山區高速公路大橋邊坡抗滑樁加固措施分析

楊 立,趙才聰,王咸臨

（1. 昭通市大永高速公路投資開發有限公司,云南 昭通 657000; 2.山東省交通規劃設計院集團有限公司,山東 濟南 250031）

0 引言

隨著高速公路建設向貧困山區延伸，橋梁建設通常成為工程建設的重點和難點，尤其是大橋邊坡加固工程，施工難度大，風險高，對于工程施工建設質量和安全影響巨大。因此，如何高效施工和控制邊坡變形已成為山區高速公路建設亟須解決的問題。以前的研究已經在山區高速公路大橋邊坡工程方面取得了一定的進展。李銀兵[1]以重慶沿江高速公路互通項目為例，運用理正巖土軟件和ABAQUS 有限元軟件對高填深挖路基邊坡進行了計算和模擬，并提出了合理的加固措施和防護設計建議。曹集士等[2]以某市政路大橋穿過滑坡為例，計算滑坡體穩定性，提出采用抗滑樁治理的方案。解瑞松等[3]以子－姚高速崖坬溝3 號大橋為研究背景，對橋梁樁基及抗滑樁的樁頂位移及樁側土壓力進行監測，分析抗滑樁與橋梁樁基相對位置改變對橋梁樁基受力變形的影響。雷星[4]對滑坡物質來源和成因等方面進行綜合分析。羅玉虎等[5]對杭蘭線巫山－奉節段樅樹坪2 號大橋橋基邊坡進行了穩定性分析，采用了埋置式抗滑樁的預加固措施。舒海明等[6]根據望安高速公路牛坪大橋橋位古滑坡體的地質特點、危害程度及穩定分析成果，提出采用全埋置式抗滑樁對滑坡體支擋的方案。這些研究為山區高速公路大橋邊坡工程提供了寶貴的理論支持和經驗指導。該文依托云南省大永高速公路盧家塆大橋5#~6#橋墩區邊坡工程為例，探討與分析了山區高速公路大橋邊坡抗滑樁加固措施。

1 工程概況

大關至永善高速公路盧家塆大橋5#~6#橋墩區邊坡位于昭通市永善縣黃華鎮黃華村盧家塆。由于施工過程中開挖了6#橋墩的工程平臺和施工便道坡腳，在降雨后，導致盧家塆大橋5#和6#橋墩的臨時邊坡后緣出現了嚴重變形問題，已經對6#橋墩的前緣和5#橋墩的后緣造成了影響，使得這些橋墩無法滿足安全施工的條件。雨季來臨后，邊坡后緣和坡面的變形逐漸惡化，截至2019年12 月，邊坡后緣的滑塌錯臺高度已經達到1.5 m，而邊坡的坡面也出現了明顯的隆起。根據邊坡地表變形裂縫的分析，可以確定該區域屬于人工刷方邊坡區，且在該區域發生了滑塌和變形現象?；鷧^后緣位于人工邊坡頂部，最高點高程677.3 m；前緣剪出口位于便道右側基巖頂，高程659.9~660.7 m，相對高差17 m，如圖1 所示。

圖1 5#~6#橋墩區邊坡工程

2 抗滑樁加固措施

抗滑樁的加固措施是一種有效的地基處理方法，可以提高地基的承載力和穩定性，防止地基發生滑移和沉降。抗滑樁的加固措施需要按照規范和設計要求進行，以保證工程質量和安全。該工程中抗滑樁采用矩形截面，截面尺寸2.5 m×3.5 m，樁身材料采用C30 鋼筋混凝土，樁中到中間距6 m，根據需要，樁長17 m 設置2 根、30 m 設置5 根，總共設置抗滑樁7 根。抗滑樁背側縱向受力主筋采用直徑32 mm 的HRB400 螺紋鋼筋，縱向主筋被分為兩排進行設置，每排主筋由兩根直徑為32 mm的鋼筋構成的鋼筋束組成，束內的鋼筋應緊密貼合，沿著鋼筋的縱向每隔1~2 m 點焊以固定成束?？v向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不得小于70 mm，箍筋的混凝土保護層厚度不得小于40 m。縱向受力鋼筋的接頭采用焊接方式，在接頭位置的35 d 范圍內，接頭處的受力鋼筋面積不得超過該截面鋼筋總面積的50%。箍筋采用直徑16 mm 的HRB400 螺紋鋼筋，間距15 cm。為加強抗滑樁工作的協調性，在抗滑樁樁頭增設3 孔6 束預應力錨索，鎖定張拉力為400 kN?？够瑯哆M口設置C20 鋼筋混凝土鎖口；由于樁井位于土質和風化破碎的巖層中，施工時需設置護壁，每節護壁長1 m，設置至樁底以上2 m?，F場開挖出滑動面后，樁長可根據受荷段和錨固段長度比例動態調整，進入中鳳化基巖不低于6 m。設計樁頂位移不超過30 mm。樁基尺寸均為2 m×2.5 m 的矩形方樁，結合該段的地形地貌及地質節理特征，樁基最大長度為25 m，最小長度為17 m，對于長度≥15 m 的樁基均歸納為“危險性較大的工程”范疇進行相關的安全控制施工，采取相應安全管理技術措施來控制。

抗滑樁的加固措施包括以下步驟，以確保施工過程的學術性和順序性。首先，進行場地平整，然后放線和確定樁位。接下來，實施施工鎖口工序，架設支架，安裝潛水泵、鼓風機和照明設備等必要設備，其中鎖口槽的深度應根據地質條件和設計要求確定，一般不小于0.5 m。隨后，開始挖掘土層，每次挖約1.0 m 左右，期間清理樁孔周壁并檢查樁孔的直徑和垂直度。進行護壁鋼筋的綁扎，支撐護壁模板，并進行護壁混凝土的澆筑。拆除模板后，繼續挖掘和支模澆灌護壁混凝土。進入巖層一定深度后，確定其是否能作為持力層，并對樁孔的直徑、深度、垂直度和持力層進行全面驗收。排除樁孔底部的積水后，吊裝鋼筋籠，放入串筒，并將樁身混凝土澆注至設計位置，繼續澆灌至高出樁頂設計標高。同時，制作不少于3 組的混凝土試塊，確保高出長度在鑿除浮漿后大于設計深入承臺的長度，尤其是在采用水下混凝土灌注時，高度應在1.0 m以上?？够瑯妒┕すに嚵鞒倘鐖D2。

圖2 抗滑樁加固工藝

其中細節要求如下：

（1）樁孔以人工開挖為主，并按下列原則進行：

①開挖前需平整孔口，孔口上部應設置高出地面不低于300 mm 的護圈，并進行地表截平、排水和防滲工作。在雨季施工時，應增加圍堰的高度。

②開挖采用間隔方式，每次間隔一個孔。在特殊情況下，如塌孔、高地下水位或護壁變形等情況下，應考慮間隔2~3 個孔施工，絕不允許全部開挖。

③施工應按照由淺至深、由兩側向中間的順序進行。

④在松散土層段，人工開挖為主，孔口需進行鎖口處理，樁身需進行護壁處理。在基巖或堅硬巖石段，可以采用少量藥劑、多個炮眼的松動爆破方式，但每次爆破的剝離厚度不應超過30 cm。在基本開挖形成后，再進行人工刻鑿孔壁至設計尺寸。

⑤樁孔的直徑應符合設計規定，孔壁支護不得影響樁徑尺寸。在挖孔過程中，應定期檢查孔的尺寸、平面位置和豎直度，如偏差超出規定范圍，應立即進行修正。

⑥根據地層的自穩性、可能的施工進度和模板高度，經過計算確定一次最大的開挖深度。一般情況下，自穩性較好的土壤、稍密以上的碎石土或基巖，最大深度為1.0~1.2 m；對于軟弱的土壤或松散易垮塌的碎石層，最大深度為0.5~0.6 m。對于垮塌風險高的區域，應優先進行注漿處理。

第一，對于經濟結構調整，產業結構調整。天然的和金融市場聯系密切。信用是市場經濟的基礎，整個市場經濟以金融活動核心。從目前的形勢分析，金融市場能夠提供資金支持和各方面的資源輔助，整個社會的發展和它的聯系越來越緊密。其在推動整個社會的發展作用一直很重大。對應制度越完善的金融市場，在引導配置資源的時候，更加的有效，能夠提高效率。脫虛向實，讓資本服務于實體經濟，自然的流向效益較高，效率較高的部門。對于平均到每個人的資本存量，提高這樣的資源，提升優化配置的效率。

⑦在每次開挖段完成后，應及時進行巖性編錄，詳細核對滑動面情況，并進行綜合分析。如果實際情況與設計存在較大出入，應及時向建設單位和設計人員報告，以及時進行設計更改。當挖孔達到設計高程并經確認后，應清除孔底的松散物、雜物和沉積泥土等。對于復雜的孔底地質情況，應進一步探測孔底以下的地質條件，并采取適當的處理措施。實際挖孔底高程應與設計、勘察單位一同在現場確認。

⑧廢棄物可使用卷揚機吊起，吊斗應裝有雙層防開保險裝置。吊出后應立即搬離，不得堆放在滑坡體上或孔口周圍的工作區域內，以防發生次生災害。

⑨人工開挖應采取加強措施以確保工作人員的安全。在松散或富水地層中，應格外警惕，以防止塌孔或涌水。

（2）在樁孔開挖過程中，應及時排除孔內積水。如果滑坡體富水性較差，可以使用坑內直接排水；如果富水性好且水量較大，應采用樁孔外管泵降排水方法。

（3）在樁孔開挖過程中，應及時進行鋼筋混凝土護壁。必須一邊挖一邊澆筑護壁，護壁的節段高度必須嚴格按照施工方案執行，絕不允許只挖不及時澆筑護壁的危險作業。護壁的單次高度應根據一次最大開挖深度確定，一般為1.0~1.5 m。護壁的厚度應符合設計要求，護壁外側與孔壁之間應填實，不得有空洞，如有需要，應采取措施進行處理。護壁后的樁孔應保持垂直和光滑。

（4）成孔和成樁后需要進行檢驗：

②孔徑、孔形、傾斜度和孔底沉淀厚度應使用專用儀器進行檢測，孔深可以使用專用測繩進行測量。如果使用鉆桿測斜法來測量樁的傾斜度，測量應從鉆孔平臺頂面起算至孔底。

（5）鋼筋籠的制作和安裝應根據實際情況進行，遵循以下要求：

①鋼筋籠盡量在樁孔外部預制，然后在樁孔內吊放豎向鋼筋并安裝。

②豎向鋼筋的接頭應采用機械連接，并錯開接頭點。

③不得將豎向鋼筋的搭接點放置在土石分界或滑動面附近。

④當樁孔內滲水量較大時，應采取強制排水和降低地下水位的措施。

（6）樁芯混凝土灌注需符合以下要求：

①待灌注的樁孔必須經過合格檢查。

②準備的材料必須滿足單樁連續灌注的要。

③當孔底積水厚度小于100 mm 時，可以采用干法灌注；否則，必須采取措施進行處理。

④在使用干法灌注時，混凝土應通過串筒或導管注入樁孔，串筒或導管的下口與混凝土面的距離應在1~3 m之間。

⑤樁身混凝土灌注應連續進行，一般不留施工縫。如果必須留下施工縫，應按照《混凝土結構工程施工及驗收規范》的相關規定進行處理。

⑥在每連續灌注0.5~0.7 m 的樁身混凝土時，應插入振動器進行振搗，以確保密實度。

⑦對于露出地表的抗滑樁，應及時覆蓋并進行養護，使用麻袋、草簾和澆水。養護期應不少于7 d。

（7）抗滑樁是隱蔽工程，施工過程中需要記錄滑帶的位置、厚度以及各種施工和檢驗信息。對于出現的故障和處理情況，應記錄備案。

（8）灌注樁成孔的質量標準應符合現行的《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊土建工程》（JTGF80/1）的規定。

（9）灌注樁的混凝土質量檢驗須符合以下規定：

①樁身混凝土和后壓漿中的水泥漿應滿足設計規定的抗壓強度要求。每個樁的試驗樣本取樣數量和混凝土、水泥漿的檢驗要求應符合現行的《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊土建工程》（JTG F80/1—2017）的規定。

②樁身完整性的檢驗數量和方法應符合設計或合同的規定。在進行檢驗時，應選擇具有代表性的樁采用無破損方法進行檢測，對于重要工程或關鍵部位的樁，應逐個進行檢測。如果設計規定或樁質量有疑問，應采用鉆取芯樣法進行檢測，特別是需要檢驗柱樁的樁底與地層結合情況時，芯樣應取至樁底以下0.5 m。

③如果檢驗結果顯示樁身質量不符合要求，應制定處理方案并報批準。

4 結論

山區高速公路建設中橋梁施工是工程建設的重中之重，其橋墩不可避免地遇到邊坡工程，如何高效施工和變形控制，已成為困擾高邊坡施工的技術難題。為此，該文依托云南省大永高速公路盧家塆大橋5#~6#橋墩區邊坡工程為例，重點闡述了山區高速公路大橋邊坡抗滑樁加固工藝與流程和細節要求。這些經驗和技術措施可以為類似的山區高速公路大橋邊坡工程的設計和施工提供有力參考，有望提高工程的質量和安全性。隨著山區高速公路建設的繼續推進，類似的工程將繼續面臨挑戰，因此積累和分享經驗至關重要。