抗滑桩施工技术

抗滑桩施工浅谈方建生2011.11.10内容提纲一、概述二、抗滑桩施工工艺三、质量要求及质量控制要点四、抗滑桩质量通病的处理五、施工安全一、概述1、抗滑桩的定义:抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑建筑物，它穿过滑体在滑床的一定深度处锚固，以抵抗滑坡推力的作用，它是借助桩与周围围岩土共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。自20世纪60年代开始使用以来，抗滑桩做为治理滑坡的一种主要工程措施被广泛采用，并取得了良好的整治效果。2、抗滑桩的优缺点抗滑桩之所以被广泛采用，其主要有以下优点：（1）抗滑能力大，圬工数量小，在滑坡推力大、滑动面深的情况下，较其他抗滑工程经济、有效。（国内普遍采用的挖掘机挖掘深度要求小于5.2M,再深基础挖掘机不好挖）（2）桩位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位，可以单独使用，也能与其他建筑物配合使用（举江油5号墩的案例）。分排设置时，可将巨大的滑坡体切割成若干分散的单元体，对滑坡起到分而治之的功效。（3）挖孔抗滑桩可以根据桩身弯矩沿桩长变化合理布设钢筋（割筋设计），因此，较打入的管桩等要经济。（4）施工方便，设备简单，易操作。（5）人工开挖桩孔能校核地质情况，揭示滑面（带）产状，检验和修改原有的设计，使其更符合实际。然而抗滑桩也有其不足的地方：(1)抗滑桩利用桩周土体对桩的嵌制作用稳定土体，所以不适用于较塑体的滑坡。(2)较之其他抗滑支撑措施需较多的钢材。(3)由于抗滑桩截面多采用矩形，而矩形桩基本采用人工开挖，机械化率低（补充我院为抢险应急研究了钻孔微型桩），所以安全风险加大。3、抗滑桩分类（1）按桩的刚度分，有刚性桩和弹性桩。（2）按桩的埋置情况分，有悬臂式和全埋式，悬臂式居多。（3）按材质和截面形状分，有木桩（多用于临时性工程）、管桩（多用于钻孔桩）、钢筋混凝土桩（矩形、圆形）和钢桩。国内使用最多的为矩形钢筋混凝土挖孔桩。钢筋混凝土挖孔桩与预应力锚索组合使用可称为预应力锚索抗滑桩。重庆向家坡滑坡悬臂桩治理工程青海李坎公路滑坡锚索抗滑桩4、抗滑桩实用范围（1）实用于铁路工程、公路工程、水利工程滑坡，古滑坡的病害整治。（2）自然灾害（地震、泥石流、暴雨）所造成的山体滑坡的病害整治。（3）抗滑桩与砼挡土板或浆砌片石挡土墙组合进行路基病害整治。照片1抗滑桩与挡土板组合，挡土板钢筋绑扎，讲使用条件照片2抗滑桩与挡土板相结合体（后挂板与前挂板）5、桩的平面布置一般情况下抗滑桩均成排地布置在滑坡体前缘抗滑段的位置，尽量利用桩前岩土的抗力，只在特殊情况下或因施工条件的限制才考虑其他部位。桩的间距，对于岩质滑坡，一般取决于滑坡推力大小；对于土质滑坡，要确保滑体不从桩间挤出，根据滑体的密实程度、含水情况、滑坡推力大小、桩截面大小及施工难易和土体自然拱作用等综合考虑，多为2~5倍的桩径。在实际设计中，桩的横向间距（中-中）多设计为6m左右，可以保证滑坡不会从桩间挤出。6、抗滑桩的长度及锚固深度抗滑桩的长度与滑坡体滑面深度、推力大小、滑床有关，滑面是抗滑桩设计的关键参数之一。普通抗滑桩的锚固深度根据设计经验一般大于或等于桩长的三分之一，因此在抗滑桩设计过程中确定滑坡体滑面的准确位置是非常重要的，对已滑动过且是单层滑面的滑坡体相对来讲其滑面的准确位置通过钻探就能确定。但对于多年形成的古滑坡、老滑坡来讲其滑动面往往不止一个，这就给滑坡勘察、设计带来一定的难度，这也就是部分地段的滑坡为什么要经过多次整治方能解决问题的一个原因。陕西某煤矿广场滑坡治理的抗滑桩倾斜27度，问题的关键在于存在三层滑面滑坡剪出口该滑坡体地标坡度很缓，15°图片3滑动面讲两个实例1.重庆享家坡滑坡：滑体186万方，1998年开挖路基发生滑坡，到2004年委托我院设计，已实施治理工程3次，工程失败。1）滑面有4层，前3次治理了3层；2）抗滑桩施工导致过水断面减小，地下水位抬升。2.福建205国道岩前滑坡悬臂桩后支顶不到位，导致滑坡滑动二、抗滑桩施工工艺1、工艺特点:（1）施工工艺比较简单。从工艺流程来说就是放样—挖桩—绑桩身钢筋—浇筑桩身砼。（2）可操作性较强。（3）机械化装备程度较低。（4）需要劳动力较多。（5）技术含量要求不高。（6）施工工期受滑坡变形情况影响较大。主要根据滑坡变形阶段情况，考虑跳槽开挖的桩数。2、工艺原理及设计要求（1）工艺原理抗滑桩通常为钢筋混凝土桩体，抗滑桩可根据滑坡体的规模大小设置单排抗滑桩及多排抗滑桩，单排抗滑桩通常设置于滑坡前沿且与桩间墙连接形成整体，桩间墙通常分为两种：一种是现浇或预制混凝土板，另一种是浆砌片石挡土墙。（见后页图片）锚索抗滑桩与浆砌块石桩间墙抗滑桩与现浇混凝土板（2）作用机理抗滑桩由锚固段及抗滑段组成，简单的说滑面以下部分为锚固段，锚固段是保证桩体的自身稳定；滑面以上部分为抗滑段，抗滑段主要承担滑坡土体的下滑力，它的作用是阻止滑坡体沿着一定的软弱结构面（带）产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动，滑坡的整体下滑力，从而达到增强山体滑坡的稳定性及滑坡整治加固的目的。（3）做为抗滑建筑物，抗滑桩在设计时必须满足以下几点：①桩间土体在下滑力作用下，不能从桩间挤出去，通过控制桩间的距离来进行控制，处理措施通常为现浇钢筋混凝土挡土板或桩间浆砌片石挡土墙两种.②桩后土体在下滑力作用下不能产生新滑面自桩顶越出，要进行越顶检算，通过桩高来控制。③桩身要有足够的稳定度，在下滑力的作用下不会倾覆，通过锚固桩深度来控制。④桩身要有足够的强度，在下滑力的作用下不会破坏，对桩进行配筋来满足。（4）抗滑桩的强度抗滑桩通常设计为C25钢筋混凝土。3、抗滑桩的工艺流程（1）抗滑桩工艺流程见图1：施工准备绑扎锁口钢筋开挖锁口盘测量定桩位支钢模板报监理验收合格浇筑护壁砼开挖第N节护壁支护壁钢模板绑扎护壁钢筋报监理验收浇筑锁口混凝土合格进行桩口安全防护护壁混凝土强度达到75%后拆模开挖下一节护壁桩孔成型桩孔钢筋绑扎浇筑桩身混凝土报监理验收合格（2）抗滑桩操作要点:①熟悉设计文件，对抗滑桩设计文件进行审核：主要审核设计工程数量、桩顶标高、桩长、钢筋布置及平面位置是否合理等内容，若设计工程数量有误及抗滑桩平面布置与实地不一致时，应及时与监理、设计单位联系进行变更处理，为后续不出现窝工顺利施工打好基础，从以往的施工经验来看，熟读及研究设计文件非常重要。②材料的选择和材料的储存、堆放：根据抗滑桩设计文件，对抗滑桩工程所需的原材料钢筋、水泥、砂石料等进行调查及选择，所有原材料必须满足设计文件及相关规范要求，同时根据施工工期及设计工程数量合理确定材料的库存量，砂、碎石、水泥、钢筋的堆放必须符合安全标准及现场文明施工要求。③原材料的试验实配合比的选定：抗滑桩所有原材料进场前必须及时进行试验抽检工作，报有关方面审批，合格后方能进场。同时根据设计文件混凝土土的标号做好配合比的设计并上报审批工作。④设置混凝土拌合站：混凝土拌合机采用强制搅机，集中拌制混凝土，混凝运输采用罐车进行运输。⑤桩孔下照明及通风设施：桩孔下照明采用36V低压照明，为保证用电安全，在灯泡外设置钢丝网护照。当抗滑桩深度超过20米时，为保证施工人员的安全，必须向桩孔内进行通风。根据桩孔设计深度选择不同功率的鼓风机进行通风，并随时检测孔内有害气体的浓度。⑤模板制作及钢筋加工：抗滑桩护壁模板采用钢模板，钢筋加工在加工房内进行，按设计文件要求进行钢筋加工。⑥测量放线：施工前对抗滑桩进行准确测量放线并设置护桩以便桩孔开挖过程中及时进行校核。⑦为观测滑坡位移情况，在桩体及桩外设置观测点，每天早、晚各观测一次并做好记录。⑧随时对起吊设备、各种安全防护用品、大型机械进行检修和维护，确保其处于良好运行状态，避免各种事故发生。4、施工工艺流程详解（1）开挖孔口：开挖首先要进行桩孔锁口施工，桩孔锁口采用C20钢筋混凝土，桩口锁口应高出地面18cm，一是防雨水进入桩孔，二是防杂物掉入桩内威胁施工人员安全。图4抗滑桩锁口盘开挖及钢筋绑扎（生命通道）（2）绑扎护壁钢筋：护壁钢筋严格按设计要求加工，人工起吊放入桩孔绑扎，为使每节护壁连成一个整体，受力均匀，护壁接茬处要保证钢筋搭接良好，并用砼进行封闭。（3）护壁立模：护壁钢筋完成后进行护壁立模施工，护壁模板采用钢模板，为确保桩体尺寸，必要时可将桩体长度各加宽5cm，同时护壁模板加固要牢固。（4）灌注护壁混凝土：桩孔护壁混凝土灌注之前先清除孔壁上的松动石块和浮土，使护壁混凝土紧贴岩面，护壁混凝土必须振捣密实，已确保桩孔开挖安全。图5护壁开挖及护壁砼浇筑拆模施工：待护壁混凝土强度达到设计强度的75%时即可进行拆模施工。开挖下一节：模板拆除后即进行下一节护壁的开挖。其施工工序又重复开始。检查标高：根据设计文件要求桩顶标高及现场实际测量地面标号计算实际需挖桩深度，然后根据该深度对桩孔进行验收，验收合格后方可进行桩内钢筋绑扎。（5）下钢筋：严格按照设计文件桩内钢筋配筋数量、长度等要求进行施工，钢筋绑扎先从桩底绑扎箍筋，四角固定主筋开始，将箍筋从桩底绑到桩顶，最后再进行剩余主筋绑扎、连接。图6桩身钢筋绑扎图7桩身钢筋绑扎（6）报验：桩内钢筋笼施工完成后，经自检合格后向监理工程师进行报验，检查合格后进行钢筋混凝土灌注施工。（7）灌注桩身混凝土：在混凝土灌注前检查桩孔是否有积水，坍塌等现象，若存在必须及时抽干孔内积水或清除孔底坍塌物。从桩顶开始搭接好串桶，串桶底至混凝土面高度保持在1m左右，采用插入式捣固器振捣密实，每浇筑50cm厚振捣一次，在灌注第二层时振捣器插入第一层混凝土5cm深进行捣固，以使层与层之间混凝土振捣密实。总结：从开挖锁口开始，每道工序必须向现场监理工程师进行报验，经报验合格后，才能进行下道工序的施工任务，这是质量控制程序所要求的。图浇8注桩身混凝土5、主要施工机械设备及劳动力组织（1）主要机械设备：空气压缩机凿岩机风镐电焊机套筒套丝机钢筋弯曲机钢筋调直机发电机强制搅拌机砼运输车装载机鼓风机卷扬机起吊设备振动棒全站仪（2）劳动力组织技术干部及领工员安全员质检员挖孔班钢筋加工班电焊工模板工爆破工（若需要爆破）拌合站机械设备及劳动力数量可根据工程量及工期要求进行组织安排。采用倒排工期来配备设备及人员。三、质量要求及质量控制要点抗滑桩质量要求：1、材料控制：抗滑桩所用砂、碎石、水泥、钢筋必须符合设计及规范要求。砂的细读模数控制在2.4~2.7之间，含泥量小于3%。碎石采用2~4cm的连续级配，含泥量小于2%。水泥采用325普通硅酸盐水泥，钢材采用大型钢厂生产的合格钢材。2、配合比：选用合理的配合比是保证抗滑桩施工质量的先决条件。根据试验设计施工配合比。3、混凝土拌合：混凝土拌合必须严格控制配合比进行投料，根据拌合站距施工现场的距离及天气情况控制好混凝土的塌落度，同时要控制好混凝土的搅拌时间，若混凝土搅拌时间过短，会出现混凝土拌合不均匀，若混凝土搅拌时间过长，则混凝土会产生离析等现象。建议采用机械控制水泥量，毕竟人工添加水泥存在一定的误差或偷工减料现象。4、开挖过程和桩底地质：抗滑桩挖至滑面或设计锚固基点时，应对抗滑桩设计桩长及锚固深度进行校核。为保证抗滑桩的几何尺寸及垂直度符合设计要求，施工中要做好测量放样工作，用线锤校核其垂直度，随时进行校核。5、抗滑桩护壁钢筋及护壁混凝土：抗滑桩护壁厚度必须按设计要求进行控制，每节护壁之间钢筋的焊接必须保证质量，以确保桩孔开挖安全。抗滑桩护壁混凝土施工质量的好坏，是否存在跑模、鼓胀、裂缝等缺陷，关系到桩内径尺寸不足对今后下桩身钢筋有很大的影响，关系到桩孔内作业人员的人身安全。护壁质量好，若滑坡出现变形第一时间反应在护壁变形上，这样可对现场管理人员及施工人员警示，采取措施处理，避免施工安全。6、钢筋笼的制作：钢筋的制作及绑扎严格按设计及规范进行制作，抗滑桩桩身钢筋在桩孔内安装绑扎时，需在主筋后面设置混凝土垫块，以确保