大截面抗滑桩不良地质段护壁支护技术

夏四红（湖南省核工业地质局三0三大队，湖南省长沙市410119）

大截面抗滑桩不良地质段护壁支护技术

夏四红（湖南省核工业地质局三0三大队，湖南省长沙市410119）

以四川省汶川县某大型地质灾害治理工程为实例，结合该工程中的工作实践，阐述了以孔壁锚杆辅助加固，开挖时插管引流，护壁加厚、钢筋加密，浇筑后钢撑加固等护壁支护施工技术，有效抑制不良地质段孔壁土体侧向压力对大截面抗滑桩护壁的挤压破坏，使大截面抗滑桩在不良地质段有效地顺利成孔，确保达到地灾治理目的。

大截面抗滑桩；孔壁锚杆；不良地质；护壁支护

前言

护壁支护技术是抗滑桩成孔的关键，是孔内施工作业人员生命安全的重要保障，本文以典型大截面抗滑桩地灾治理工程为依托，阐述了不良地质段护壁支护新技术，为同类工程提供参考。

1 工程概况

该地质灾害治理工程滑坡平面形态呈舌形，纵向（南北方向）长260～500m，横向（东西方向）150～320m，滑坡面积9.62× 104m2，滑坡覆盖的区域和影响的范围面积为18.25×104m2，坡体总体积240.5×104m3，主滑方向356°，属大型土质滑坡。抗滑桩位于滑坡中下部，呈一字型布置，共33根，截面3.7×3.2m，桩间距6m，桩长40m，抗滑桩采用人工开挖成孔。

2 不良地质描述

抗滑桩开挖土层以青灰色粉质粘土夹碎石为主，主要为千枚岩风化形成，千枚岩为软岩，极易风化，其风化后岩层中的石英颗粒便残留于土体中，该类土遇水易软化，用手揉搓有滑移感，颗粒较细。在地下水影响下，桩孔开挖过程中，土层松散软弱、遇水膨胀、垮塌，孔壁土压力较大造成了抗滑桩护壁的不稳定，具体表现为护壁开裂变形，孔底积水严重，致使孔内作业人员安全得不到保障，桩形截面不符合设计要求。

3 工程技术方案

3.1 原护壁方案的缺陷

未考虑在地下水影响下，开挖对土体的扰动导致全风化千枚岩膨胀、垮塌的不利因素。原护壁混凝土标号为C20，厚度25cm，纵向钢筋为φ14，横向箍筋为φ14@250，一次性开挖每模深度为1m，考虑施工进度，浇筑后的护壁混凝土终凝时间满后2h拆模（约为12h）。成型护壁未设置钢支撑或木支撑加固。

3.2 优化后的护壁方案

考虑了土压力对护壁的影响，护壁混凝土标号为C30，厚度为35cm，纵向钢筋仍为φ14，横向箍筋φ18、φ25交替布置，间距不变，在地下水外渗严重的部位采用插管引流的方式将地下水引流至孔底，孔底设置积水坑及时用水泵抽出，开挖到设计尺寸后，立即在两侧壁长方向上布置加固锚杆，加固锚杆杆体采用HRB335级1φ22螺纹钢筋，锚杆长度2m，锚杆倾角均为15°，锚杆孔径90mm，孔内采用M30砂浆固结，锚杆水平间距为1.0m，锚杆垂直间距设计为1.0m。锚杆钢筋预留至护壁钢筋纵向钢筋位置，横向焊接2φ14，L=200，使锚杆主筋与护壁钢筋连成整体。支护模板浇筑护壁混凝土。24h后拆模，拆模后用100×48×5.3槽钢加固（见图1～2）。

3.3 实施措施及质量控制要点

3.3.1 桩孔开挖

图1 不良地质段护壁施工的工艺流程图

图2 不良地质段护壁施工技术详图

开挖桩孔每节的高度应根据不良土质条件以1m为宜。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁表面保持上下顺直一致，如开挖过程中，四壁用上节护壁吊垂线，控制护壁厚度，防止大的超欠挖。挖出的土（石）渣装入出土桶，经设置于井口的摇臂式提升机垂直吊运至井外，由运土工用手推车运至临时堆土点集中堆放，地质工程师随挖随编孔壁地层柱状图。孔壁地下水插管引流，孔底积水坑抽干积水，清除沉渣。

3.3.2 加固锚杆

施工工艺流程为确定孔位→手持钻机就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚杆→注浆。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，孔口偏差≤±50mm，孔深允许偏差为+200mm。为确保锚杆孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚杆孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。锚杆预留钢筋长度应稍超出护壁钢筋纵筋位置，以便焊接连接。常压注浆作业从孔底开始，由于不良地质段土体的松动情况，实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以孔口不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆压力为0.5MPa，注浆量不得少于计算量，压力注浆时充盈系数为1.1～1.3。注浆材料选用水灰比0.45～0.5、灰砂比为1：1的M30水泥砂浆。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。

3.3.3 护壁钢筋制安

因护壁横向钢筋型号各异（φ18、φ25），预先加工好横向钢筋备用，竖向筋按计划采用的护壁高度加工好，两端都制作成弯钩，但弯钩方向要互成90°以便绑扎时悬挂。钢筋绑扎时，应先将横向筋全部摆在井底，然后挂好纵向竖筋，自上而下，四方协同绑扎水平钢筋。纵向筋应保持垂直，其下弯钩朝井壁布置。并用碎石和角砾围护，以免灌注混凝土时，全部被包裹，下一排钢筋无法搭接。钢筋网应按设计的保护层厚度要求定位，防止钢筋网不就位而失去应有的作用。绑轧钢筋前，对挖好的护壁空间应进行厚度检查清理，确保尺寸符合要求。对于出露的加固锚杆的预留钢筋，最好焊接在纵向钢筋与横向钢筋的交叉处，能够起到更好的连接作用。为提高护壁施工的效率，纵横钢筋之间可采用绑扎连接。由于不良地质段的护壁所抵抗的土压力较大，钢筋应以受力筋的要求进行制安。安装钢筋时，配置钢筋级别、直径、根数和间距均应符合设计及规范要求，绑扎或焊接的钢筋网和钢筋骨架不得有变形、松脱和开焊。

3.3.4 护壁模板支护

模板安装采用标准钢模板，为加快护壁脱模的效率，支护前应涂刷脱模剂，在模板、阴、阳角模、螺杆等工作表面上刷涂脱模剂，脱模剂涂刷要均匀，不得漏涂，便易于脱模。安装模板顺序：按照先横后竖原则，将模板吊至在模板平面布置的位置。用支撑架调节模板的垂直度，安装好对拉螺栓。模板的安装就位后，检查模板拼缝处是否严密，竖向边框是否垂直，为防止漏浆。平面模板与角部模板连接时，先将模板就位后，每个阴角处用三个阴角连接器分别安装在相应的横龙骨附近处，拧紧螺栓即可。阳角处在模板边框与角模边框孔位上安装螺栓拧紧。

不良地质段护壁模板的拆卸控制在混凝土浇筑后24h后，模的拆卸原则是先浇先拆，后浇后拆，与浇注顺序一致。当拆模较困难时，可先将模板外表面的混凝土清除，然后再用撬杆在模板下部撬动。模板拆除后，凸出部分的混凝土应及时进行剔除。

3.3.5 护壁混凝土浇筑

混凝土浇筑采用水平分层浇注的方式，浇筑时严格控制分层厚度，按每层500mm以内进行浇筑由于护壁厚度达到了35cm，达到厚度后可及时进行振捣，密实后再浇筑上层混凝土，浇筑中全部采用插入式振捣棒，每一插点要掌握好振捣时间，避免过振或漏振，视表面不再出气泡，表面泛出灰浆为准；并注意插棒间距在300～400mm。振捣中振捣棒要插入下层50mm，保证上下两层混凝土接触密实。护壁中的钢筋较为密集，应把模板加固好，采用振捣棒外振法来保证把混凝土振捣密实。混凝土施工时为了使混凝土尽快达到拆模时的强度，在施工时应适当加入了早强剂。

3.3.6 槽钢加固

槽钢加固是已成型护壁的保险加固措施，主要防止孔侧土压力对已浇筑护壁的破坏。本工程使用100×48×5.3槽钢加固，槽钢使用膨胀螺栓与护壁相连。四角采用5mm厚钢板电焊斜撑加固，每一节护壁布置两道槽钢钢圈，这对孔内作业人员的人身安全进一步提供了保障。

4 实施效果

通过使用护壁锚杆、加强护壁钢筋混凝土、浇筑后槽钢加固等措施，不良地质段侧向土压力得到有效控制，抗滑桩开挖过程中未出现护壁变形、开裂的情况，对于最初未采取加强措施的护壁，通过槽钢加固后，护壁变形得到有效遏制，最终该工程33根大截面抗滑桩成孔顺利，各项指标达到设计要求。

由于锚杆较短，槽钢多以螺栓连接，施工时间相对较短，护壁的加强措施对工程整体工期的影响不大。采用大截面抗滑桩的地质灾害治理工程一般都为大型或特大型治理工程，需采用加固措施的不良地质段占整个抗滑桩开挖段的比重有限，所以相对于整个工程的投资也相对较小。

5 结论

本文所述的大截面抗滑桩不良地质段的护壁支护技术是四川地区地质灾害治理工程中的首次尝试，充分考虑不良地质段土体对孔壁的不利影响，利用护壁锚杆稳固土体，槽钢抵消侧向应力的原理，实践证明该技术是一种行之有效的护壁加固手段。加之大截面抗滑桩所给的工作面较宽松，在施工时操作较为简单便利，值得在同类型地质灾害治理项目中加以推广。

[1]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）[S].北京：中国标准出版社，2006.

[3]《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/102I9-2006）[S].北京：中国标准出版社，2006.

[4]《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[5]《组合钢模板技术规范》（GB/T50214-2013）[S].北京：中国标准出版社，2013.

[6]《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

P618

A

2095-2066（2016）36-0112-02

2016-12-12

夏四红（1980-），男，工程师，本科，主要从事工程管理工作。