滑坡体治理工程中大口径抗滑桩施工技术

刘加朴，程林刚，唐 静

(中国水电基础局有限公司，天津武清301700)

1 工程概况

1.1 项目概述

梨园水电站位于迪庆州香格里拉县(左岸)与丽江地区玉龙县(右岸)交界河段，是金沙江中游河段规划的第三个梯级，是以发电为主，兼有库区航运和旅游等综合效益的大型水电水利工程。

念生垦沟堆积体分布于坝址上游导流明渠右岸，分布高程从江边1 500～1 700 m，临江部位堆积物沿河宽度约460 m，靠后沿宽度约200 m，横河方向长度约1 000 m，面积约0.6 m2，总体上堆积体两侧及后缘薄，中间部分相对较厚，厚度一般30～60 m，估计总方量约2700×104m3。2008年8月，导流明渠进行开挖作业，在9—10月的雨季中，该堆积体开始出现滑动，最大日滑动距离约为40～50 cm，变形范围1 200万 m3。

由于念生垦沟堆积体下滑，已经严重影响导流洞的开挖，为确保施工安全，必须对其进行处理，处理采用“上部卸载减压、中部束腰、下部压载抗滑”的综合治理方案，抗滑桩作为中下部重要的治理措施。

1.2 地质情况

该堆积体成因复杂，大致可分为冲洪积、坡残积、崩塌堆积、坍滑堆积及冰碛。

1)冲洪积:主要分布于沟“喇叭”口前端古河床分布部位，与河流冲洪积一致，其它沟段，主要是坡面冲刷带来的物质，堆积在特定历史时期的冲沟中。

2)坡积:现地面十几公分到几十公分厚，特定历史时期的某些坡面上。

3)残积:堆积体底部一些易风化的岩性分布地段。

4)崩塌堆积:沟口下游测，以及山坡陡峻的坡脚地段。

5)坍滑堆积:沟口上游测岩层流层面与坡面基本一致，沿层间挤压面在冲沟切脚后，岩体沿流层面坍滑至沟底。

6)冰碛:冰水堆积物在该区域普遍发育，在某特定历史时期，地形低凹地段堆积有冰碛物。

7)基岩:为玄武岩，强风化岩较为破碎，弱风化坚硬。

总体上各种成因物质混杂堆积，且堆积体本身为冲沟地形，因而具分布不均匀性、无成层性的特点，且部分桩位于导流明渠回填区域，成分复杂，岩石为玄武岩，弱风化岩强度高，钻孔难度大。

1.3 抗滑桩设计指标

1)桩长与桩径:抗滑桩原则上应深入强风化基岩12～15 m，可视实际钻孔揭露地质情况作适当调整。局部强风化基岩埋深较大部位，应确保入岩(强风化)桩段长度≥桩身总长度的1/4;桩径均为2.2 m。

2)桩身混凝土:C 35

3)桩位布置:抗滑桩主要布置在两个平台，分别为EL.1600和EL.1510平台，桩中心间距为4.0 m、4.4 m两种。

4)桩身钢筋根据滑动面高程变化而不同布置，且成不对称布置方式。

2 抗滑桩施工

抗滑桩施工总体施工方案为:采用手动卷扬式冲击钻机钻孔，黏土泥浆护壁，泥浆泵正循环排渣，“气举法”清孔，钢筋笼分节制作，孔口对接，由50 T履带吊配合130 t汽车吊起吊下设，泥浆下直升导管法浇筑水下混凝土。施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

2.1 钻孔设备

手动卷扬式冲击钻机是一种强制、简易的冲击钻机，适用于坚硬地层、孤块石地层及基岩部分的钻进，地层适应性好，它依靠手工操作卷扬机带动钻头，实现钻头冲击，达到钻进目的，泥浆砂石泵正循环工作，用于出渣。

2.2 施工程序

2.2.1 桩位测放

桩位测放采用全站仪进行，确保桩位位置符合设计要求。

2.2.2 护筒埋设

护筒采用3～4 mm钢板卷制成，直径为240 cm，高度2.0 m，以在造孔时保护孔口不致坍塌。桩位测放后，反铲配合人工挖坑，护筒埋入施工平台以下1.7 m，平台以上出露0.3 m，护筒埋设好以后，用全站仪进行桩位校核，实际桩位与设计值之间＜3 cm方算合格，其外侧用黏土分层回填夯实，防止钻孔过程中坍塌。

2.2.3 钻机的安装与定位

安装钻机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和斜坡部位，用反铲平整，再垫上石渣、钢板或枕木加固。钻机由吊车吊装就位，钻机对中采用“重锤法”，即钻头中心与桩位中心重合为准。

2.2.4 护壁泥浆

采用自造浆的方式。手动冲击钻冲击施工过程中，向孔内抛投黏土，用以造浆，加大泥浆比重，提高泥浆悬浮力，增加泥浆携带钻渣的能力。

2.2.5 钻孔施工

抗滑桩均采用直径2.2 m的钻一次成孔。造孔时，钻头对准孔位中心钻进，操作手动卷扬机时，一般拉起3～4 m，增大冲击力，当遇到黏性土层时，为防止“黏钻”，冲程应减小，一般为1～2 m，钻孔过程中经常检测孔径、孔形和孔斜，严格控制钻孔质量。

钻孔时如实填写钻孔记录，在土层变化处捞取渣样，判明地层。根据地质勘探资料、钻进速度、钻具磨损程度及排出的钻渣等情况，判断地变换处的孔深。当钻孔接近基岩面时，按一定间隔留取渣样，经设计院地质工程师鉴定后，确定终孔深度。

2.2.6 清孔

清孔首先采用泥浆泵正循环方式，先将较大的颗粒清离出来，再采用“气举法”配合泥浆处理设备进行最终清孔，达到规范规定及设计要求的指标后方可终止清孔。

2.2.7 钢筋笼加工、下设

根据设计图纸，笼体长＜30 m的，按一节整体加工，超过30 m的钢筋笼分两节制作。纵向主筋之间的对接采用直螺纹技术连接，钢筋接头位置应相互错开，同一断面钢筋接头不得超过50%。

抗滑桩钢筋笼设计采用φ36钢筋作为主筋，φ20钢筋作为箍筋，为内、外笼双层不对称结构。第一个钢筋笼按设计图纸，内、外分别加工，加工难度不大，但是内笼需要在外笼下设完成后进行，孔口对接难度非常大，且内笼下设过程中，碰刮外笼现象严重，内、外笼间距不易控制，下设时间过长。通过对施工图纸的研究，经过与设计方沟通，对钢筋笼图纸进行了优化，即在不改变钢筋筋数量、长度，将内、外笼合并制作，内笼箍筋调整为外笼箍筋。这样不仅在制作时更加方便，下设也比较顺利。

钢筋笼下设采用50 t履带吊配合130 t汽车吊的方式，履带吊为辅吊。下设时，对准孔位、扶稳、缓慢下入孔内，避免碰撞孔壁，直至下到设计位置。

钢筋笼下到设计标高后，用悬挂器将其与护筒或平台连接牢固，防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。

2.2.8 混凝土浇筑

采用水下直升导管法，压球开浇。

3 施工成果

堆积体地质条件复杂，且抗滑桩施工时，堆积体尚处在蠕滑变形状态，抗滑桩施工完成后，第三方物探检测全部合格，均为Ⅱ类以上桩，无Ⅲ类及以下桩出现。经质量评定，抗滑桩单元合格率100%，优良率93.57%。2009年4月念生垦堆积体每天最大水平位移达380 mm，随着多种抗滑、止滑措施的逐渐形成，加以抗滑桩的实施完成，堆积体水平滑移量逐渐减小，并经过了2009年汛期的考验，导流明渠得以重新进行开挖。变形监测资料显示，EL 1510～EL 1600部位目前每周平均位移量不足1 mm，并趋于稳定，抗滑效果明显，实现了设计目的。

4 常见问题处理

在抗滑桩施工过程中，常发生卡钻、塌孔、掉钻、浇筑混凝土中断等事故，处理不好时，严重工程质量与进度，尤其对于抢险项目，项目进度非常紧急，因此，做好事故的处理与预防工作对工程施工至关重要。具体详见表1:

表1 常见事故形式及处理预防措施

5 经验与体会

1)作为止滑措施，应从上至下逐一实施，而顶部减压卸载、底部加压堆载是最直接有效的措施，其它措施如锚索、抗滑桩等，应在堆积体变形较小的时候实施，否则会事倍功半，甚至破坏已实施的锚索或抗滑桩。

2)堆积体滑动变形处理过程中，变形体的位移监控相当重要，其直接指导工程施工，通过对监测资料的分析，才能决定永久性抗滑措施何时实施。

3)在滑动变形体上施工，应加强安全监控，做好安全应急预案，在滑动体出现较大变形时，机械设备、人员物资能安全撤离。

［1］中国建筑科学研究院.JGJ94—2008建筑桩基技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2008.

［2］辜永国.滑坡体整治大型抗滑桩施工技术［M］.北京:中国水利水电出版社，2006.