趙華勇
(中國葛洲壩集團第一工程有限公司,湖北 宜昌 443002)
枕頭壩一級水電站為大渡河干流水電梯級規(guī)劃的第十九個梯級,壩址位于大沙壩~月兒壩河段, 1#堆積體位于壩址區(qū)左岸下游岸坡地段,為覆蓋層內部蠕滑形成的堆積體,穩(wěn)定性極差,開挖切腳或爆破振動等均有影響。1#堆積體下方為S306 省道,從庫、壩區(qū)左岸通過,是樂山至漢源的交通命脈。
根據1#堆積體覆蓋層土質邊坡為土坡的特點,設計采用了抗滑樁、擋墻、預應力錨索、排水及防護等綜合治理措施,防止滑動、坍塌。1#堆積體下部前緣采用抗滑樁加固處理,抗滑樁斷面為矩形(3.1m×4.1m),布置間距6m,排距5m,雙排梅花形布置,樁長14~32m,總數量87 根,孔樁位于原省道S306 路面上,樁頂高程603.5,樁底高程分部在571.5~589.5 間。
抗滑樁自20 世紀60年代在我國鐵路部門應用以來,至今仍在滑坡治理中發(fā)揮著重要作用。隨著我國城市、交通、礦山、環(huán)保等行業(yè)的高速發(fā)展,抗滑樁在工程中的應用也越來越廣泛。目前,抗滑樁施工方法主要為人工挖孔,開挖和護壁兩道工序必須連續(xù)作業(yè),即開挖一段支護一段,交替循環(huán)作業(yè),支護方式一般為鋼筋混凝土護壁(護壁的傳統施工方法為:鋼筋安裝→底模安裝→側模安裝→混凝土澆筑)。支護過程中,由于模板上開孔位置相對固定,而結構鋼筋安裝規(guī)范是允許存在偏差的,致使每節(jié)護壁鋼筋每次穿孔特別困難,而且吊空底模安裝難度大,難以完全固定,易出現脫落跑模現象。不僅對護壁進度制約較大,而且質量難以保證。
本工程性質為邊坡治理,其中,抗滑樁屬于深覆蓋層大孔徑抗滑樁,如此數量之多,規(guī)模之大抗滑樁用于堆積體加固在國內水電史上尚屬罕見。具有工期要求緊、施工強度大、安全風險高、不穩(wěn)定特征明顯等。
1) 施工承包合同明確要求,2011年5月31日前需完成1#堆積體抗滑樁的施工。若抗滑樁施工跨入6月份主汛期,大渡河流量增大、水位抬高,樁體滲水量增加,抗滑樁施工功效大大打折扣,工期不可控,安全經濟風險較高,若抗滑樁不能按期完工,上部承臺板、擋墻將無法按期澆筑,影響過壩公路通車。
2) 抗滑樁位于堆積體坡腳處,抗滑樁地質組成以中粗砂、卵礫石為主,夾部分碎石,大塊石及少量粉砂粘土,結構松散,少量樁井存在流砂現象。堆積體地段巖體裂隙發(fā)育、地下水豐富??够瑯对诟采w層中開挖深度達20m,樁身開挖過程中滲水量大,土質流動性大,呈流塑狀,樁身護壁四周坍塌嚴重,成孔困難,開挖過程中極易坍塌。為了保證樁井開挖過程中井壁的安全,每開挖一段應及時進行護壁。
3) 工程支擋線后側邊坡較陡,覆蓋層以松散堆積體為主,在區(qū)域內地表水滲入、邊坡開挖、暴雨及地震等外界因素影響下可能誘發(fā)淺表層堆積物滑移,直接影響抗滑樁施工安全。
1#堆積體抗滑樁開挖過程中按照掘進一段、護壁一段的原則進行施工。護壁分段高度1.5m,樁井開挖和支護自上而下分段進行,開挖完成后立即進行護壁鋼筋安裝、立模搭架和混凝土澆筑??够瑯对诟采w層段護壁為雙層豎向結構鋼筋,共136 根,嵌巖段護壁混凝土鋼筋為單層豎向結構鋼筋,單層豎向結構鋼筋,共60 根。護壁采用C20 鋼筋砼結構,二級配,保護層厚度3cm。
施工初期,采用有底模施工,現場采用組合鋼模作為吊空底模,側模采用P3015 模板。摸板安裝前,先按鋼筋設計圖紙在底模上開孔,孔徑大于豎向鋼筋直徑。護壁開挖完成后,先進行鋼筋安裝,再將底模從下往上套入豎向鋼筋,豎向鋼筋穿過底模10d(d--鋼筋直徑,10d 為一個焊接長度)保證下一節(jié)鋼筋連接長度。由于模板上開孔位置相對固定,而結構鋼筋安裝規(guī)范是允許存在偏差的,致使護壁鋼筋穿孔特別困難,而且吊空底模安裝難度大,難以完全固定,易出現脫落跑?,F象。鋼筋、底模安裝完成后進行側模安裝,側模安裝時頂部預留20cm 頂口用于下料,人工用鐵鍬將混凝土通過頂口下料,人工軟軸振搗器振搗。
因施工進度緩慢,安全、質量難以得到保證,經項目部技術人員研究,采用干凈河砂取代底模,側模采用P3015 模板。護壁開挖完成后,先進行鋼筋安裝,再用干凈河砂將豎向鋼筋底部埋住,埋入深度稍大于10d(d-鋼筋直徑,10d為一個焊接長度) 保證下一節(jié)鋼筋連接長度,填砂位置應適當超出護壁結構以外一定寬度,防止因混凝土下料沖擊、擠壓河砂,造成混凝土外露,從而影響混凝土質量。填砂完成后進行側模安裝,側模安裝時頂部預留20cm 頂口用于下料,人工用鐵鍬將混凝土通過頂口下料,人工軟軸振搗器振搗。
本項目研究成果為深覆蓋層地區(qū)抗滑樁護壁混凝土施工提出了一個新的施工工藝方法,采用干凈河砂取代木模或組合鋼模充當護壁底模,減小模板投入量,提高護壁施工功效,縮短孔壁開挖面的暴露時間,可實現快速成孔目標,且河砂可以回收、重復利用。施工原理簡單,操作方便,經濟效益明顯,易于推廣。