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[摘 要]抗滑桩作为一种治理滑坡的主要措施,在高边坡加固防护中得到广泛应用。本文结合工程实例,就公路高边坡抗滑桩施工技术作一些探讨。
[关键词]公路 高边坡 抗滑桩 施工技术
中图分类号:R257 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0095-01
由于高边坡病害的复杂性、多样性,使得高边坡加固防护设计在工程实践中占有极其重要的地位。由于抗滑桩具有机具设备简单,施工操作方便,占用场地小,无泥浆排出,对周围环境及建筑物影响小,施工质量可靠,可全面展开施工,缩短工期等优点,在高边坡加固防护中得到广泛应用。本文结合工程实例,就公路高边坡抗滑桩施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某二级公路左侧路堑边坡第3级坡顶设预应力锚索抗滑桩16根,桩截面2.0m×2.5m,桩长32m,距桩头1.5m处设2孔拉压复合型预应力锚索,单孔拉力1000kN,锁定荷载值700kN,锚索总长40m,预留锚索1m,锚固段长12m,采用8束钢绞线制作安装,距桩頭0.5m处预埋直径165mmPVC管2孔,以备以后可能的张拉补强之用。
二、抗滑桩作用原理
抗滑桩对滑坡体的作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力(锚固力)平衡滑动体的推力,增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的阻抗,使桩前滑体达到稳定状态。根据滑体的厚薄、推力大小、防水要求及施工条件等选用木桩、钢桩、混凝土及钢筋混凝土桩。抗滑桩埋入地层以下深度,按一般经验,软质岩层中锚固深度为设计桩长的三分之一;硬质岩中为设计桩长的四分之一;土质滑床中为设计桩长的二分之一。当土层沿基岩面滑动时,锚固深度也有采用桩径的2-5倍。抗滑桩的布置形式有相互连接的桩排,互相间隔的桩排,下部间隔、顶部连接的桩排,互相间隔的锚固桩等。桩柱间距一般取桩径的3-5倍,以保证滑动土体不在桩间滑出为原则。
抗滑桩通常为钢筋混凝土或钢轨混凝土桩体,抗滑桩的分类根据滑坡体的规模大小分为单排抗滑桩及多排抗滑桩,单排抗滑桩通常设置于滑坡前沿且与桩间墙相连接形成整体,桩间墙通常为两种,一种是预制钢筋混凝土板,另一种是浆砌片石挡土墙。
三、施工技术要点
1、测量放样
对施工场地进行平整清除杂物,然后进行施工放样。按设计图纸定出桩位、设十字护桩,引至挖孔范围以外,以备施工中校核桩位。四周应挖好排水沟;桩孔四周设置地表截、排水及防渗设施做好排水准备,如拦水坎;雨季施工期间,应在孔口上方搭设雨棚。备好孔内排水、通风、照明设备。
2、抗滑桩开挖
(1)抗滑桩采用人工挖孔,锁口盘及护壁采用C20钢筋混凝土,锁口盘宽80cm,护壁厚20cm,低于边坡平台面40cm,以保证孔内作业人员的安全,护壁施工时,注意抗滑桩钢梯钢筋的预埋,钢梯采用φ14钢筋,为下孔作业及紧急逃生通道之用,
(2)护壁每一工作循环进尺为1m,挖孔时每一工作循环用垂球检测孔位的垂直度(垂直度误差不超过0.5%桩长且不大于200mm)。孔内遇到岩层须爆破时,采用浅眼松动爆破法,要严格控制炸药用量,在炮眼附近要加强支护。孔深超过5米时必须使用电雷管引爆,对于软岩层炮眼深度不超过0.8m,对于硬岩层不超过0.5m,炮眼数目和位置及斜插方向应按岩层断面情况而定,中间一组集中掏心,四边主要挖边,爆破后应通风排烟15分钟,并检查无有害气体后,施工人员方可下孔作业。
3、孔桩护壁
(1)桩孔护壁混凝土每挖完一节,经检查断面尺寸符合设计要求,自检合格后,立即浇筑护壁按规划混凝土,坍落度控制在30-50mm,确保孔壁稳定性;设置操作平台,用来临时放置混凝土拌合料和灌注护壁混凝土用。
(2)支设护壁模板:现浇混凝土的施工采用组合钢模板,浇注混凝土時,拆上节,支下节,自上而下周转使用。模板间用螺栓连接,并用钢筋焊成支架作内支撑,以保证模板不变形。模板高度取决于开挖施工段的高度,一般为2m(当遇粘土、淤泥、流砂层时,需根据实际开挖高度确定支模高度)。护壁中心线控制,需将桩控制轴线,高程引到第一节混凝土护壁上,每节以十字线对中、吊大线锤控制中心点位置,用尺杆找边线,然后由基准点测量孔深(当孔内使用爆破施工时,每施工节护壁后,对引桩进行一次复核,以防止由于孔内爆破造成引桩偏移)。
(3)浇筑护壁混凝土:护壁混凝土要振捣密实,上下壁搭接50-75mm,护壁采用外齿式;护壁混凝土强度为C15号混凝土,厚度均为200mm。当遇粘土、淤泥、流砂层时护壁内竖直等距放置不少于8根,长度比护壁长约20cm的Φ10直钢筋,插入下层护壁内,使上下护壁有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂而造成因自重沉裂的现象;锁口高出地面300mm左右,便于挡水和定位。
(4)拆除模板继续下一段施工:护壁混凝土达到设计强度的80%后便可拆模,再开挖下一阶段,然后继续支模灌注混凝土,如此循环,直到挖至设计要求的深
(5)每节桩孔护壁做好以后,将桩位轴线和标高测设在护壁上口,然后用十字线对中,通过锁口引桩吊线坠向井底,以半径尺杆检查孔壁的垂直度。随之进行修整,孔深必须以基准点为依据逐根引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
4、清孔
当桩基开挖至设计高程后,及时进行桩底清理,必须做到无松渣、淤泥等扰动软土层,使孔底情况满足设计要求,且对孔深、孔径、垂直度等进行检测。
5、钢筋制作和安装
(1)钢筋笼在现场制作,每隔一段加混凝土预制块垫块用以确保钢筋保护层厚度。桩孔验收合格后,尽快用吊车把钢筋骨架吊装定位。
(2)钢筋束中钢筋全部电焊成束,主筋采用对焊焊接或套筒连接,如对焊焊接要求对焊后钢筋抗拉强度不低于本身的强度。主筋与箍筋全部焊接,以增加钢筋笼的刚度。机械连接I级钢筋接头不得采用通过剥除钢筋肋使钢筋头母材有效截面消弱的剥肋滚轧直螺纹接头及直接滚轧直螺纹接头,通过把钢筋肋压入母材或把钢筋头镦粗使钢筋头母材有效截面增强的压园(压肋)滚轧直螺纹接头及镦粗直螺纹接头。
(3)桩孔验收合格后尽快放入钢筋骨架,用15t汽车起重机进行吊装作业。钢筋分段吊放,先将下段挂在孔口,再吊第二段进行连接,连接完成后吊放下段钢筋笼。钢筋笼入孔后牢固定位,以防发生掉笼和浮笼事故。
6、桩身混凝土浇筑
(1)桩身混凝土强度等级为C30,采用商品混凝土,混凝土的配合比严格按混凝土施工规范进行,严格控制其坍落度,用泵机输送;井口设置固定料斗支架,利用串筒注入井内。为避免混凝土骨料分离,串筒底距浇筑混凝土面控制在2m以内。
(2)混凝土不得直接向桩孔内浇灌;应采用串桶分层灌注;每层灌注高度不得超过1.1m;分层捣实直至桩顶。串桶中间吊牢防止脱落;串桶下口离现浇混凝土面保持在2m内;随混凝土面增高;逐节拆除;桩顶混凝土在混凝土初凝应抹压平整;避免出现塑性收缩裂纹或环向干缩裂缝;其表面浮浆应及时凿除;以保证有良好的连接。
7、抗滑桩检测
桩基养护至设计强度后,对桩基进行无损伤检测法检测,桩长采用超声波检测、振动检测。对检测结果怀疑有缺陷的桩应进行抽芯检验,若抽芯桩存在重大质量问题,应加倍扩大钻芯数量。
四、结束语
在公路施工中,无论是开挖的路边还是在自然环境中的高边陡坡,都会存在着滑坡的危险。因此,在施工中应当采取必要的措施对这种潜在的威胁进行有效的控制。而抗滑桩作为一种支挡结构物,技术上具有明显优越性,能在增加边坡稳定性的过程中需要用最小的代价换来最稳定的加固方法,这样才能实现安全和经济的双赢。
参考文献
[1] 抗滑桩在某高速滑坡整治工程中的应用[J].邢大威.江西建材.2016(18).
[关键词]公路 高边坡 抗滑桩 施工技术
中图分类号:R257 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0095-01
由于高边坡病害的复杂性、多样性,使得高边坡加固防护设计在工程实践中占有极其重要的地位。由于抗滑桩具有机具设备简单,施工操作方便,占用场地小,无泥浆排出,对周围环境及建筑物影响小,施工质量可靠,可全面展开施工,缩短工期等优点,在高边坡加固防护中得到广泛应用。本文结合工程实例,就公路高边坡抗滑桩施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某二级公路左侧路堑边坡第3级坡顶设预应力锚索抗滑桩16根,桩截面2.0m×2.5m,桩长32m,距桩头1.5m处设2孔拉压复合型预应力锚索,单孔拉力1000kN,锁定荷载值700kN,锚索总长40m,预留锚索1m,锚固段长12m,采用8束钢绞线制作安装,距桩頭0.5m处预埋直径165mmPVC管2孔,以备以后可能的张拉补强之用。
二、抗滑桩作用原理
抗滑桩对滑坡体的作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力(锚固力)平衡滑动体的推力,增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的阻抗,使桩前滑体达到稳定状态。根据滑体的厚薄、推力大小、防水要求及施工条件等选用木桩、钢桩、混凝土及钢筋混凝土桩。抗滑桩埋入地层以下深度,按一般经验,软质岩层中锚固深度为设计桩长的三分之一;硬质岩中为设计桩长的四分之一;土质滑床中为设计桩长的二分之一。当土层沿基岩面滑动时,锚固深度也有采用桩径的2-5倍。抗滑桩的布置形式有相互连接的桩排,互相间隔的桩排,下部间隔、顶部连接的桩排,互相间隔的锚固桩等。桩柱间距一般取桩径的3-5倍,以保证滑动土体不在桩间滑出为原则。
抗滑桩通常为钢筋混凝土或钢轨混凝土桩体,抗滑桩的分类根据滑坡体的规模大小分为单排抗滑桩及多排抗滑桩,单排抗滑桩通常设置于滑坡前沿且与桩间墙相连接形成整体,桩间墙通常为两种,一种是预制钢筋混凝土板,另一种是浆砌片石挡土墙。
三、施工技术要点
1、测量放样
对施工场地进行平整清除杂物,然后进行施工放样。按设计图纸定出桩位、设十字护桩,引至挖孔范围以外,以备施工中校核桩位。四周应挖好排水沟;桩孔四周设置地表截、排水及防渗设施做好排水准备,如拦水坎;雨季施工期间,应在孔口上方搭设雨棚。备好孔内排水、通风、照明设备。
2、抗滑桩开挖
(1)抗滑桩采用人工挖孔,锁口盘及护壁采用C20钢筋混凝土,锁口盘宽80cm,护壁厚20cm,低于边坡平台面40cm,以保证孔内作业人员的安全,护壁施工时,注意抗滑桩钢梯钢筋的预埋,钢梯采用φ14钢筋,为下孔作业及紧急逃生通道之用,
(2)护壁每一工作循环进尺为1m,挖孔时每一工作循环用垂球检测孔位的垂直度(垂直度误差不超过0.5%桩长且不大于200mm)。孔内遇到岩层须爆破时,采用浅眼松动爆破法,要严格控制炸药用量,在炮眼附近要加强支护。孔深超过5米时必须使用电雷管引爆,对于软岩层炮眼深度不超过0.8m,对于硬岩层不超过0.5m,炮眼数目和位置及斜插方向应按岩层断面情况而定,中间一组集中掏心,四边主要挖边,爆破后应通风排烟15分钟,并检查无有害气体后,施工人员方可下孔作业。
3、孔桩护壁
(1)桩孔护壁混凝土每挖完一节,经检查断面尺寸符合设计要求,自检合格后,立即浇筑护壁按规划混凝土,坍落度控制在30-50mm,确保孔壁稳定性;设置操作平台,用来临时放置混凝土拌合料和灌注护壁混凝土用。
(2)支设护壁模板:现浇混凝土的施工采用组合钢模板,浇注混凝土時,拆上节,支下节,自上而下周转使用。模板间用螺栓连接,并用钢筋焊成支架作内支撑,以保证模板不变形。模板高度取决于开挖施工段的高度,一般为2m(当遇粘土、淤泥、流砂层时,需根据实际开挖高度确定支模高度)。护壁中心线控制,需将桩控制轴线,高程引到第一节混凝土护壁上,每节以十字线对中、吊大线锤控制中心点位置,用尺杆找边线,然后由基准点测量孔深(当孔内使用爆破施工时,每施工节护壁后,对引桩进行一次复核,以防止由于孔内爆破造成引桩偏移)。
(3)浇筑护壁混凝土:护壁混凝土要振捣密实,上下壁搭接50-75mm,护壁采用外齿式;护壁混凝土强度为C15号混凝土,厚度均为200mm。当遇粘土、淤泥、流砂层时护壁内竖直等距放置不少于8根,长度比护壁长约20cm的Φ10直钢筋,插入下层护壁内,使上下护壁有钢筋拉结,避免某段护壁出现流砂而造成因自重沉裂的现象;锁口高出地面300mm左右,便于挡水和定位。
(4)拆除模板继续下一段施工:护壁混凝土达到设计强度的80%后便可拆模,再开挖下一阶段,然后继续支模灌注混凝土,如此循环,直到挖至设计要求的深
(5)每节桩孔护壁做好以后,将桩位轴线和标高测设在护壁上口,然后用十字线对中,通过锁口引桩吊线坠向井底,以半径尺杆检查孔壁的垂直度。随之进行修整,孔深必须以基准点为依据逐根引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
4、清孔
当桩基开挖至设计高程后,及时进行桩底清理,必须做到无松渣、淤泥等扰动软土层,使孔底情况满足设计要求,且对孔深、孔径、垂直度等进行检测。
5、钢筋制作和安装
(1)钢筋笼在现场制作,每隔一段加混凝土预制块垫块用以确保钢筋保护层厚度。桩孔验收合格后,尽快用吊车把钢筋骨架吊装定位。
(2)钢筋束中钢筋全部电焊成束,主筋采用对焊焊接或套筒连接,如对焊焊接要求对焊后钢筋抗拉强度不低于本身的强度。主筋与箍筋全部焊接,以增加钢筋笼的刚度。机械连接I级钢筋接头不得采用通过剥除钢筋肋使钢筋头母材有效截面消弱的剥肋滚轧直螺纹接头及直接滚轧直螺纹接头,通过把钢筋肋压入母材或把钢筋头镦粗使钢筋头母材有效截面增强的压园(压肋)滚轧直螺纹接头及镦粗直螺纹接头。
(3)桩孔验收合格后尽快放入钢筋骨架,用15t汽车起重机进行吊装作业。钢筋分段吊放,先将下段挂在孔口,再吊第二段进行连接,连接完成后吊放下段钢筋笼。钢筋笼入孔后牢固定位,以防发生掉笼和浮笼事故。
6、桩身混凝土浇筑
(1)桩身混凝土强度等级为C30,采用商品混凝土,混凝土的配合比严格按混凝土施工规范进行,严格控制其坍落度,用泵机输送;井口设置固定料斗支架,利用串筒注入井内。为避免混凝土骨料分离,串筒底距浇筑混凝土面控制在2m以内。
(2)混凝土不得直接向桩孔内浇灌;应采用串桶分层灌注;每层灌注高度不得超过1.1m;分层捣实直至桩顶。串桶中间吊牢防止脱落;串桶下口离现浇混凝土面保持在2m内;随混凝土面增高;逐节拆除;桩顶混凝土在混凝土初凝应抹压平整;避免出现塑性收缩裂纹或环向干缩裂缝;其表面浮浆应及时凿除;以保证有良好的连接。
7、抗滑桩检测
桩基养护至设计强度后,对桩基进行无损伤检测法检测,桩长采用超声波检测、振动检测。对检测结果怀疑有缺陷的桩应进行抽芯检验,若抽芯桩存在重大质量问题,应加倍扩大钻芯数量。
四、结束语
在公路施工中,无论是开挖的路边还是在自然环境中的高边陡坡,都会存在着滑坡的危险。因此,在施工中应当采取必要的措施对这种潜在的威胁进行有效的控制。而抗滑桩作为一种支挡结构物,技术上具有明显优越性,能在增加边坡稳定性的过程中需要用最小的代价换来最稳定的加固方法,这样才能实现安全和经济的双赢。
参考文献
[1] 抗滑桩在某高速滑坡整治工程中的应用[J].邢大威.江西建材.2016(18).