滑坡體治理工程中大口徑抗滑樁施工技術(shù)

劉加樸，程林剛，唐 靜

(中國水電基礎(chǔ)局有限公司，天津武清301700)

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概述

梨園水電站位于迪慶州香格里拉縣(左岸)與麗江地區(qū)玉龍縣(右岸)交界河段，是金沙江中游河段規(guī)劃的第三個(gè)梯級，是以發(fā)電為主，兼有庫區(qū)航運(yùn)和旅游等綜合效益的大型水電水利工程。

念生墾溝堆積體分布于壩址上游導(dǎo)流明渠右岸，分布高程從江邊1 500～1 700 m，臨江部位堆積物沿河寬度約460 m，靠后沿寬度約200 m，橫河方向長度約1 000 m，面積約0.6 m2，總體上堆積體兩側(cè)及后緣薄，中間部分相對較厚，厚度一般30～60 m，估計(jì)總方量約2700×104m3。2008年8月，導(dǎo)流明渠進(jìn)行開挖作業(yè)，在9—10月的雨季中，該堆積體開始出現(xiàn)滑動，最大日滑動距離約為40～50 cm，變形范圍1 200萬 m3。

由于念生墾溝堆積體下滑，已經(jīng)嚴(yán)重影響導(dǎo)流洞的開挖，為確保施工安全，必須對其進(jìn)行處理，處理采用“上部卸載減壓、中部束腰、下部壓載抗滑”的綜合治理方案，抗滑樁作為中下部重要的治理措施。

1.2 地質(zhì)情況

該堆積體成因復(fù)雜，大致可分為沖洪積、坡殘積、崩塌堆積、坍滑堆積及冰磧。

1)沖洪積:主要分布于溝“喇叭”口前端古河床分布部位，與河流沖洪積一致，其它溝段，主要是坡面沖刷帶來的物質(zhì)，堆積在特定歷史時(shí)期的沖溝中。

2)坡積:現(xiàn)地面十幾公分到幾十公分厚，特定歷史時(shí)期的某些坡面上。

3)殘積:堆積體底部一些易風(fēng)化的巖性分布地段。

4)崩塌堆積:溝口下游測，以及山坡陡峻的坡腳地段。

5)坍滑堆積:溝口上游測巖層流層面與坡面基本一致，沿層間擠壓面在沖溝切腳后，巖體沿流層面坍滑至溝底。

6)冰磧:冰水堆積物在該區(qū)域普遍發(fā)育，在某特定歷史時(shí)期，地形低凹地段堆積有冰磧物。

7)基巖:為玄武巖，強(qiáng)風(fēng)化巖較為破碎，弱風(fēng)化堅(jiān)硬。

總體上各種成因物質(zhì)混雜堆積，且堆積體本身為沖溝地形，因而具分布不均勻性、無成層性的特點(diǎn)，且部分樁位于導(dǎo)流明渠回填區(qū)域，成分復(fù)雜，巖石為玄武巖，弱風(fēng)化巖強(qiáng)度高，鉆孔難度大。

1.3 抗滑樁設(shè)計(jì)指標(biāo)

1)樁長與樁徑:抗滑樁原則上應(yīng)深入強(qiáng)風(fēng)化基巖12～15 m，可視實(shí)際鉆孔揭露地質(zhì)情況作適當(dāng)調(diào)整。局部強(qiáng)風(fēng)化基巖埋深較大部位，應(yīng)確保入巖(強(qiáng)風(fēng)化)樁段長度≥樁身總長度的1/4;樁徑均為2.2 m。

2)樁身混凝土:C 35

3)樁位布置:抗滑樁主要布置在兩個(gè)平臺，分別為EL.1600和EL.1510平臺，樁中心間距為4.0 m、4.4 m兩種。

4)樁身鋼筋根據(jù)滑動面高程變化而不同布置，且成不對稱布置方式。

2 抗滑樁施工

抗滑樁施工總體施工方案為:采用手動卷揚(yáng)式?jīng)_擊鉆機(jī)鉆孔，黏土泥漿護(hù)壁，泥漿泵正循環(huán)排渣，“氣舉法”清孔，鋼筋籠分節(jié)制作，孔口對接，由50 T履帶吊配合130 t汽車吊起吊下設(shè)，泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑水下混凝土。施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

2.1 鉆孔設(shè)備

手動卷揚(yáng)式?jīng)_擊鉆機(jī)是一種強(qiáng)制、簡易的沖擊鉆機(jī)，適用于堅(jiān)硬地層、孤塊石地層及基巖部分的鉆進(jìn)，地層適應(yīng)性好，它依靠手工操作卷揚(yáng)機(jī)帶動鉆頭，實(shí)現(xiàn)鉆頭沖擊，達(dá)到鉆進(jìn)目的，泥漿砂石泵正循環(huán)工作，用于出渣。

2.2 施工程序

2.2.1 樁位測放

樁位測放采用全站儀進(jìn)行，確保樁位位置符合設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒采用3～4 mm鋼板卷制成，直徑為240 cm，高度2.0 m，以在造孔時(shí)保護(hù)孔口不致坍塌。樁位測放后，反鏟配合人工挖坑，護(hù)筒埋入施工平臺以下1.7 m，平臺以上出露0.3 m，護(hù)筒埋設(shè)好以后，用全站儀進(jìn)行樁位校核，實(shí)際樁位與設(shè)計(jì)值之間＜3 cm方算合格，其外側(cè)用黏土分層回填夯實(shí)，防止鉆孔過程中坍塌。

2.2.3 鉆機(jī)的安裝與定位

安裝鉆機(jī)的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和斜坡部位，用反鏟平整，再墊上石渣、鋼板或枕木加固。鉆機(jī)由吊車吊裝就位，鉆機(jī)對中采用“重錘法”，即鉆頭中心與樁位中心重合為準(zhǔn)。

2.2.4 護(hù)壁泥漿

采用自造漿的方式。手動沖擊鉆沖擊施工過程中，向孔內(nèi)拋投黏土，用以造漿，加大泥漿比重，提高泥漿懸浮力，增加泥漿攜帶鉆渣的能力。

2.2.5 鉆孔施工

抗滑樁均采用直徑2.2 m的鉆一次成孔。造孔時(shí)，鉆頭對準(zhǔn)孔位中心鉆進(jìn)，操作手動卷揚(yáng)機(jī)時(shí)，一般拉起3～4 m，增大沖擊力，當(dāng)遇到黏性土層時(shí)，為防止“黏鉆”，沖程應(yīng)減小，一般為1～2 m，鉆孔過程中經(jīng)常檢測孔徑、孔形和孔斜，嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量。

鉆孔時(shí)如實(shí)填寫鉆孔記錄，在土層變化處撈取渣樣，判明地層。根據(jù)地質(zhì)勘探資料、鉆進(jìn)速度、鉆具磨損程度及排出的鉆渣等情況，判斷地變換處的孔深。當(dāng)鉆孔接近基巖面時(shí)，按一定間隔留取渣樣，經(jīng)設(shè)計(jì)院地質(zhì)工程師鑒定后，確定終孔深度。

2.2.6 清孔

清孔首先采用泥漿泵正循環(huán)方式，先將較大的顆粒清離出來，再采用“氣舉法”配合泥漿處理設(shè)備進(jìn)行最終清孔，達(dá)到規(guī)范規(guī)定及設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)后方可終止清孔。

2.2.7 鋼筋籠加工、下設(shè)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，籠體長＜30 m的，按一節(jié)整體加工，超過30 m的鋼筋籠分兩節(jié)制作。縱向主筋之間的對接采用直螺紋技術(shù)連接，鋼筋接頭位置應(yīng)相互錯開，同一斷面鋼筋接頭不得超過50%。

抗滑樁鋼筋籠設(shè)計(jì)采用φ36鋼筋作為主筋，φ20鋼筋作為箍筋，為內(nèi)、外籠雙層不對稱結(jié)構(gòu)。第一個(gè)鋼筋籠按設(shè)計(jì)圖紙，內(nèi)、外分別加工，加工難度不大，但是內(nèi)籠需要在外籠下設(shè)完成后進(jìn)行，孔口對接難度非常大，且內(nèi)籠下設(shè)過程中，碰刮外籠現(xiàn)象嚴(yán)重，內(nèi)、外籠間距不易控制，下設(shè)時(shí)間過長。通過對施工圖紙的研究，經(jīng)過與設(shè)計(jì)方溝通，對鋼筋籠圖紙進(jìn)行了優(yōu)化，即在不改變鋼筋筋數(shù)量、長度，將內(nèi)、外籠合并制作，內(nèi)籠箍筋調(diào)整為外籠箍筋。這樣不僅在制作時(shí)更加方便，下設(shè)也比較順利。

鋼筋籠下設(shè)采用50 t履帶吊配合130 t汽車吊的方式，履帶吊為輔吊。下設(shè)時(shí)，對準(zhǔn)孔位、扶穩(wěn)、緩慢下入孔內(nèi)，避免碰撞孔壁，直至下到設(shè)計(jì)位置。

鋼筋籠下到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用懸掛器將其與護(hù)筒或平臺連接牢固，防止鋼筋籠發(fā)生掉籠或浮籠現(xiàn)象。

2.2.8 混凝土澆筑

采用水下直升導(dǎo)管法，壓球開澆。

3 施工成果

堆積體地質(zhì)條件復(fù)雜，且抗滑樁施工時(shí)，堆積體尚處在蠕滑變形狀態(tài)，抗滑樁施工完成后，第三方物探檢測全部合格，均為Ⅱ類以上樁，無Ⅲ類及以下樁出現(xiàn)。經(jīng)質(zhì)量評定，抗滑樁單元合格率100%，優(yōu)良率93.57%。2009年4月念生墾堆積體每天最大水平位移達(dá)380 mm，隨著多種抗滑、止滑措施的逐漸形成，加以抗滑樁的實(shí)施完成，堆積體水平滑移量逐漸減小，并經(jīng)過了2009年汛期的考驗(yàn)，導(dǎo)流明渠得以重新進(jìn)行開挖。變形監(jiān)測資料顯示，EL 1510～EL 1600部位目前每周平均位移量不足1 mm，并趨于穩(wěn)定，抗滑效果明顯，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目的。

4 常見問題處理

在抗滑樁施工過程中，常發(fā)生卡鉆、塌孔、掉鉆、澆筑混凝土中斷等事故，處理不好時(shí)，嚴(yán)重工程質(zhì)量與進(jìn)度，尤其對于搶險(xiǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目進(jìn)度非常緊急，因此，做好事故的處理與預(yù)防工作對工程施工至關(guān)重要。具體詳見表1:

表1 常見事故形式及處理預(yù)防措施

5 經(jīng)驗(yàn)與體會

1)作為止滑措施，應(yīng)從上至下逐一實(shí)施，而頂部減壓卸載、底部加壓堆載是最直接有效的措施，其它措施如錨索、抗滑樁等，應(yīng)在堆積體變形較小的時(shí)候?qū)嵤駝t會事倍功半，甚至破壞已實(shí)施的錨索或抗滑樁。

2)堆積體滑動變形處理過程中，變形體的位移監(jiān)控相當(dāng)重要，其直接指導(dǎo)工程施工，通過對監(jiān)測資料的分析，才能決定永久性抗滑措施何時(shí)實(shí)施。

3)在滑動變形體上施工，應(yīng)加強(qiáng)安全監(jiān)控，做好安全應(yīng)急預(yù)案，在滑動體出現(xiàn)較大變形時(shí)，機(jī)械設(shè)備、人員物資能安全撤離。

［1］中國建筑科學(xué)研究院.JGJ94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［2］辜永國.滑坡體整治大型抗滑樁施工技術(shù)［M］.北京:中國水利水電出版社，2006.