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抗滑桩施工技术在路堑高边坡防护当中的应用

2022-02-19阳希杨明

科学技术创新 2022年1期
关键词:护壁抗滑桩边坡

阳希 杨明

(中交四航局第一工程有限公司,广东 广州 510420)

近些年来我国基建领域迅猛发展,越来越多的新工艺、新技术在实践中得到了较为广泛的应用。在路堑高边坡、不稳定的地质条件下通过抗滑桩施工作为路基边坡防护措施已成为路基施工中常见的问题。本文以路堑高边坡防护施工中抗滑桩的实际应用为例,对抗滑桩设计思路和施工技术进行研究。抗滑桩作为路堑边坡防护施工的重要措施,有其自身的结构特点,具有一定的推广意义。

1 项目概述

1.1 工程简介

本项目共设计抗滑桩35 根,埋深在14 米至24 米之间,结构尺寸分为1.8 米*2.4 米、2 米*3m 米两种形式。在里程ZK41+860~ZK41+905 段设置6 根抗滑桩;ZK43+330~ZK43+400 段设置12 根抗滑桩,ZK45+500~ZK45+580 段设置17 根抗滑桩。

1.2 水文地质情况

1.2.1 水文条件:区内水系比较发育,河流纵横密布,汇水面积大。沿线经过的地表水系主要有潭江、漠阳江水系。区内地下水的补给以大气降水为主。一般多向附近的河流或低洼地带径流,并以泉水或暗河的形式排泄。

1.2.2 工程地质条件:通过场区内地质资料揭露及现场地质调查,场区内地层揭露上覆第四系全新统坡残积层粉质黏土;下伏泥盆系上统天子岭砂岩。

2 抗滑桩的设计

2.1 抗滑桩的断面设计(图1)

图1 ZK45+500~ZK45+580 抗滑桩断面设计图

2.2 施工防排水设计

根据边坡防护开挖一级防护一级的要求,抗滑桩施工前完成上一级边坡平台排水沟及坡顶截水沟等设施,随后整理抗滑桩施工平台,保证外侧低内侧高的原则将水引至外侧,随后做排水沟及急流槽降水排至边坡外。

3 抗滑桩施工技术

3.1 施工方法

抗滑桩土方开挖主要采用人工开挖,辅以风镐风钻,遇到硬质石方时采用浅孔爆破的方法掘进。开挖时由上到下渐进施工,混凝土护壁施工前先复核桩身净空尺寸和中心点、垂直度,保证桩身的质量;护壁混凝土强度满足设计要求后方可进行下一节桩身开挖施工,开挖顺序由内到外。施工工艺流程:测量放样→平场地、截排水、清刷坡→安装扒杆井架、卷扬机、通风设备→桩身开挖→出渣→绑扎护壁钢筋、安装护壁模板、护壁混凝土浇筑→桩身钢筋笼安装→桩身混凝土浇筑→冠梁施工。

3.2 桩孔开挖

3.2.1 首先需将边坡开挖至桩顶标高,由于井口场地并不平整,较多情况为斜坡,桩身开挖1.5 米左右时,按照设计锁口尺寸及时进行护壁和锁口钢筋的制作并安装模板。然后浇筑锁口混凝土,锁口高出地面30cm 左右。锁口周围应根据需要设置排水沟;雨季施工期间,应搭设雨棚。备好井下排水、通风、照明设备。

3.2.2 用提升拱架配合固定卷扬机作为提升装置,必须安装防钢丝绳冲顶等限位装置和防脱钩装置。本工程地质条件复杂,考虑施工安全,土方及软质石方采用机械配合人工开挖,硬质石方采用浅眼爆破施工。辅以电动或气动工具和抽水机械。

3.2.3 当桩孔深度大于10m 时,操作时人员进行2 小时轮换施工,并配置井内机械强制通风机。为避免孔内坠物伤人,孔内人员施工,必须在人员头顶1.5m 处位置设置钢筋密目网保护盖,否则不允许进行井底作业。

3.2.4 遇硬质石方采用浅孔爆破,一般炮眼深度L 取孔桩尺寸的0.6-0.8 倍,取L=(0.6-0.8)D。

图2 炮眼布置平面图

图3 炮眼布置立面图

爆破时须在孔口覆盖钢筋网片或钢板,并在四个边角上方覆盖沙袋或土袋。

图4 孔口覆盖钢筋网

3.3 钢筋混凝土护壁施工

每掘进50 厘米(若遇土质较差易坍塌部位可适当减短进尺,护壁施工时不得在土石层分界处或滑动面处分节),抓紧进行护壁施工;施工护壁的顺序为:安设护壁钢筋,护壁钢筋应预留足够的搭接长度,不得少于钢筋直径的35 倍,验收后再安装护壁模板。

图5 抗滑桩护壁钢筋设计图

3.4 桩体钢筋笼制作安装

遇抗滑桩桩长较长时,采用直螺纹套筒连接工艺进行钢筋连接、井下安装,并按照要求同一截面接头数量不得超过钢筋总数量的50%。

图6 抗滑桩桩身钢筋设计图

3.5 检测管安装

检测管采用4 根直径50mm 的钢管,按梅花型布置,每根管距柱底为20cm 且应高出桩顶100cm,并采取保护措施,防止检测管堵塞,如与配筋冲突,则应适当调整检测管位置。

图7 检测管布置断面图

3.6 抗滑桩超挖处理

遇到超挖情况,在超挖线外侧会有部分桩体,对抗滑桩施工及成孔都会有影响,如图8。

图8 抗滑桩超挖断面示意图

4 监控量测方案

4.1 监测的目的

施工过程中加强对抗滑桩施工段路堑边坡及桩身土体的滑移、坍塌、孔内有害气体等进行监测。并重点监测桩顶水平位移,发现异常立即停止作业,施工完后继续定期对边坡及桩身进行监测,以保证施工安全。

4.2 监测的项目及内容

4.2.1 边坡稳定性、桩体沉降监测

a. 监测网的布设。边坡稳定性、桩体沉降监测网分基准网、工作测点和监测点三级布设。在远离工作区的稳定位置布设基准网,对工作测点的稳定性进行监控。b. 监测点埋设与监测要求。位移测量:用全站仪采集各观测点的即时坐标,用专用观测表做好每日记录,分析实测数据然后得到边坡的时间- 水平位移曲线。沉降测量:用高精度水准仪采集各观测点的初始高程,用专用观测表做好每日记录。分析实测结果然后得到边坡边坡(桩顶)时间- 沉降曲线。

4.2.2 滑坡体监测

在抗滑桩开挖过程中,在山坡体每级边坡上分别设置位移沉降观测点,每级边坡每个断面布设不少于3 个点。

4.2.3 有害气体检测

作业前先对井下空气中有害气体含量进行检测,各项数据满足要求时才能进行下一步施工。

4.2.4 人工巡查

人工巡视检测是一项经常性工作,应做到每天有人巡视检查。

主要检测项目为:a.边坡稳定性检测;b.检查洞内渗水情况;c.进行检测监测点维护。

4.3 监测频率(表1)

表1 各监测项目频率表

4.4 监测数据的整理与分析

对监测资料及时整理、分析,发现误差时,应及时安排重测。边坡的稳定性主要由各观测量沿不同深度不同方向的分布曲线以及数据随时间的过程分布曲线来反映。

5 结论

本文以中山至阳春高速公路开平至阳春段第5 标段抗滑桩施工为工程背景,通过抗滑桩的设计方案以及抗滑桩施工难点的讨论,系统的阐述了抗滑桩的施工工艺流程。并采用有效监控量测手段,对施工过程中边坡及抗滑桩体的稳定性进行数据分析,证明该抗滑桩在路堑边坡防护施工中安全可靠,经济合理,可为类似工程提供借鉴。

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