桩基挡土墙在高边坡滑塌地质灾害处治中的应用

赵军林

[摘要]桩基挡土墙是指在公路设计中由于挡墙下地基土覆盖层过厚且地基承载力不足，为避免将挡墙置于不稳定的土层上，或避免挡墙基础埋置太深，采用桩基础上设置承台，并将挡土墙设在承台之上，使挡墙获得足够的稳定性和承载力的一种路基支挡构造物。桩基挡土墙在目前国省干线公路水毁修复和灾害防治工程中得到大量应用，能够彻底解决高填方滑坡、坍塌地质灾害的处治难题。通过对我局已实施的国道212线桩基挡墙路段使用情况进行监测，发现桩基挡墙对治理高填方路段的滑坡灾害效果非常明显，处治路段的路基路面稳定，避免了采用常规措施处治后路面再次下沉的问题。本文就结合2015年陇南公路管理局G212线角日至罐子沟段维修改造工程实例，对桩基挡墙的施工工艺做以简要介绍。

[关键词]桩基挡土墙；高填方路段；滑坡；治理

2012年以来。陇南境内水毁频发，受强降雨及坡脚河流、水库冲刷，沿河布线和临近库区的高填方路段、浅表性滑坡路段极易发生路基下沉和下边坡滑塌，部分路段直接垮塌形成路基缺口，严重影响行车安全。例如：2012年两当境内的国道316线两处路基整体滑坡；2013年文县境内碧口库区国道212线多处路段边坡垮塌等，由于坍塌路段处于整个滑动面且填方高度普遍都在20m以上，软弱土层较厚，普通挡土墙支护工程的基础缺乏可靠的持力层且无法收缩坡脚，通过设计单位和省厅有关部门的专家多次奔赴现场进行方案研究论证和勘察设计，确定采用桩基挡土墙对以上路段进行支挡。

1桩基挡土墙的特点

桩基托梁挡土墙的特点是扩大了一般圬工式挡土墙的使用范围，当地表覆盖为松散体-地表稳定性较差时，采用桩基托梁挡土墙可将基底置于稳定地层中，以节约上部挡墙截面'节省圬工，同时节约了大量的资金既能增加路基强度，又能收缩坡脚，而且基础工程量小，便于施工。防止填土或山坡土体坍塌、滑移，支撑或加固路基并使其保持稳定。

2桩基挡土墙施工要点及工艺流程

桩基挡墙施工的重点部位是桩基础，施工要点主要有：

（1）成桩桩位：护筒埋设后钻孔前应用全站仪复测桩位是否符合设计要求，偏差值是否符合设计及验收规范的标准。如不符合须拔除护筒重新埋设，使之符合验收标准。

（2）泥浆比重：钻孔护壁泥浆的比重采用泥浆比重仪测量。在钻孔过程中随时观察泥浆变化，勤测泥浆比重，发现土质有变化时应及时调整泥浆的比重。

（3）灌砼成桩：导管插入钢筋笼中时应保证其垂直度和在钢筋笼的中心位置，防止导管倾斜和偏心使其在提升导管时因导管接头勾住钢筋笼而造成浮笼或埋管的质量事故。在灌砼成桩过程中勤测砼面的上升高度，根据测量数据确定导管提升长度。一方面，防止因导管埋入砼中的深度过深拔不起来而造成埋管：另一方面，防止因提升长度过大使导管埋人砼中的深度不够或脱离砼面而造成断桩的质量事故。

施工工艺流程：挡墙桩基础-承台（托梁）-挡墙墙身-墙背回填，其中桩基础采用钻孔灌注桩，

3工程实例

3.1工程概况

G212线角弓至罐子沟段维修改造工程JG4标段桩基挡土墙4处，包括K632+244-284、K634+015-085、K636+600～640、K647+710～760，工程量為C20片石混凝土挡土墙3096m³、C20混凝土60m³、C30混凝土承台972，4m³、1，5m桩基657m。

3.2施工

1）准备工作及主要机械配置：采用挖掘机整平施工场地。填筑碎石土以确保钻机能够正常操作，施工平台宽出承台不小于4米，基坑开挖过程中，利用其做围堰。在挡土墙与既有G212线之间填筑场内便道。安装1台变压器，满足至少2台桩机作业用电。采用挖掘机进行泥浆池的开挖，包括泥浆池和沉淀池，以满足桩基的泥浆使用及排出，同时在施工现场储备了一定数量的黏性土块及片石，便于在冲孔的过程中遇淤泥层、细砂等软弱土层及砂卵石层时，随时加黏性土块和小片石反复冲击造壁。主要施工机械包括：挖掘机2台。冲击钻2台，泥浆泵2台，潜水泵2台，混凝土拌合站1座，混凝土搅拌运输车2辆，自卸汽车1辆。

2）桩基础施工

（1）施工放样：根据加密的导线点进行桩位放样，每个桩位均已设置不少于4点的护桩。经检测，护筒的中心线与桩位中心线的偏差小于20mm，桩位中心偏差小于5cm，经现场监理复检符合规范要求。

（2）埋设钢护筒：按桩位将护筒放到钻孔桩孔内的正确位置（护筒中心与桩中心重合），将护筒周围泥土夯实，固定护筒。护筒埋设后平面位置偏差要求不大于5cm，倾斜度偏差不大于1%，经检测符合规范要求。护筒埋设后，在周围加填粘土夯密实，防止漏水坍塌。

（3）泥浆制备：配制技术指标满足要求的泥浆，并设置两个泥浆池，且每个泥浆池中间隔开，分成沉淀池和储浆池，两个池中间由小洞相通，泥浆自孔中泛出流人沉淀池，将所央带的钻渣沉淀下来后，净浆流人储浆池，再由泥浆泵压人孔内。

（4）钻孔：首先把钻机安装就位，在架立钻架时，使钻架天车中心、转盘中心及桩位中心三点一线。钻机精确就位后，固定好钻机，启动卷扬机吊起冲击锥，把冲击锥徐徐放进护筒中准备冲击钻进。开始钻进应适当控制进尺，当钻进至刃脚下1m后再以适当的速度正常钻进。在钻进过程中，如发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔冒浆等情况，立即停止钻进，采取处理措施符合要求后，再继续施工。

（5）清孔：清孔应分二次进行，第一次清孔在成孔完毕后立即进行：第二次在下钢筋笼和导管安装完毕后进行。该段桩基挡墙采用换浆清孔法，即将优质泥浆压人孔内，由下向上托起孔底钻渣及泥砂等沉淀物，逐步使孔内泥浆达到指标，在清孔排渣时，必须注意保持孔内原有水头，防止坍孔。

（6）安装钢筋笼骨架：下钢筋笼前对钢筋笼的质量进行检查，钢筋笼下沉过程中要检查各段钢筋笼的对接质量，掌握好钢筋笼的垂直和对中及周圈保护层。钢筋笼要缓慢吊人孔内，避免盲目碰接孔壁，钢筋笼按设计标高放置后应马上固定好后，二次清孔后灌注水下混凝土。

（7）导管设立：导管采用直径φ300mm、壁厚6mm的无缝钢管，每节3m，底节4m，导管的连接采用丝扣式。在导管使用前，先进行水密承压和接头抗拉试验，合格后方可使用。安放时导管底至孔底的距离按照0.3m控制。

（8）灌注水下砼：灌注砼前。要请现场监理验收孔底的沉淀层厚度，如大于设计要求，应再一次清孔，直到现场监理认可后方可浇筑砼。将商品砼运输至现场通过导管下灌砼，砼浇筑第一次下料量应使导管埋深不能小于1米，灌注砼过程中，要随时测量灌注砼的顶面高程，使导管在孔内砼中的埋置深度不小于2米且不大于6米，保证既不塞管，也不断桩或离析。灌注砼结束时其顶面标高应比设计标高高出1米左右，以确保桩头凿除后，桩头标高处的砼质量达到设计要求。

3.3承台施工

（1）施工测量：利用施工控制桩，按地质和开挖深度正确放出基坑开挖位置。基础开挖前，应提前做好围堰。基坑挖至标高后，对该段的桩基凿除桩头至设计标高，并对桩基进行检测，检测合格后进行下一步施工。同时在基础范围外挖通长排水沟，设集水井，将基坑槽内的水由排水沟排至集水井内，由中50潜水泵抽排水。

（2）钢筋安装：钢筋厂集中加工，现场安装。

（3）模板安装：模板采用钢模板，φ10拉筋、间距0.6m加固。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙，应填塞严密，模板内面应涂刷脱模剂。

（4）混凝土浇筑：浇注混凝土前，应检查混凝土的均匀性和坍落度。浇注混凝土使用插入式振动器时，每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒，应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。

3.4拦墙墙身施工

承台施工完毕后进行挡墙墙身的施工。首先在承台上支模，待监理验收后进行墙身混凝土浇筑。混凝土配合比通过试验确定。采用电子称计量，强制式搅拌机拌合混凝土，并按规定制作混凝土试件。混凝土浇注后应加强养护，在养护期内，应使混凝土表面保持湿润，待混凝土表面收浆、凝固后即用草帘等物覆盖，并经常在模板及草帘上洒水养护，时间应不少于14天。

3.5墙背回填

挡土墙的墙体强度级别达到设计强度级别的75%以上，方可进行墙背填料施工。墙后必须回填均匀，摊铺平整。回填时必须分层填筑压实，厚度不能超过15cm。每层需做压实度检测，合格后报监理验收，经监理同意后进行下层填筑。

4施工体会

桩基挡墙施工的技术关键是水下混凝土灌注，通过现场施工，桩基础水下灌注混凝土常见问题包括四类，其原因及处理方法如下：

（1）导管进水。主要原因：首批混凝土储量不足或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。处理方法：将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除，重新灌注。

（2）卡管。主要原因：初灌时隔水栓卡管或由于混凝土本身的原因如坍落度过小，流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析等造成堵塞，机械发生故障及其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力使混凝土堵在管内。另外，混凝土灌注导管内外压力差不够也造成卡管。处理办法：拔管、吸渣、重灌。预防措施：准备备用机械、掺人缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的力學性能。

（3）钢筋笼上浮。主要原因：由于φ1000钻孔灌注桩桩径较小，如果清孔结束后孔内泥浆比重较大，就会产生很大浮力使钢筋笼上浮：砼浇灌过程中灌注速度过大也会造成钢筋笼上浮。预防措施：清孔结束后，要严格控制泥浆比重，水下砼浇筑时要控制灌注速度不宜过快，同时在钢筋笼顶端沿周长焊接6根qb22钢筋，一端与钢筋笼焊接，一端焊与钻机机座上，防止钢筋笼上浮。同时控制钢筋笼底标高。

（4）砼顶面下沉。主要原因：砼灌注时速度过快或孔内砼面上升过快，导致砼内部气泡无法排出。当砼灌注结束后一段时间，由于砼内部气体外排造成砼表面下沉。预防措施：严格控制砼的浇筑速度，拔导管时须留1.5-4M导管埋于砼内，浇筑结束后等待30分钟后未发现砼表面下沉方可移动钻机。

[责任编辑：张涛]