高速公路工程人工挖孔抗滑桩施工技术分析
2022-11-12李春梅
李春梅
(云南云岭桥梁工程有限公司,云南昆明650000)
0 引言
高速公路是重要的基础交通设施。近年来,随着城市人口数量的不断攀升,社会对高速公路的需求也在不断提升,高速公路建设规模也在不断扩大。在高速公路建设中,相关人员需要保证工程质量,降低交通事故的出现概率。抗滑桩是公路工程中的地基稳定装置,其在一定程度上决定着工程质量,需要相关人员加强对抗滑桩施工技术的重视。在高速公路工程建设中,抗滑桩功能的发挥与人工挖孔施工水平息息相关,这就要求相关人员具备较高的专业水平,能够熟练操作该施工技术,如此才能切实保证抗滑桩施工质量,更好地发挥其功能。由于人工挖孔抗滑桩整体施工过程较为复杂且该环节施工规模较大,想要保证施工质量,需要相关工作人员加强对该技术的研究。
1 人工挖孔抗滑桩施工技术概述
由于高速公路是高等级的公路类型,因此在建造过程中一定要按照相应的标准展开作业,需要确保其能适应年平均昼夜小客车交通量(25000辆以上),车道也要在四条以上。由于高速公路工程的整体工程量较大,加之具有一定的施工难度,为了保证工程质量,就必须打好桩基础。其中抗滑桩施工是一项极为重要的施工技术。该技术的主要原理是将桩柱穿过滑坡体深埋于滑床下,用以支挡滑体的滑动力,防止表土滑倒,使桩前滑体达到稳定状态,进而稳定边坡,其在浅层和中厚层的滑坡处理中的应用较为广泛。人工挖孔则是指借助人力进行挖孔作业。人工挖孔桩的直径一般较粗,最细的也在800mm以上,能承受高压支撑结构主体,在公路工程中也有十分广泛的应用。作业环节:施工人员在桩上面设置承台,再用承台梁将桩拉结、联系起来,使各个桩的受力均匀,用以支撑整个建筑物。在抗滑桩施工过程中,需要将桩基础深入孔洞之内,而人工挖孔是抗滑桩作业过程中的一种挖孔手段,因此想要保证抗滑桩施工质量,就必须保证挖孔环节的施工质量[1]。人工挖孔抗滑桩施工见图1。
图1 人工挖孔抗滑桩施工
2 人工挖孔抗滑桩的优缺点
在高速公路工程中,抗滑桩在稳定边坡方面有重要作用,人工挖孔抗滑桩施工亦是常见的施工技术,该技术有一定的优势,也存在一些不足,想要更好地发挥抗滑桩的功能,则需要相关人员对其优缺点有全面了解,这样才能扬长避短。
2.1 优点
相较于传统的作业方式,人工挖孔抗滑桩具有抗滑能力强、支挡效果好等优势。第一,由于高速公路承担着保证交通安全、顺畅的重要任务,所以对地基的承载能力有很高的要求。在长期的压力作用下,边坡可能会受到一定的影响,甚至导致边坡滑动,影响公路的整体稳定性,而人工挖孔抗滑桩技术能够对边坡起到有效的固定作用,能够为高速公路的整体稳定性提供保障。第二,人工挖孔抗滑桩施工对滑体扰动小。由于边坡本身具有一定的稳定性,如果在作业过程中盲目施工设置点位,很容易破坏边坡原本的结构,引发滑坡,而人工挖孔抗滑桩施工过程中会通过人工方式对边坡的整体情况进行检测,进而合理设置施工点位。而且人工作业的影响范围小,能够大大降低对边坡的影响。第三,人工挖孔抗滑桩施工技术具有很强的灵活性,施工工艺简单,作业过程中也不需要大型机械设备,在保证抗滑效果的同时能够极大程度地避免对周遭环境造成影响。
2.2 缺陷
人工挖孔抗滑桩技术虽然具有诸多优势,但是在实际应用中也存在一些缺陷。第一,工作强度大、单桩施工速度较慢。由于人工挖孔抗滑桩技术是通过人力作业的形式挖掘孔洞的,所以在实际的作业环节会消耗大量的劳动力,且相较于机械作业,人力挖孔的效率也较低,会对施工周期产生一定的影响。第二,存在一些安全隐患。由于挖孔环节主要是人工作业模式,而挖孔过程中必不可免地会遇到一些崎岖的地形,这就使得作业环境存在一定的危险性,会对施工人员的人身安全造成一定的威胁,加之部分施工人员可能存在安全意识淡薄、专业水平不足等问题,在施工过程中可能疏于安全防护,也可能因施工环境特殊而导致施工质量不达标,这不仅为自身留下安全隐患,还容易影响工程质量。第三,受环境影响较大,也容易对周边环境产生一定的影响。前者是指作业过程中一旦遇到强降水或者大雪天气就很容易影响施工进程;后者是指挖孔过程中一旦遇到地下水位较高的状况,进行抽水作业时会对周边的环境造成一定的影响。基于此,需要相关人员在施工过程中进行全面的考量,尽可能地规避上述问题。
3 人工挖孔抗滑桩技术施工过程中常见问题及处理措施
高速公路里程一般较长,工程规模也较大,在施工路段难免会遇到特殊地质,使得人工挖孔抗滑桩施工过程中存在一些隐患,若不采取有效措施加以规避,不仅会制约作业的开展,还会威胁施工人员的安全、降低施工效果。因此,相关人员要对人工挖孔抗滑桩施工过程中的常见问题有全面的了解,并能够及时采取针对性的措施妥善解决,避免影响工程质量。
首先,地下水问题。地下水对人工挖孔抗滑桩施工的影响最大。挖孔过程中,如果渗水面积较小,需要采取随挖随吊的方式,将泥水、土渣一起吊出;如果渗水量较大,则需要用水管将水导入集水坑内集中排出。因此,在开展人工挖孔抗滑桩施工前,必须对地质进行详细的调查,通过工程地质调查和水文地质报告,重点识别滑坡堆积层的厚度、滑坡分布、滑坡表面的潜在位置和现场的水文地质条件等,以便有效制定施工方案,确保该施工环节可以顺利推进。
其次,环境、地质对施工的影响。如果高速公路途经沙质地域,细砂就会和地下水结合形成流砂,会在很大程度上影响作业的开展。因此,挖孔时若出现泥沙轻微塌落现象,施工人员可用挡板进行临时支撑,再用圆钢加固。如果挡土墙外围出现大量泥沙坍落现象,混凝土挡土墙将处于悬空状态,进而发生断裂、脱落,这既会威胁施工人员的安全,也会影响施工质量[2]。这时就需要在顶部防护墙加吊耳,并将之固定在地桩上,防止防护墙脱落。挡土墙形成后,可在墙体上钻孔,将灌浆材料填入薄弱的砂层中,以加固挡土墙周围的土体,防止挡土墙周围的泥沙坍塌。
再次,滑动面现象。滑动面是指容易出现滑动事故的作业面。在作业过程中,施工人员需要根据勘察报告加强对滑动面的观察,在作业接近滑动面时缩短开挖深度,并在滑动面范围内增加护壁钢筋,以规避可能发生的滑动事故。
最后,环境影响及施工方式的选择。在实际的作业过程中,降水等恶劣天气会对工程造成很大的影响,需要相关人员结合实际情况,合理选择施工方式。比如,通过隔桩跳挖法预防桩孔坍塌、在流砂较多时灌注混凝土护壁、在雨季施工时设置高出地面20~30cm的钢筋混凝土护圈等,如此便能有效规避对施工的影响。此外,在作业过程中,施工人员还要合理确定桩身混凝土的浇筑顺序,避免因滑坡水平推力集中而导致护壁钢筋混凝土损坏,在复杂的地形中还应选择圆形桩作为抗滑桩的材料,以保证桩孔开挖作业的安全性。
4 高速公路工程人工挖孔抗滑桩施工技术
4.1 施工准备
由于高速公路工程中人工挖孔抗滑桩的施工规模较大,需要用到大量的施工设备及材料,所以要想保证该环节的施工质量,就要切实做好施工前的准备工作。首先,事先对环境进行细致的调查。工作人员需要对施工场地的地质、地形等进行细致的调查,了解地质特点,然后根据作业需要选择合适的作业方法和施工材料,以保证工程质量。其次,材料准备。调查环节结束后,工作人员需要根据作业程序准备相关的材料。在该环节,工作人员需要结合实际需要购置相应数量的材料,不仅要注意规格的选择,还要在正规厂家进购,避免材料出现质量方面的问题。再次,人员和设备的准备。施工单位需要根据工程需要进行人员、设备的配置,避免出现设备不足或人员不足等状况,影响作业进度[3]。最后,测量放样。工作人员需要根据设计资料放出各抗滑桩中心位置、开口线,测量地面高程,然后再确定抗滑桩轴线后将上层边坡土适当卸除,形成施工平台,以保证施工过程的安全性。
4.2 孔洞开挖
人工挖孔抗滑桩施工的关键在于孔洞的开挖,在实际的作业过程中,施工人员需要结合实际情况展开作业。
第一,在进行开挖作业时需要将该工序和其他作业错开,并且要按照由中部向边部的顺序开挖,然后对已经成孔的孔洞进行混凝土浇筑。这一系列工序完成之后才能够进行下一个孔洞的挖掘,以免孔洞之间相互影响。
第二,施工时要再次对地质进行检查,结合地质合理安排孔洞位置,并按照护壁支护的需求分节开挖。在开挖深度方面,不能过深,一般保持在0.6~2.0m,这样才能在发挥孔洞功能的同时避免对边坡造成影响[4]。
第三,挖掘方式的选择。在实际的作业环节,工作人员需要结合当地的地质合理选择开挖方式。对于土质地质,需要采用风铲、风镐开挖;对于岩质地质,就要搭配风枪展开作业,并且如果要入岩嵌固,还需要采用松动爆破的方式开挖。在成孔之后,还要对孔洞进行清洁,保证其符合作业规范,之后才能开展后续的作业。
4.3 护壁支模
在开展人工挖孔抗滑桩施工时,还要加强对护壁的重视。在实际的作业过程中,施工人员需要保证护壁具有良好的防水、防塌陷及支护功能。
第一,护壁是人工挖孔时所用的临时围护,需要对其进行锁口,施工人员需要保证其比地面高出20cm左右,防止防滑桩的桩口塌陷或有地表水涌入。
第二,在施工过程中,还需要根据天气情况设置遮阳防雨篷,避免天气对工程造成影响。
第三,施工方式的选择。施工人员需要按照每开挖1m进行一次护壁施工的标准,同时要合理设计护壁的组合形式,保证工程质量。
第四,矫正模板位置,保证其和桩孔的具体参数相契合,并将其设置在抗滑桩的中心位置[5]。
第五,为保证护壁支模的质量,作业过程中还要处理掉岩壁周围的浮土、松动石块等,增强其稳定性。
4.4 钢筋混凝土作业
防滑桩施工过程中还需要钢筋混凝土的帮助,即需要制作钢筋笼,并进行混凝土浇筑。由于在地面制作钢筋笼在吊装环节有一定的难度,所以在实际施工过程中一般在孔内完成钢筋笼组装。横向钢筋需要间隔2m左右,并在边上焊接钢筋头,在绑扎环节需要保证竖向钢筋垂直,并按照施工需要确定其长度及类型。混凝土浇筑则需要事先对桩孔底部进行清理,然后通过明浇法施工,由拌和站集中制料,再由混凝土罐车将混凝土材料运输至孔边,利用料斗和串筒下料,该环节需要保证串筒底距浇筑面不超过2m,并且混凝土浇筑每上升50cm就要进行一次振捣,保证混凝土均匀分布[6]。
5 结语
由于高速公路的里程较长且施工中涉及的技术较为复杂,为了保证工程质量,往往需要借助人工挖孔抗滑桩施工技术稳定边坡,以提高公路地基的稳定性。但在实际作业中,由于工程规模较大,且人工挖孔抗滑桩施工技术较为复杂,要想充分发挥该技术的优势及作用,就需要工作人员全面落实好事前准备、孔洞开挖、护壁支模及钢筋混凝土等环节的工作,进而保证人工挖孔抗滑桩施工顺利开展,保证工程质量。