人工挖孔桩治理滑坡分析

2022-07-06张炳隆

中国公路 2022年7期

关键词：护壁滑坡体抗滑桩

张炳隆

（中铁西北科学研究院有限公司，甘肃兰州 730000）

与机械化施工相比，人工挖孔桩是相对传统和落后的施工工艺，施工进度慢，安全风险大，但在特殊的环境、地质和特定施工条件下，人工挖孔桩优势明显，治理效果良好。

一、人工挖孔桩施工条件

（一）现场环境

A滑坡属于老滑坡，地面平均坡度约38°～42°。滑坡前缘为河岸，后缘为坡面陡缓变坡点，左、右侧界为微小冲沟、地形低洼负地或错坎。受自然灾害暴发影响，河流左岸坡脚产生滑动，滑坡前缘失稳，牵引致老滑坡复活。复活体特征明显、周界清晰，平面呈不规则状，后缘错坎、裂缝清晰可见，左、右侧界均存在错坎和陡崖，纵向长约470m，横向宽约475m，主滑方向306°，滑体厚度45m～50m，体积约1000×104m3，属深层、巨型碎石土滑坡。

根据现场调查结果，结合勘察资料综合分析，本文认为该滑坡浅表层处于不稳定状态，在强降雨、地震作用下极有可能失稳破坏，需要及时治理。

（二）采用人工挖孔的原因

采用人工挖孔的主要原因有：减少施工便道、作业平台的开挖量，减少对滑坡体的扰动，防止引发次生灾害；滑坡区位于河流左岸单面斜坡上，地形坡度较陡，平均坡度约40°，前缘受河流冲刷，局部地势陡峻或存在临空面，没有开阔平坦的地势布置施工场地；项目区位于印度洋板块和欧亚板块的接触地带，处于雅鲁藏布江深大断裂带南侧的喜马拉雅地槽褶皱区，属喜马拉雅基底结晶岩带褶皱体系，地质构造复杂，断裂褶皱较多，岩层破碎，是我国地质构造上最复杂、新构造最活跃的区域之一；根据滑层走向和所需治理的深度，桩深、截面尺寸等有所不同。

二、人工挖孔桩施工过程

（一）准备工作

对照勘察设计文件，对即将治理的滑坡区域现场踏勘，熟悉滑坡体前缘、后缘和左右侧界位置，明确是否存在次生滑坡，清楚施工治理层次和治理阶段。对于大型滑坡，存在浅层、中层或深层滑面，需分阶段分期治理。在现场标出抗滑桩位置，根据踏勘情况制定具体施工方案。在施工准备阶段，重点控制好测量放线、图纸与现场的核对、施工方案编制及审查工作。

（二）治理方案

A滑坡中上部设置两段抗滑桩，深度35m～40m，截面1.8×2.4m2，间距6m，为浅中层治理；中部设置一段抗滑桩，深度35m～45m，截面2.5×3.5m2，为中层治理；中下部设置一段抗滑桩，深度40m～65m，截面3×4m2，为深层治理。A滑坡示意图如图1所示。

图1 A滑坡示意图

（三）工艺流程

施工阶段主要为挖孔（包含护壁）、安装钢筋、浇筑混凝土三项内容。工艺流程为：测量放样、桩孔场地整平、锁口施工、分节开挖、分节护壁施工、钢筋制作、吊装、混凝土灌注。

（四）挖孔

施工前，应做好滑坡体截水沟，防止地表水沿滑坡后缘或侧界灌入滑坡体。开挖采用分批跳桩开挖，间隔一至两根桩开挖，分批灌注成桩。由于地质条件复杂性和勘察钻孔局限性，开挖中实施地质编录，并核对滑带（面）情况，一是为了指导施工，加强滑面处的护壁施工，二是可以验证地勘文件的准确性，满足动态设计的需要。

做好桩孔地表截排水及防渗工作，孔口地面加筑适当高度的土埂，孔口应设围护栅和孔口罩盖，必要时设遮雨棚。备好桩孔内排水、通风、照明设备，设置滑坡变形的观测设施。

人工挖孔前，先根据地形浇筑锁口盘，若设置抗滑桩处地形坡度较陡，应在桩外侧采用脚手架支撑浆砌片石砌筑形成施工平台，避免开挖桩内侧边坡，对上边坡造成影响。锁口盘可根据实际地形将靠山侧调整为“L”形，防止上边坡土体坍塌，影响施工安全。

桩孔采用分节开挖，每节开挖1m，边开挖边护壁，并就地灌注混凝土，确保护壁混凝土不侵入桩截面净空以内，抗滑桩截面尺寸满足设计要求。护壁混凝土模板支架于灌注后24h拆除。当上节护壁混凝土终凝后方可开挖下节。当围岩松软破碎或有渗水时，分节减至0.5m，且分节不应设于土石界面及滑带（面）处。

在围岩松软破碎和存在滑动面的节段，应在护壁内顺滑坡方向用临时横撑加强支护，并根据受力情况及时加固。当发现横撑受力变形、破损而失效时，孔下施工人员要立即撤离，采取必要应急加固措施后方可继续施工。

桩孔挖深达到设计深度后，清除孔底松土、沉渣和杂物，开展验孔，结合滑带（面）情况现场核定桩底高程，保证封底厚度。当桩底为倾斜岩层时，桩底应凿成水平状或台阶状。

（五）安装钢筋

抗滑桩钢筋笼主筋设计为直螺纹套筒链接，提前在加工场按照钢筋编号加工成型，运至现场，在孔内安装，主筋接头避开土石分界及滑带（面）处。在钢筋笼内侧四角安设4根φ57mm声测管，通过超声波法检测抗滑桩。声测管底部应预先封闭，用堵头封闭或用钢板焊封，声测管顶部高出桩顶300mm以上，安设声测管后，往管内注满清水，观测无渗漏后加盖堵头，以免异物入内。

（六）浇筑混凝土

待钢筋笼和声测管检查验收合格后，再次清理孔底，安设串筒浇筑混凝土。混凝土浇筑须连续作业，一次性成桩。浇筑过程中及时振捣，防止漏振。混凝土浇筑后开展桩身质量检测。

（七）监测

监测方法主要选择地表大地变形监测、地表裂缝监测和深孔位移监测。雨季期间每天观测一次并记录数据，发现变形加速时，每天观测两次并预警，形成监测周报告和月报告。从第一年5月开始设置观测点，到第四年12月，统计每月的水平和竖向两个变形量，共44个月的数据，地表监测曲线如图2所示。

图2 A滑坡A点地表监测曲线图

三、治理效果分析

由于工程区域雨季时间长、降雨量大，人工挖孔桩在每年10月至次年5月施工，且3个施工区域存在垂直干扰，因此有效施工期很短。第一年雨季来临之前，完成了中上部的两段桩混凝土浇筑，中部桩完成了1/3。通过地表观测显示，第一年雨季期间滑坡体最大变形量，水平408mm、竖向434mm。施工期间，还设置了深层观测装置，通过数据分析，深层滑动最大水平位移15mm。因此，浅中层滑移是A滑坡变形的重要原因，验证了方案的可靠性。第二年雨季来临前完成了中部剩余的2/3及坡脚防护，雨季期间滑坡体最大变形量，水平170mm、竖向175mm。第三年完成了中下部的深层治理，雨季期间最大变形量，水平28mm、竖向30mm。施工结束后，通过持续监测数据分析，变形趋势已趋于稳定，A滑坡得到了有效处治。