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【摘 要】目前国内外在中强膨胀岩（土）中开挖竖井后浇注混凝土抗滑桩的实际施工经验相对较少，因此在南水北调中线禹州长葛段开展了采用液压抓斗进行抗滑桩成孔开挖的现场试验，通过试验桩的现场实施和论证，为类似中强膨胀岩（土）的处理提供了施工和技术依据。
【关键词】膨胀岩（土） 抗滑桩 抓斗 成孔 施工技术 试验研究
一、引言
对膨胀岩（土）的处理是南水北调中线工程总干渠面临的关键技术难题之一，在初步设计阶段，对膨胀岩（土）渠段的处理主要采取放缓边坡和对膨胀性渠床进行换填的处理措施。目前我国在中、强膨胀岩（土）地基上修建大型渠道的施工经验相对较少，根据相关试验成果及施工技术要求，为进一步提高总干渠输水的安全性，对特殊渠段膨胀岩（土）的处理，在初步设计阶段采取措施的基础上进一步采取加强措施。
现试验阶段采取抗滑桩，桩体截面形式采用2m×2.8m×20m，桩中心距6m，施工部位主要位于粘性土和软弱膨胀泥岩双层结构中，主要采用挖方、局部半挖半填的处理措施。渠底板主要位于粘土岩中，局部位于粘性土中，渠坡主要由粘土岩、黄土状土、重粉质壤土构成。黄土状土一般具中等湿陷性，局部具强湿陷性；重粉质壤土具弱膨胀潜势；粘土岩厚度较大，具强膨胀潜势，顶部为泥灰岩透镜体。地下水埋深位于渠底板之上。
膨胀岩（土）具有亲水性强、多裂隙和反复变型等特性，其在土体中杂乱分布的裂隙及反复涨缩变形造成强度衰减的特性会对基坑稳定产生较为不利的影响，根据施工经验，为避免在膨胀岩（土）施工时开挖对原状地基的扰动，降低施工风险可以采取快速成槽、混凝土及时浇筑、减少开挖岩体的裸露时间、及时做好护壁工作等措施[1]。
二、抓斗成孔抗滑桩施工
（一）施工现场布置
现场布置根据现场地形条件及工程需求原则进行。施工用风采用移动式小型空压机，用电用水均为施工系统电源和水源，钢筋加工、混凝土拌和系统及井口生产设施均依据试验桩场地就近布置，以方便施工。
（二）施工程序及方法
抓斗成孔抗滑桩施工的主要程序为：施工准备→测量定位→孔口开挖、浇筑锁口混凝土→抓斗就位、泥浆制备及运输→抓斗成孔施工→终孔验收→清孔验收→钢筋笼制作、安装→混凝土拌制及运输、抗滑桩砼浇筑→桩体检测、验收。
1.施工准备。施工准备阶段主要包括场地平整、临时道路的修建和排水沟、布设电缆、泥浆管道、水管等，做到施工现场“四通一平”，为保证施工现场排水通畅，沿渠坡两侧修建排水沟和集水坑，保持干场作业。
2.孔口开挖、锁口混凝土浇筑。抗滑桩孔位测量定位后，进行孔口开挖，在挖至稳定地基层后做锁口处理。锁口为钢筋混凝土结构，现试验段抗滑桩采取现浇矩形锁口圈梁的形式，先开挖出外轮廓，锁扣内侧采用单边钢模板。进行锁口混凝土浇筑时，每层浇筑厚度不得大于50cm，并振捣密实以保证混凝土密实度。混凝土浇筑浇筑时应连续进行，必须间歇时，应尽量缩短间歇时间，并应在前层混凝土凝结之前，次层砼浇筑完毕。锁口混凝土浇筑完成后，应及时进行覆盖养护，以保证混凝土浇筑质量。
3.抓斗成孔。根据设计抗滑桩的结构形式及抓斗斗体的标准选用0.8m×2.8m的斗体，用于2m×2.8m×20m抗滑桩的施工。抗滑桩采用0.8m×2.8m斗体三抓成孔。在抓斗成孔施工时先进行1序孔的施工，再进行2序孔的施工。
4.泥浆护壁。选用优质钠基膨润土制备泥浆，配制泥浆用水同混凝土拌和用水，水灰比经试验确定为10:1。泥浆拌制时选用高效、低噪音的高速搅拌机，每罐膨润土浆的搅拌时间为3～5min，新制膨润土泥浆经各检测项目检测合格后方可使用。
5.钢筋笼制作、安装。抓斗成孔开挖及支护完毕后，对其井内滑带位置、孔位深度、垂直度、桩径及持力层厚度进行复核，验收合格后即开始钢筋安装。钢筋制安采用在孔外加工，孔内连接安装成型的方式。孔内钢筋安装时，四周及中心采取固定支架等措施进行定位，使钢筋笼居中，并保证相对固定，以确保钢筋笼的安装垂直和居中，四周留有足够的保护层。钢筋的制作安装操作均严格按有关规范执行[2]。
6.抗滑桩混凝土浇筑。钢筋笼加工安装完毕验收合格后，即进行桩身混凝土的浇筑，砼浇筑前先在孔口安装溜槽漏斗及导管，导管底部出料口距作业仓面高度小于2.0m，在导管上每5～8m安设一个缓降器，以防防止下料过程中骨料分离。浇筑前先排出井内积水及残碴，每浇筑0.3～0.5m层厚时，用插入式振捣器振捣密实，并保持孔内无积水，连续逐层上升浇筑，直至桩顶浇筑完毕为止。初凝后养护至规定龄期。
三、特殊情况处理
（一）三抓成孔的纠偏处理
三抓成孔时由于中间隔墙不能自稳，坍塌后形成一侧邻空，造成向临空侧孔偏严重，且抓斗的推板纠偏板失效，对此采用用型钢焊接一个和孔内尺寸相符的钢架体与抓斗斗体焊接成一体的方法进行纠偏。
（二）缩孔的处理
缩孔情况一般为成孔后不能及时进行混凝土浇筑，膨胀岩具有遇水膨胀、失水收缩的特性，长时间放置则会产生缩孔，可采取回填粘土至桩顶，条件具备后再采取重新开挖的措施。
四、结语
经试验论证，在膨胀岩（土）抗滑桩的施工中采用抓斗成孔是一种合适可行的方法，对岩（土）体影响很小，可以保证孔壁稳定,便于大规模施工，有利于保证工程进度和安全。
参考文献：
[1]李国富，戴铁丁，吕芳礼，杨捷 .膨胀岩变形机理与注浆强化技术[j] 采矿与安全工程学报2007，第四期
[2] 范大林，膨胀岩侧限膨胀本构关系试验研究及其在红山窑工程中的应用[M]. 河海大学.2004
作者简介：
惠立文 （1972.05 -），男，湖北宜昌，专科，助理工程师 ，研究方向：水利水电。
朱攀攀 （1989.09 -），男，河南商丘，本科，助理工程师，研究方向：水利水电。
【关键词】膨胀岩（土） 抗滑桩 抓斗 成孔 施工技术 试验研究
一、引言
对膨胀岩（土）的处理是南水北调中线工程总干渠面临的关键技术难题之一，在初步设计阶段，对膨胀岩（土）渠段的处理主要采取放缓边坡和对膨胀性渠床进行换填的处理措施。目前我国在中、强膨胀岩（土）地基上修建大型渠道的施工经验相对较少，根据相关试验成果及施工技术要求，为进一步提高总干渠输水的安全性，对特殊渠段膨胀岩（土）的处理，在初步设计阶段采取措施的基础上进一步采取加强措施。
现试验阶段采取抗滑桩，桩体截面形式采用2m×2.8m×20m，桩中心距6m，施工部位主要位于粘性土和软弱膨胀泥岩双层结构中，主要采用挖方、局部半挖半填的处理措施。渠底板主要位于粘土岩中，局部位于粘性土中，渠坡主要由粘土岩、黄土状土、重粉质壤土构成。黄土状土一般具中等湿陷性，局部具强湿陷性；重粉质壤土具弱膨胀潜势；粘土岩厚度较大，具强膨胀潜势，顶部为泥灰岩透镜体。地下水埋深位于渠底板之上。
膨胀岩（土）具有亲水性强、多裂隙和反复变型等特性，其在土体中杂乱分布的裂隙及反复涨缩变形造成强度衰减的特性会对基坑稳定产生较为不利的影响，根据施工经验，为避免在膨胀岩（土）施工时开挖对原状地基的扰动，降低施工风险可以采取快速成槽、混凝土及时浇筑、减少开挖岩体的裸露时间、及时做好护壁工作等措施[1]。
二、抓斗成孔抗滑桩施工
（一）施工现场布置
现场布置根据现场地形条件及工程需求原则进行。施工用风采用移动式小型空压机，用电用水均为施工系统电源和水源，钢筋加工、混凝土拌和系统及井口生产设施均依据试验桩场地就近布置，以方便施工。
（二）施工程序及方法
抓斗成孔抗滑桩施工的主要程序为：施工准备→测量定位→孔口开挖、浇筑锁口混凝土→抓斗就位、泥浆制备及运输→抓斗成孔施工→终孔验收→清孔验收→钢筋笼制作、安装→混凝土拌制及运输、抗滑桩砼浇筑→桩体检测、验收。
1.施工准备。施工准备阶段主要包括场地平整、临时道路的修建和排水沟、布设电缆、泥浆管道、水管等，做到施工现场“四通一平”，为保证施工现场排水通畅，沿渠坡两侧修建排水沟和集水坑，保持干场作业。
2.孔口开挖、锁口混凝土浇筑。抗滑桩孔位测量定位后，进行孔口开挖，在挖至稳定地基层后做锁口处理。锁口为钢筋混凝土结构，现试验段抗滑桩采取现浇矩形锁口圈梁的形式，先开挖出外轮廓，锁扣内侧采用单边钢模板。进行锁口混凝土浇筑时，每层浇筑厚度不得大于50cm，并振捣密实以保证混凝土密实度。混凝土浇筑浇筑时应连续进行，必须间歇时，应尽量缩短间歇时间，并应在前层混凝土凝结之前，次层砼浇筑完毕。锁口混凝土浇筑完成后，应及时进行覆盖养护，以保证混凝土浇筑质量。
3.抓斗成孔。根据设计抗滑桩的结构形式及抓斗斗体的标准选用0.8m×2.8m的斗体，用于2m×2.8m×20m抗滑桩的施工。抗滑桩采用0.8m×2.8m斗体三抓成孔。在抓斗成孔施工时先进行1序孔的施工，再进行2序孔的施工。
4.泥浆护壁。选用优质钠基膨润土制备泥浆，配制泥浆用水同混凝土拌和用水，水灰比经试验确定为10:1。泥浆拌制时选用高效、低噪音的高速搅拌机，每罐膨润土浆的搅拌时间为3～5min，新制膨润土泥浆经各检测项目检测合格后方可使用。
5.钢筋笼制作、安装。抓斗成孔开挖及支护完毕后，对其井内滑带位置、孔位深度、垂直度、桩径及持力层厚度进行复核，验收合格后即开始钢筋安装。钢筋制安采用在孔外加工，孔内连接安装成型的方式。孔内钢筋安装时，四周及中心采取固定支架等措施进行定位，使钢筋笼居中，并保证相对固定，以确保钢筋笼的安装垂直和居中，四周留有足够的保护层。钢筋的制作安装操作均严格按有关规范执行[2]。
6.抗滑桩混凝土浇筑。钢筋笼加工安装完毕验收合格后，即进行桩身混凝土的浇筑，砼浇筑前先在孔口安装溜槽漏斗及导管，导管底部出料口距作业仓面高度小于2.0m，在导管上每5～8m安设一个缓降器，以防防止下料过程中骨料分离。浇筑前先排出井内积水及残碴，每浇筑0.3～0.5m层厚时，用插入式振捣器振捣密实，并保持孔内无积水，连续逐层上升浇筑，直至桩顶浇筑完毕为止。初凝后养护至规定龄期。
三、特殊情况处理
（一）三抓成孔的纠偏处理
三抓成孔时由于中间隔墙不能自稳，坍塌后形成一侧邻空，造成向临空侧孔偏严重，且抓斗的推板纠偏板失效，对此采用用型钢焊接一个和孔内尺寸相符的钢架体与抓斗斗体焊接成一体的方法进行纠偏。
（二）缩孔的处理
缩孔情况一般为成孔后不能及时进行混凝土浇筑，膨胀岩具有遇水膨胀、失水收缩的特性，长时间放置则会产生缩孔，可采取回填粘土至桩顶，条件具备后再采取重新开挖的措施。
四、结语
经试验论证，在膨胀岩（土）抗滑桩的施工中采用抓斗成孔是一种合适可行的方法，对岩（土）体影响很小，可以保证孔壁稳定,便于大规模施工，有利于保证工程进度和安全。
参考文献：
[1]李国富，戴铁丁，吕芳礼，杨捷 .膨胀岩变形机理与注浆强化技术[j] 采矿与安全工程学报2007，第四期
[2] 范大林，膨胀岩侧限膨胀本构关系试验研究及其在红山窑工程中的应用[M]. 河海大学.2004
作者简介：
惠立文 （1972.05 -），男，湖北宜昌，专科，助理工程师 ，研究方向：水利水电。
朱攀攀 （1989.09 -），男，河南商丘，本科，助理工程师，研究方向：水利水电。