抗滑桩群整治山体滑坡施工工法复习过程.docx
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抗滑桩群整治山体滑坡施工工法复习过程
抗滑桩群整治山体滑坡施工工法
（2001——19工字06号）
中铁十九局集团第二工程有限公司田晓明司伟锋王洪伟
一、前言
随着交通事业的飞速发展，高速公路建设数量迅速增加，高、精、尖、难项目增多，这给建筑企业带来了良好的发展机遇，同时也增加了许多新的课题。
第二工程有限公司承建的渝合高速公路尖山子隧道进口端，主要为侏罗系泥岩及泥质粉砂岩、砂岩，线路穿越滑坡体的中上部。
由于路堑开挖及修筑便道，引起古滑坡体复活。
针对此情况，采用了在滑坡体上施作抗滑桩群和建立排水系统、路堑边坡施作抗滑挡土墙等综合治理方案，从而达到稳固滑坡体的目的。
此方法不但行之有效地控制了山体滑坡，而且操作简单，施工方便，不需大型机械设备，又能确保工期和质量。
为推广使用，通过总结、提高，形成本工法。
二、工法特点
1、操作简单，方法实用，施工方便，不需大型机械设备。
2、不受地形地貌影响，灵活性大。
3、工作面多而干扰少，破坏滑体少而不致引起滑体条件恶化。
4、开挖、支护同时进行，确保施工安全及质量。
5、钢筋孔外制作安装，吊送孔内，施工速度快，校正准确可靠。
三、适用范围
1、适用于公路、铁路线路两侧山体滑坡的稳定，防止山体或土体塌方。
2、适用于土质或石质滑坡体，可根据土层埋深，调整抗滑桩长度、桩截面和抗滑桩群布置形式。
四、施工工艺
（一）、工艺流程（见图1）
（二）、施工方法
1、施工准备
（1）修建临时施工便道，平整料场。
（2）平整孔口周围场地，做好桩区附近地表水的截排和防渗工作，并在孔口上方搭设雨蓬，孔口地
图1施工工艺流程图
面下1.5m内做好锁口工作，孔口上方加筑0.5m高的围埂，防止雨水倒灌。
（3）测量人员准确放样出桩位，施测桩孔“十字线”，设置护桩，并经常检查校核，严格控制桩顶和桩底标高。
（4）安装提升设备和塔架。
（5）孔下通风、照明、排水设施应在开工前给予落实。
2、挖掘
（1）挖掘方法：
组织三班连续作业，用镐头和手持电动风钻配合使用，木绞车或0.3～0.5T小卷扬机提升（根据桩的情况选用）。
（2）在孔口搭设人字扒杆、三角架或脚手架配合提升。
（3）挖掘程序视土层性质及桩孔布置形式而定。
抗滑桩群位于浅层土体滑坡上，桩孔一字形布置时，一般采取间隔跳两桩分批开挖，避免孔间因间隔过小而造成坍塌，待混凝土灌注后达到设计强度的70%，再开挖其它桩孔。
（4）为了便于施工，缩短工期，根据实际情况，渗水量大的桩孔应超前开挖，集中排水，以降低其它桩孔水位。
（5）挖掘时，不必将护壁表面修成光面，要使桩孔壁凸凹不平，以增加桩的摩擦力。
（6）在挖桩孔的过程中，经常检查桩孔尺寸和平面位置，桩孔的中线偏差不得大于桩长的0.5%，截面尺寸必须满足设计要求，不得有欠挖。
（7）挖桩孔时，有渗水应及时支护孔壁，防止水浸泡孔壁造成坍孔，渗水应予以集中排除，或用井点法降低地下水位。
（8）桩孔挖掘和支撑护壁两个工序连续作业，中途不得停顿，以防坍孔。
应分节开挖，分节高度0.6～2.0m，挖一节立即护一节，围岩松散时，应适当缩短分节，但不应在土石层变化处、涌水处或滑面处分节。
（9）孔深超过10m时，经常检查CO2浓度，若CO2浓度超过0.3%时，增加通风设备。
（10）孔内爆破应采取松动爆破，不得放大炮。
（11）施工过程中应做好地质素描，及时观察土层及岩层的变化情况。
（12）挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖和设安全标志。
（13）桩孔开挖的弃碴不得随意堆放，应及时运至滑坡体以外的弃碴场，确保施工安全。
3、锁口及护壁支撑
锁口按设计图纸要求来做，当开挖到地下1.5m时，应立即施作锁口混凝土，当土层松散时，可分节施工，确保孔口及井下作业人员的安全。
支撑形式视土质、渗水情况、工期、工程地质条件而定，对岩层、较坚硬密实土层不渗水，开挖后短期不会坍孔者可不暂时支撑，在其余土质情况下，随挖随支撑，以利于安全。
由于抗滑桩位于滑坡体上，土层松软，岩石为强风化-中等风化，且有渗水发生，因此选用就地灌注混凝土护壁，一般开挖0.6～2.0m深时，即立模灌注护壁混凝土。
为提高施工速度，加快混凝土凝结速度，可掺入早强剂。
钢筋内布设钢筋网，钢筋可在地面预制成片、孔内安装的方法加工，模板不须光滑平整，利于与桩身混凝土连接。
护壁脱模在灌注混凝土24小时后，开挖应在上一节护壁混凝土终凝后进行，在松散软弱破碎和滑面处，应在护壁内侧顺滑动方向用临时横撑加强支护，并观察其受力情况，及时进行加固。
当横撑受力过大、破坏失效时，孔下施工人员应立即撤离，护壁混凝土应洒水养护。
4、排水
地表桩口周围挖截水沟或修筑围埂，并对从孔内排出的水妥善引流。
桩孔内渗水量不大时，可用铁皮桶盛水，人工提升排走；渗水量大时，用小水泵排走。
孔深小于水泵吸程时，水泵可设在孔外；孔深大于水泵吸程时，须将水泵吊入孔内进行抽水。
在灌注混凝土时，若数桩孔内均只有小量渗水，应采取措施同时灌注，以免将水集中一孔，增加施工困难；若多孔渗水量均大，影响灌注质量时，则应于一孔集中抽水降低其它各孔水位，此孔最后用水下灌注混凝土法施工。
5、孔内爆破
为确保施工安全，孔内爆破应注意以下几点：
（1）孔内爆破须有人员迅速撤离装置，导火线应作燃烧速度试验，据以决定导火线所需长度，孔深超过10m时，应采用电引起爆。
（2）必须打眼放炮，严禁裸露药包。
对于软岩，炮眼深度不超过0.8m；对于硬岩炮眼深度不超过0.5m。
炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩层走向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边。
（3）严格控制装药量，以松动爆破为主，一般装硝铵炸药1/2节，炮泥长度必须为炮眼深度的1/2以上。
（4）有水孔眼要用防水炸药，尽量避免瞎炮，如有瞎炮应按安全操作规程处理，经检查瞎炮处理好后，方可继续施工。
（5）炮眼附近的支撑应加固或设防护措施，以免支撑炸坏，引起坍孔。
（6）孔内放炮后须迅速排烟，用电动鼓风机向孔底吹风。
（7）当孔深大于12m时，每次放炮后应立即测定孔内有毒气体浓度，并通风排除后，人员方可下孔作业。
6、终孔检查处理
挖孔达到设计标高，并经测量人员测量认可后，方可进行孔底处理。
孔底必须作到平整、无松碴、污泥及沉淀等，嵌入岩层深度、岩层风化程度和岩性情况应符合设计要求，如与设计资料不符时，应提出设计变更。
7、钢筋骨架的制作及安装
根据桩孔的实际情况钢筋骨架制作与安装可采用地面预制成笼、孔口搭接和孔内绑扎法两种，下面对地面预制成笼孔口搭接法作以简单叙述。
（1）钢筋骨架的制作方法
采用箍筋成形法，按照钢筋骨架的外径尺寸制作一块样板，将箍筋围绕样板弯制成箍筋圈，在箍筋圈上标出主筋位置，同时在主筋上标出箍筋的位置，然后在水平的工作台上，在主筋长度范围内放好全部箍筋圈，将两根主筋伸入箍筋圈内按钢筋上所标位置的记号互相对准，依次扶正箍筋并一一焊好，再将其余的主筋穿进箍筋圈内焊成骨架。
（2）钢筋骨架保护层用焊接钢筋“耳朵”法设置
钢筋“耳朵”用φ10mm断头钢筋弯制而成，长度不小于15cm，高度不小于5cm，焊接在骨架四周主筋外侧，每侧两个，其布置间距5m一排。
（3）骨架的运输、起吊和就位
①骨架的运输
在场地内运输时，受地形限制，需用人工抬运，应在若干加筋处尽量靠近骨架中心穿入抬棍，各抬棍要受力均匀，在运输过程中，要防止骨架的变形。
②骨架的起吊：
钢筋骨架可利用钻机塔架、人字扒杆、脚手架或缆索配合滑轮组、油葫芦等设备进行起吊。
③骨架的就位
为了保证钢筋骨架起吊时不变形，用两点吊。
第一点设在骨架下部，第二点设在骨架长度的1/3点。
起吊时，先提第一点，使骨架稍抬起，再与第二吊点同时起吊，等骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续起吊第二点，随着第二点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊，解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。
当骨架进入孔口时，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁，当骨架下降到第二吊点附近时，在钢筋笼骨架中间插入木棍和钢钎，将骨架支撑于孔口，将吊钩移至骨架上端。
取出临时支撑，继续下降骨架，直至最后一节，按上述方法暂时支撑。
此时再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同一竖直线上，进行焊接，当焊接强度达到要求后，稍稍提起骨架，抽去临时支托，将骨架慢慢下降，如此循环，使全部骨架降至设计标高为止，最后将骨架用铁丝绑牢在钻架或临时设于孔口的井字架上，即可松开骨架的吊点，此时应测量钢筋骨架的标高与设计是否相符，偏差不得大于5cm.
（4）施工注意事项
①钢筋制作根据实际情况采用地面预制成笼、孔口搭接和孔内绑扎法。
②在土石界面和滑动界面处不得有接头。
③受力纵筋接头采用闪光接触对焊焊接，钢筋接头应互相错开，在接头处的35d范围内有接头的受力钢筋面积不得大于该截面钢筋面积的50%，纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于6cm。
8、混凝土灌注
当孔底、孔壁渗入孔内的地下水位上升速度小于6mm时，可采用在空气中灌注混凝土。
（1）导管
导管是灌注挖孔桩的重要工具，用钢板卷制焊成，根据挖孔桩长、桩径和每小时通过混凝土的数量选用直径、壁厚适当的导管，最后一节导管壁厚应大于其它导管。
中间一节一般长2m左右，最下一节可加长至4～6m。
在法兰盘附近，焊一对小耳，导管吊放时宜用两根钢丝绳分别系在下端导管的两个耳上，并沿导管每隔5m左右，用铁丝将导管和钢丝绳捆扎在一起，导管吊放时，应使位置居于孔中心，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
（2）漏斗、溜槽和储料斗
导管顶部放置漏斗，漏斗一般用2～3m厚的钢板制成圆锥形或棱锥形，在距漏斗口约15cm的下面两侧对称焊接吊环各一个，圆锥形漏斗上口直径一般为800cm，高为900cm，棱锥形漏斗一般为1000cm×1000cm×800cm，插入导管15cm。
为了增加漏斗的刚度，可沿圆锥形漏斗上口周边外侧焊接一14～16cm钢筋，棱锥形漏斗上口焊接一30×30cm角钢加强。
在漏斗上方设溜槽、储料斗和工作平台，工作平台可直接放在孔口周边平地上，用人工把料投入储料斗，沿溜槽进入漏斗和导管。
（3）混凝土的配置、运输和灌注
根据设计要求的混凝土强度，严格地进行混凝土配合比的选择，确定最优的配比方案，水灰比控制在0.5～0.6之间，坍落度为12～15cm，粗骨料粒径不大于5cm，在混凝土中投加早强剂，以提高混凝土早期强度。
混凝土运输时应尽量缩短时间和距离，并加覆盖。
（4）导管埋深控制
灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度一般控制在2-4m较好，在任何情况下，导管埋深均不得小于1m或大于6m，小于1m时，易发生拔导管时拔漏的事故；大于6m以上时，易发生导管拔不出来的事故，拔管前须仔细检查混凝土面的深度。
（5）灌注混凝土
①在灌注前，应检查净空断面及孔深是否符合设计要求，钢筋笼是否位于设计标高，并凿毛混凝土护壁。
②、灌注混凝土必须连续作业，严禁中途停工，并及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
③、导管提升时应保持轴线和位置居中，逐步提升，如导管法兰盘卡挂钢筋骨架，可转动导管使其脱离钢筋骨架，移至挖孔中心，当导管提升到法兰盘接头露孔口上一定高度，可拆除一节和两节导管，重新固定导管，漏斗接头重新插入井口导管内，校正好位置后，方可继续灌注。
④、拆除导管动作要快，时间一般不宜超过十五分钟，要防止螺柱、橡胶垫圈和工具掉入孔内，并注意安全，拆下的导管要立即清洗干净，堆码整齐。
⑤、当混凝土面上升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取如下措施：
a、尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时，混凝土的流动性过小，使用缓凝剂或加大混凝土坍落度。
b、当混凝土面接近和进入钢筋骨架时，应保持较深的埋管，并徐徐灌入混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。
C、当孔内混凝土面进入钢筋骨架1-2m后，可适当提升导管，减小导管埋置深度（不得小于1m），以增加骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋的握裹力。
d、为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度混凝土，一般不小于0.5m，以便灌注结束后将此段混凝土清除。
e、在灌注混凝土时，孔底积水深度不应超过50mm，有关混凝土灌注情况，如：
灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及施工过程中发生的异常现象，应指定专人进行记录，以便调整。
（6）事故处理
①、卡管
在灌注混凝土过程中，混凝土在导管中下不去称为卡管，当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又有混凝土堵塞，此时处理方法是将导管拔出，用吸泥机将孔内表层混凝土和泥浆等吸出，重新下新导管，待灌注结束后，这根桩应作断桩补强处理。
②埋管
导管无法拔出称为埋管，其原因是导管埋入混凝土过深，导管内混凝土已初凝，使导管与混凝土间摩擦阻力过大，或提管过猛将导管拉断，为了预防埋管事故发生，应严格控制埋管深度不得大于6m，在导管上端装设附着式振捣器，每隔数分钟振捣一次，使导管混凝土不至过早初凝，首批混凝土掺入缓凝剂，加快灌注速度，提升时，不可猛拔。
埋管事故发生后，初时可用倒链滑车、千斤顶试拔，如仍拔不出，可下新管，如混凝土表面初凝，新管插不下去，则应按断桩处理。
③断桩
断桩大都是上述事故引起的结果，此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而后续灌的混凝土冲破顶层而上升，因而在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土，形成断桩。
对已发生断桩或估计可能发生断桩的桩，应采取用地质钻机钻芯取样作深入的探查，判明情况，有下列情况之一时，一概采取压浆补强处理：
a、对于断桩，桩底与基岩之间的夹泥厚度大于5m；
b、桩身混凝土有断桩、夹泥或局部混凝土松散；
c、取芯率小于40%，并有蜂窝、松散、裹浆等现象。
④、灌注浆补强
一般采用压入水泥浆补强的方法，施工要点如下：
a、对需补强的桩，除用地质钻机钻一个取芯以外，应再钻一个，一个用作进浆孔，另一个用作出浆孔，孔深要求达到需补强位置以下1m。
b、用高压水泵向一个孔内压入清水，压力不宜小于5～7Kg/cm2，将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一孔内冲洗出来，直至排出清水为止。
c、用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥净浆，进浆管应插入钻孔1.0m以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆从进浆口冒出，待孔内原有清水从出浆口压出来，再用水灰比为0.5的浓水泥浆压入。
d、为使浆液得到充分扩散，应压一阵停一阵，待浓浆从出浆口冒出时，停止压浆，并用麻絮堵实。
e、最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，并增大灌浆压力至7～8Kg/cm2，关闭进浆闸。
稳压闷浆20～25分钟，压浆工作即可结束
五、机械设备（见表1）
表1机械设备
序号
机械名称
规格
数量
备注
1
卷扬机
1．5T
1
单桩
2
手持式电动凿岩机
2
单桩
3
水泵
1
单桩
4
钢筋弯曲机
2．2KW
1
共用
5
钢筋切断机
5．5KW
1
共用
6
交流电焊机
40KW
2
共用
7
搅拌机
350L
2
共用
8
装载机
2m2
2
共用
9
自卸汽车
15T
2
共用
10
发电机
75KW
1
共用
六、劳动组织（见表2）
表2劳动力组织
序号
工种
人数
工作内容
备注
1
现场指挥
1
全面施工组织管理
整个工区
2
3
调度
技术人员
2
3
人力、机械设备等调配
技术质量管理、资料收集整理
整个工区
技术值班（全工区）
4
安全员
2
安全监督指导
整个工区
5
测量工
2
负责施工测量
整个工区
6
钢筋工
5
钢筋制作、安装
7
混凝土工
10
混凝土拌合、灌注
8
模板工
2
模板安装
9
修理工
2
机械设备维修
10
电焊工
4
钢筋焊接
11
普工
15
桩孔开挖
三班制
七、质量标准
1、抗滑桩施工过程中严格执行下列标准（见表3）
表3施工质量检测标准
序号
检查项目
允许偏差
抗滑桩施工质量检测标准
1
桩顶中心位置
（设计定位轴线）
纵向±100cm
横向+100cm、-50cm
经纬仪测、尺量
每桩纵、横向各一点
2
桩顶高程
±50cm
水准一测、每桩一点
3
桩身断面尺寸
±50cm
尺量，每桩6点，孔上、中、下不纵、横向各一点
4
钢筋骨架底面高程
±50cm
查灌注前记录
5
桩身倾斜度
1%
查灌注前记录
2、外观鉴定
外露桩面平直，混凝土表面的蜂窝麻面面积不超过5%，深度不超过10mm。
八、安全措施
1、挖孔时，进口围埂应高出地面20cm，开挖过程中，防止杂物从孔口掉入孔内。
2、当孔内有渗水时，应及时排除或用井点法降低水位。
3、挖掘暂停时，孔口应覆盖。
4、孔内爆破后，应迅速排除炮烟，并经爆破员检查无盲炮或盲炮排除后方可进入孔内作业。
5、当孔深大于12m时，应对孔内有毒气体和CO2浓度进行测定，并通过通风后，方可进入孔内作业。
6、孔口上方搭设雨棚，防止雨水倒灌。
7、孔口的塔架应搭设牢固，并在其上设置安全防护标志。
九、效益分析
1、不采用大型机械设备，投入少；工序衔接紧密，施工进度快。
2、工序简单，易于操作，降低劳动强度。
十、工程实例
我公司承建的渝合高速公路水尖山子隧道工程，位于重庆市北碚区施家梁镇狮子村。
进口端线路穿越滑坡体的中上部，滑坡体长约780m，宽约180m，堆积层厚度2~15m不等，体积约110万m3。
滑坡体在路堑上方为牵引式，在路堑下方为推移式。
滑体周界清楚，滑体上部有多级台阶，大部分为水田，大部分地段地面产生横张、纵向裂缝，局部地面隆起，田埂错落，部分土体向正东方向滑移10m左右。
在施工中，我们做好了以下工作：
1、做好地质勘查工作
在工程开工之前做好地质勘查工作是节省投资，不影响正常工期的重要前提之一，由于尖山子隧道进口端的滑坡地质资料欠详尽，加之未采取先治理的措施。
在出现上述情况后，我单位采取了一些补救措施。
（1）对滑坡体设置监控观测点
对滑坡体进行全面踏勘后，在垂直滑动的总方向设置监控观测点，并且在滑体外周边设置一些观测点，以利与滑坡体上的观测点进行对比。
整个滑坡体及边界不同部位设置了7排共43个监控点，采用电子全站仪进行连续全圆变形观测，由观测得知平面位移最大1.1898m，最小0.0158m、一般0.2~0.6m，由以上数据结合地质观测综合得知，该滑坡处于挤区阶段。
（2）了解滑坡体发展阶段，及时采取应急措施
①将居住在滑坡上的居民，尤其是滑舌上的居民迅速搬迁，预防因滑坡体移动造成不必要的损失。
②减重，将滑体上正在施工的机械设备撤离现场，以防止因施工振动和机械设备的重量加速滑坡滑动。
2、建立地表排水系统
在滑坡体周界外稳定地段设置呈圈椅状截水沟，在滑坡体内设置纵横向排水沟，纵向水沟与横向水沟相连成网状排水系统，以迅速将地表水排除滑坡体外。
3、实施抗滑桩群
按滑坡体不同部位受力情况，结合地形地貌等多种因素采用不等间距法，抗滑桩群的布置是由滑坡壁向滑舌方向，共布设抗滑桩90根，分五排布置，第一排15根，第二排18根，第三排20根，第四排21根，第五排16根。
其平面间距，1、2、3排均为40m，3、4排为25m，4、5排位于公路两侧，间距55m。
抗滑桩长度根据滑体深度而定，最大长度23m，最小10m，一般15~19m。
桩截面为1.5×2m~2×3m不等。
施工完成后，经重庆市质检站检验，合格率100%，有效的控制了山体滑坡，为早日进入隧道施工提供安全和质量保证，为提前一年贯通尖山子隧道创造了必要条件，得到了建设单位、设计单位、监理单位的认可和好评，取得了良好经济效益和社会效益。
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