付冬林
(上海同濟檢測技術有限公司,上海 201900)
公路建設項目具有“帶狀工程”的特點,需要穿越地質(zhì)、地貌條件復雜的地區(qū),因此不可避免地會遇到滑坡地質(zhì)災害地區(qū),不但提高了公路造價,增加了高速公路的施工難度,而且還會影響運營安全。本文在分析滑坡治理的目標和原則的基礎上,提出了抗滑樁治理方案,總結了抗滑樁施工流程及技術要點,這對確保公路施工安全及運行安全方面具有重要意義。
某高速公路K40+800—41+500段,路基右幅邊坡的較長路段存在多處塌方,滑坡區(qū)為侵蝕、剝蝕型低中山地貌,地勢總體東高西低。該巖系屬松散型巖系,主要是坡積黏土、碎石土,呈褐黃、灰黃色,強度差、存在少量不完全風化的硅質(zhì)灰?guī)r,屬于一類易滑巖。
滑坡群滑體的形態(tài)大體為舌狀,屬于淺層土牽引型的小型滑坡,其上、下段有不同程度的浮土覆蓋,前方有明顯的沖溝,邊坡具有明顯的滑坡壁特征,且處于不穩(wěn)定的?;瑺顟B(tài),很容易出現(xiàn)二次滑坡。該滑坡體路段主要采用抗滑樁施工方案進行治理。
為了改善滑坡的總體穩(wěn)定性,避免滑坡再次發(fā)生大規(guī)模的滑移,在對滑坡進行治理時,應先確定其地質(zhì)、環(huán)境狀況,對其產(chǎn)生原因進行深入剖析,并找出影響其穩(wěn)定性的各種因素及相互關系;從而達到最經(jīng)濟有效的治理目標。
(1)有針對性的治理原則:根據(jù)滑坡的具體原因和當前的滑坡穩(wěn)定狀況制定出一套合理可行的工程方案。
(2)一步到位、無隱患的原則:在不同條件下,要對滑坡的穩(wěn)定性狀況進行充分掌控,同時要從發(fā)展的角度來考慮,綜合分析各種不利條件的影響,力爭一次解決。
(3)綜合治理原則:根據(jù)造成滑坡的各種原因采取不同的治理措施,采取多種治理方案,進行綜合治理。
(4)技術可行、經(jīng)濟合理的原則:在技術可行的前提下,盡可能地達到經(jīng)濟的合理性,并對其技術和經(jīng)濟可行性進行充分論證。
該路塹邊坡穩(wěn)定性較差,在開挖施工或坡面防護過程中,坡口外部早期產(chǎn)生多條裂縫,隨著時間推移,坡體不斷產(chǎn)生多級的牽引式滑移,為及時阻止邊坡繼續(xù)滑塌,同時有效阻擋滑塌體,在滑塌邊坡面一定高度位置順路基走向增設若干根鋼筋混凝土抗滑樁。
單根抗滑樁還需通過壓頂梁將各樁串聯(lián),最終起到抵抗和控制邊坡滑動的作用。為了將每根抗滑樁串聯(lián)起來,在抗滑樁頂部增設鋼筋混凝土連續(xù)梁,連續(xù)梁縱向鋼筋與抗滑樁樁頂預留豎向主筋焊接,從而有效發(fā)揮排樁效應。
抗滑樁施工工藝流程見圖1:
圖1 抗滑樁施工工藝流程框圖
首先對邊坡進行清理,再進行測量放樣,根據(jù)設計標高開挖施工平臺。
(1)測量、放樣、定位:用全站儀測量樁基的中心樁位,并在樁位縱、橫向放出四個位置樁,用混凝土固定。施工完成需進行下一道工序時,可以利用已放出的四個控制樁快速恢復樁心。
(2)埋設護筒工序:其護筒應高出地面0.5m,埋深應達0.5~1m,內(nèi)徑比設計樁直徑大20cm,護筒壁現(xiàn)澆混凝土厚度為0.15~0.30m。初始護筒埋設完成后,用全站儀對中心位置進行校驗,誤差不超過2cm。
(3)搭建施工平臺:準備好吊車、十字鎬、風鎬、鑿巖機、混凝土攪拌機等主要施工機械。
(1)根據(jù)現(xiàn)場情況及技術要求,土層和軟石層不宜采用爆破方案開挖,可利用十字鎬、風鎬進行挖掘;巖石層應采用弱松動爆破技術,以電雷管引爆,炮眼的孔徑為φ40mm,深度0.5~0.8m,與樁孔壁的距離大于0.2m。應先挖掘出樁心,然后進行周邊土挖掘,最后用十字鎬、鐵鍬等工具對洞壁進行修整,并將孔內(nèi)的松土和懸石全部清理干凈。
(2)施工過程應按地質(zhì)情況持續(xù)進行,不得中途中斷;通常,每挖1m護壁一節(jié),必須計算出護壁的安全厚度,以確保圍巖周圍土體的整體穩(wěn)定性。
(3)采用鋼制護壁模具,模具必須牢固,便于拆卸,模具要做成上小下大的圓錐狀,一節(jié)/m,立模后,用吊錘對中,檢查孔的大小、垂直度,合格后進行固定安裝。
(4)護壁混凝土的配比是由實驗室通過試驗而設計,施工階段需嚴格按設計配合比投料,采用專用攪拌設備拌制。用特制料斗,每一斗按2/3容積裝料,利用吊車吊入鋼模中,每填滿30cm用振動棒振搗密實。當護壁的混凝土強度達到設計要求的80%時,就可以拆除模板,并進行下一循環(huán)的樁基挖掘。
(5)在開挖至設計高度后,應進行成孔驗收。檢查巖層地質(zhì)情況,并根據(jù)實際地質(zhì)情況繪出地質(zhì)柱形圖,尤其是在樁底5m以內(nèi)的巖體,需與設計內(nèi)容進行比較;若符合設計要求,對孔徑、標高、垂直度、平面坐標進行檢查,填寫質(zhì)量檢查單并送檢;若地質(zhì)情況與設計不一致,應及時向監(jiān)理工程師匯報,暫停開挖,等解決方案實施后再進行施工。
(6)重點做好滑動面護壁的加強工作,對于受力較大的護壁以及孔口必須增設鋼筋。
(7)完成護壁混凝土灌注后,可在24h之后將模板支架拆除,并在確?;炷镣瓿山K凝方可開始下一節(jié)的開挖施工。針對部分圍巖較為松軟、存在滑動面的節(jié)段,必須通過臨時橫撐增強護壁的承載力。一旦橫撐出現(xiàn)變形、破損等問題,需及時撤離施工人員。
(1)鋼筋驗收:采購的鋼材要嚴格進行進場檢驗,檢查質(zhì)量,檢查外觀,查對標牌,并按照相關規(guī)定進行取樣外委檢測,合格后方可使用。
(2)鋼筋籠的放樣:由技術人員根據(jù)設計圖紙和現(xiàn)場實際情況繪制施工圖紙,由技術主管審查后,按照圖紙進行施工,并檢查樁孔斷面尺寸,鑿毛護壁。
(3)鋼筋籠制作:①鋼筋籠可在樁孔內(nèi)搭接,接頭不宜設計在土石分界和滑動面處;②鋼筋籠的制作加工允許誤差為:主筋間距±20mm;箍筋間距0~20mm;鋼筋籠的長度和寬度均為±5mm;③為了確保鋼筋籠的制作質(zhì)量,必須嚴格按照設計大樣圖進行下料,并嚴格按照鋼筋籠的制作偏差及焊接工藝進行加工;④注意加強籠身定位筋的焊接,以確保鋼筋籠不會與孔壁接觸,并控制達到最小保護層厚度的要求。
(4)鋼筋籠的安裝:①鋼筋籠吊裝用起重機和偏心多支點可移動滑輪進行吊裝;②在下鋼筋籠之前,應認真檢查鋼筋籠的方向,嚴格區(qū)分鋼筋籠的背面和正面,避免影響結構受力;③為了增強鋼筋籠的剛性,避免鋼筋籠變形,應在上部、中部和下部箍筋上焊接十字鋼筋;④鋼筋籠吊運至井口時,應將其扶正,緩慢下入井口。當鋼筋籠下入后,需用強度較高的鋼具臨時支于大梁或護筒上;然后將另一節(jié)鋼筋籠吊裝,經(jīng)焊接驗收合格后,逐節(jié)放入樁孔,直至達到設計高度。
混凝土的澆筑必須保持連續(xù)作業(yè),若是中途不得不中斷施工,則必須處理好接縫面,禁止將施工縫設置在滑動面上。
如灌注施工中出現(xiàn)滑動現(xiàn)象,則必須加快施工,并充分利用速凝與早強混凝土。如孔底、孔壁出現(xiàn)滲水問題,且上升的速度較快,超過6mm/min,需采取水下灌注混凝土樁施工技術。
5.5.1 灌注混凝土(干處)
干處進行混凝土澆筑,因為孔深較深,必須利用串筒緩慢灌注,避免出現(xiàn)離析問題,串筒和孔底的距離不得大于50cm?;炷翝仓謱影?0cm厚控制,每層需采用振動器進行振搗。若因為特殊情況不得不中斷澆筑,進行再次澆筑時,必須做好原混凝土表面的鑿毛工作,并將其清理干凈后繼續(xù)進行澆筑?;炷翍邪韬?,利用攪拌運輸車運輸。
5.5.2 灌注混凝土(濕處)
(1)水下混凝土澆筑需使用起重機吊斗。
(2)在澆筑施工前,做好導管的承壓、水密以及接頭抗拉試驗。
(3)導管底部與孔底需相距25~40cm,在進行第一次灌注時,必須確保導管漏斗中存在足夠的混凝土,第一次灌注完成后導管埋深應超過lm,在整個灌注施工中,要求導管埋深一直處于2~6m。
(4)混凝土必須進行連續(xù)澆筑直至頂面,并超過理論截面50~100cm,確?;炷潦┕べ|(zhì)量達標。
(5)在整個澆筑施工中,必須對導管埋深以及混凝土表面高度進行實時測量,完成澆筑后,需將樁頭的浮漿及時清除,直至混凝土強度達到0.5MPa,方可將浮漿混凝土鑿除。
5.5.3 混凝土灌注施工注意事項
(1)當使用導管進行混凝土灌注時,導管與鉆孔的中心必須對齊,以保證混凝土能夠自由地從導管上滑落?;炷凉嘧㈤_始時,應保證孔底積水量不超過0.5m,并盡可能提高灌漿速率,以保證混凝土對孔壁的側向壓力高于水的滲透壓,以避免出現(xiàn)滲水問題。
(2)導管灌注施工時,樁頂2m以下的混凝土可通過自由下落進行搗實,而超過該深度的混凝土需使用振動棒進行搗實。
(3)混凝土必須進行連續(xù)灌注,如果無法避免產(chǎn)生施工縫,則必須嚴格按照施工縫的要求進行處理,布設上下連接鋼筋。
(4)導道必須具有充足的強度、剛性和密封性能,須保證內(nèi)徑均勻,連接可靠。
(5)保持檢測管暢通,接頭要用套口焊接,以免堵塞。
5.6.1 工藝流程
壓頂梁施工工藝流程見圖2:
圖2 壓頂梁施工工藝流程
5.6.2 施工準備
按設計圖紙進行壓頂梁位置及標高放樣,并每隔10~20m打樁及掛線。將抗滑樁樁頭混凝土按要求鑿毛至設計標高。
5.6.3 安裝模板
模板安裝前,必須將模板內(nèi)的雜物、砂漿等清除干凈,并涂抹脫模劑,保證脫模順利。模板的支架必須牢固、穩(wěn)定,避免因為施工中的沖撞導致安全問題。模板支架立柱需安裝在牢固的地基上,避免后期施工出現(xiàn)沉降病害。
5.6.4 鋼筋制作及安裝
所有鋼筋均應按照設計圖紙要求進行加工,壓頂梁縱向鋼筋應與樁頂預留鋼筋焊接牢固,搭接要求符合相關施工技術規(guī)范。用于保證鋼筋定位正確及保護層厚度的預制混凝土墊塊,其設計強度應與相鄰的混凝土強度一致。
5.6.5 混凝土澆筑
(1)在進行混凝土澆筑施工之前,必須做好模板及鋼筋的檢查工作,其規(guī)格、質(zhì)量符合要求后,方可繼續(xù)進行澆筑。模板如有縫隙,需填塞嚴密。
(2)采用一次澆筑法,以減小界面接縫,確保表面平滑。混凝土澆筑時,分層振搗,分層厚度不得大于30cm。
(3)在混凝土澆筑期間,隨時注意模板、支架的狀態(tài),如果出現(xiàn)變形、沉降,及時進行校正和加固。
5.6.6 混凝土養(yǎng)生
混凝土澆筑完畢、收漿后,應立即用覆蓋物進行遮擋、噴水養(yǎng)護,注意在施工期間不能損壞混凝土表面。要及時澆水,保持水分,保濕養(yǎng)護7d以上。
綜上所述,盡管該滑坡地質(zhì)條件較為復雜,但按照施工技術要點及規(guī)范要求,組織了抗滑樁的施工,最終順利完工。在抗滑樁方案施工完成后,沒有出現(xiàn)任何滑移跡象,公路運營安全也得到了保障。該施工技術能有效控制滑坡地質(zhì)造成的變形和失穩(wěn),確保施工安全。