉆進，較護筒深1～2 m，采用旋挖鉆頭下鉆1～2 m掏芯，即刻換填黏土，振動錘實施護筒跟進(φ3.0 m的護筒跟進深度在施工平臺以下12 m左右(同一規(guī)格護筒在蠕動破體上的阻力太大，有效跟進深度僅12 m左右)，根據(jù)地質(zhì)情況如此循環(huán)，直至φ3.0 m護筒跟進深度不再增加；當φ3.0 m的護筒在覆蓋層段不再跟進深度時，采用在其內(nèi)使用φ2.7 m護筒跟進，屆時每旋挖1 m進尺，即刻回填高質(zhì)量黏土，振動錘實施護筒跟進(φ2.7 m的護筒跟進深度在施工平臺至完整基巖段,每孔跟進總深度在25 m左右)；已達到振動錘下設(shè)護筒時孔壁不坍塌的效果，以此循環(huán)直至φ2.7 m護筒跟進至完整基巖段，停止跟進護筒，然后旋挖鉆進至設(shè)計樁深。

護筒跟進過程中，先采用三一SY600HD單夾型振動錘進行護筒調(diào)運和初次振動下沉，待跟進阻力較大致護筒不再下設(shè)時換用ZYGJ2型雙夾型振動錘進行護筒下設(shè)，ZYGJ2型雙夾型振動錘具有振動頻率高，振動功率大的特點，在復(fù)雜地層的振動下設(shè)力和起拔力都優(yōu)于單夾型振動錘，且采用雙夾振動錘可變換方位進行振動，對護筒跟進的孔斜控制可有把握，由于該工程使用的護筒長度較長，護筒垂直度控制尤為重要，護筒的垂直度直接關(guān)系到成孔的質(zhì)量和成孔鉆進的順利進展[5]，故護筒下設(shè)過程中全程使用全站儀進行測量，及時糾偏。

2.3.3.5 檢孔、清孔

鉆孔完成后采用清孔撈渣鉆頭清除孔底鉆渣。鉆孔灌注樁在成孔過程中及終孔后以及灌注混凝土前，均需對鉆孔進行階段性的成孔質(zhì)量檢查。

2.3.4 樁體鋼筋籠施工

2.3.4.1 鋼筋籠的制作

鋼筋籠制作采用整體加工制作，在胎模上加工。胎模場地須平整，保證胎模水平。鋼筋主筋采用套筒連接法、加勁箍筋采用焊接加工成型；在主筋上劃加勁箍筋位置線，按圖紙標明的加勁箍筋間距，算出實際需要的加勁箍筋根數(shù)。加勁箍筋與主筋接觸處采用點焊的方法焊接，焊接時必須采用兩面施焊，焊縫飽滿，不得有燒傷、啃邊等現(xiàn)象；采用繞筋機繞筋，相交處焊接；骨架成型后按規(guī)定要求加放焊耳筋，呈梅花型布置，確保保護層厚度。

2.3.4.2 聲測管安裝

按照設(shè)計要求布置4根，聲測管型號為φ57 mm×3 mm，用φ70 mm×6 mm 的套管連接，確保不漏水。檢測管隨鋼筋籠整體安裝，節(jié)段間采用套筒連接、焊接，聲測管安裝完成后，灌水檢查其是否漏水；聲測管上端高出基樁頂面50 cm，底端距離鋼筋籠底部不得超過10 cm。

2.3.4.3 鋼筋籠安裝

鋼筋籠安裝采用150 t履帶吊和50 t履帶吊配合整體安放入孔?？卓诓捎么蛏冶P固定鋼筋籠，保證鋼筋籠居中。

2.3.5 樁體混凝土施工

2.3.5.1 下設(shè)導(dǎo)管

混凝土澆筑采用直升導(dǎo)管法，導(dǎo)管內(nèi)徑為300 mm，導(dǎo)管底部距離孔底不大于25 cm。

2.3.5.2 混凝土灌注

混凝土由罐車運至現(xiàn)場后，檢測混凝土的坍落度和溫度,而后下料至料斗進行灌注。灌注中，每車混凝土灌注完成或預(yù)計拔導(dǎo)管前量測孔內(nèi)混凝土面位置，以便及時調(diào)整導(dǎo)管埋深。導(dǎo)管埋深一般控制在2～6 m之間，最小不得小于1.0 m，由于是干孔施工，灌注完的樁頂標高應(yīng)比設(shè)計標高高出0.2～0.5 m。

2.3.5.3 成型后樁頭鑿除

鉆孔灌注樁澆注完成后，可在混凝土初凝后終凝前及時清理樁頭超灌注部分。在鑿除過程中應(yīng)休整預(yù)留鋼筋，不得折彎或熱加工處理。

2.3.6 特殊情況處理措施

2.3.6.1 鉆孔偏斜

預(yù)防措施：安裝鉆機應(yīng)穩(wěn)固、垂直；在有傾斜的軟、硬巖層鉆進時，應(yīng)控制進尺，低速鉆進。

處理方法：一般偏斜，在偏斜處穩(wěn)住鉆頭上下反復(fù)掃孔，使鉆孔正直；偏斜嚴重時，回填低標號混凝土至偏斜處，待沉淀密實后重新鉆進。

2.3.6.2 澆筑時卡管

卡管主要有2種情況：

(1)由于混凝土本身的原因，如坍落度過小、流動性差、夾有大卵石、拌和不均勻，以及運輸途中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運送混凝土未加遮蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。

處理辦法：用長桿沖搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動導(dǎo)管。如仍不能下落時，則須將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔，進行清理修整(注意切勿使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入樁孔)，然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注。

(2)機械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時間過久，或灌注時間持續(xù)過長，最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝，增大了導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力，混凝土堵在管內(nèi)。其預(yù)防方法是灌注前應(yīng)仔細檢修灌注機械，并準備備用機械，發(fā)生故障時立即調(diào)換備用機械；同時采取措施，加速混凝土灌注速度。

2.3.6.3 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮，主要原因是由于混凝土表面接近鋼筋籠底口，混凝土的灌注速度過快，使混凝土下落沖出導(dǎo)管底口向上反沖，其頂托力大于鋼筋籠的重力時所致。為了防止鋼筋籠上升，當混凝土表面在鋼筋籠底部上下1 m之間時，放慢混凝土灌注速度，澆注速度一般控制在0.2 m/min。同時，也可在鋼筋籠頂部加置臨時配重。

2.3.7 應(yīng)用效果

國道317線4#滑坡體段抗滑樁工程軸線長90 m，施工的抗滑樁采用D=2.5 m，樁間距5 m，樁長35 m、38 m、40 m，共計抗滑樁18根?；舅锌锥疾捎脙?nèi)、外雙護筒的施工工藝，且為“干鉆法”施工，成功克服了蠕動滑坡體上易塌孔，覆蓋層深厚時不成孔的問題，內(nèi)護筒最大跟進深度26.5 m，目前本工程已完工，在樁身完整性檢測過程中，所有的抗滑樁檢測結(jié)果均為I類樁，其施工質(zhì)量得到了保證，縮短了工期，間接地降低了施工成本。

3 技術(shù)總結(jié)

(1)蠕動滑坡體上采用旋挖施工抗滑樁，在加快施工進度的同時避免了人工挖孔中易發(fā)生的安全風險。

(2)旋挖施工深厚覆蓋層的抗滑樁如采用同一種規(guī)格的護筒施工，其護筒跟進深度受到地層擠壓、摩擦阻力的影響大多數(shù)跟進深度不足，護筒以下到基巖段仍易發(fā)生塌孔，制約了工期也增大了混凝土的損耗。

(3)旋挖采用雙護筒工藝可有效避免覆蓋層段的塌孔現(xiàn)象，節(jié)省樁身混凝土灌注量，但是2種規(guī)格的護筒直徑不宜偏差太大，否則內(nèi)護筒段易發(fā)生孔偏斜嚴重的情況。

(4)在蠕動的坡體山跟進護筒施工過程中，覆蓋層段要在新鉆進的孔深部位回填黏土，防止振動跟進護筒時孔壁塌落孤石卡在護筒底部阻礙護筒跟進。

(5)護筒對接焊接過程中要進行護筒內(nèi)外面雙面焊接并沿護筒周身全線滿焊，以抵抗地層中孤石體對護筒對接部位形成的擠壓破壞。

4 社會經(jīng)濟效益

通過在蠕動滑坡體上“雙護筒干鉆法”抗滑樁施工技術(shù)研究，并結(jié)合工程實踐，不斷調(diào)整優(yōu)化鉆孔工藝，確保工程安全和質(zhì)量的情況下，經(jīng)實際工程應(yīng)用和經(jīng)營總結(jié)，取得效益。

4.1 工期效益

原本設(shè)計的抗滑樁工期需40天，而通過采用旋挖鉆機雙護筒跟進施工后，節(jié)約了11天工期，為后期路基施工爭取到了更多的寶貴時間，對國道317線順利通車起到了極大的作用。

4.2 社會效益

相對于傳統(tǒng)的泥漿護壁施工工藝、人工挖孔工藝，單一護筒旋挖施工工藝，采用旋挖鉆機雙護筒跟進、黏土回填預(yù)防塌孔的施工方法，可以減少因覆蓋層段塌孔對工期的耽誤，也可有效控制孔徑，有利于抗滑樁的成樁質(zhì)量和避免蠕動坡體的二次滑坡，減少擴孔造成混凝土材料超方的費用，該技術(shù)可在類似滑坡體施工中借鑒應(yīng)用。

5 結(jié)束語

本應(yīng)用僅對蠕動坡體上旋挖鉆機施工抗滑樁的工藝在理論分析和實踐生產(chǎn)上進行了多方面的試驗與總結(jié)。整個抗滑樁施工的研究取得了我們理想的效果，但在工期進度和資源優(yōu)化方面仍然有很大的改進空間，希望本應(yīng)用在以后類似的工程中起到借鑒價值或者提供一定的參考。