矩形截面抗滑桩机械成孔施工技术

黄志勇

摘要：在科学技术不断发展下，公路工程施工逐渐的走向机械化，如何选择最佳施工机械组合，对公路工程整体建设成本、工作效率、安全系数等等影响较大。抗滑桩作为新型边坡治理措施，现已得到广泛应用，但是当前单一的传统施工方法不能满足矩形截面施工要求。下面就从作者实际工作经验入手，分析矩形截面抗滑桩的机械成孔施工技术，希望对相关从业人员带来帮助。

关键词：矩形截面;抗滑桩;机械成孔;施工技术

1 工程案例的概况分析

G4216线宁攀段K362+000K365+300段路基，受菜园子断层影响，岩体破碎，坡表覆盖层、全风化层较厚。下伏基岩多为断层破碎带或断层角砾岩，工程地质条件较差，K364+023-K364+160、K364+920-K365+080，共计5段，对于上述断层破碎带深挖路堑，均进行工点勘察。

2 工程施工要点分析

根据勘察结论，采用斜坡参数反演，对斜坡岩土体力学参数进行校核，并进行边坡稳定性计算。根据计算结果，上述5段边坡均采用桩板墙+抗滑挡墙收坡处治，具体工点设计说明如下：

1）K362+535-K362+613

该段表层主要为残坡积含砾石粉质粘土及残坡积碎石，厚度一般为5～20.0m。下部为断层破碎带，主要为断层角砾岩与炭质页岩、砂岩碎块等，层面产状210°∠28°，边坡坡向为355°，边坡最大坡高为19.08m，受园子断层次生构造影响，岩体极破碎，呈碎裂状，边坡稳定性差，在暴雨等不利工况下，易发生滑动失稳。故在路基坡脚设抗滑挡土墙、桩板墙，保证边坡稳定性。

处治措施：K362+535～K362+539.5段桥下清方段，于距路中线13.54m处设2.5m-5.0m高仰斜式挡土墙。K362+54031～K362+55022段设桩板墙，抗滑桩桩顶与地面齐平;K362+5558K362+60491段设柱板墙，抗滑桩位于路中线距离均为14.9m处，柱后4.0m平台，平台后按12坡比放坡，一級边坡高522m，二级边坡高8.0m，二级边坡平台宽297m，平台上有一斜率为0.21%水渠，坡面均采用拱型人字骨架防护。K362+605785～K362+612段按1：1.15坡比进行放坡，一级边坡高5.41m，平台宽2.0m。

2）K362+700-K362+800

该段表层覆盖层主要为残坡积层含砾粉质粘土、人工填土（耕植土），在工程区范围内广泛分布，厚度0～7m。下伏基岩为侏罗纪下统三叠系上统白果湾群砾岩及断层破碎带，若层似产状为：210°∠20°，存在相对软弱夹层，边坡坡向为355°，边坡最大坡高为7.0m，岩体极破碎，边坡稳定性差，自重作用下，坡脚应力集中易溃脚滑动失稳，且在不利工况下易发生圆弧滑动失稳，设桩板墙及抗滑挡土墙进行防护，保证边坡稳定性

处治措施：K362+700～K362+713.875右側边坡，于坡脚处设3.0-4.0m高的仰斜式挡土墙进行防护;K362+714～K362+800段右侧边坡设桩板墙，抗滑柱位于路中线距离均为14.9m处，桩顶于地面齐平。

3）K362+882-K363+035

该段表层覆盖层主要为残坡积层含砾粉质粘土、人工填士（耕植土），在工程区范围内广泛分布，厚度0～7m。下伏基岩为侏罗纪下统三叠系上统白果湾群砾岩及断层破碎带，岩层似产状为：210°∠20°，存在相对软弱夹层，边坡坡向为355°，边坡最大坡高为7.0m，岩体极破碎，边坡稳定性差，自重作用下，坡脚应力集中易溃脚滑动失稳，且在不利工况下易发生圆弧滑动失稳，设桩板墙及抗滑挡士墙进行防护，保证边坡稳定性

处治措施：K362+700～K362+713.875右侧边坡，于坡脚处设3.0-4.0m高的仰斜式挡土墙进行防护;K362+714～K362+800段右侧边坡设桩板墙，抗滑桩位于路中线距离均为14.9m处，桩顶于地面齐平

4）K364+023-K364+160

该段表层为5.0～13.6m的残坡积含砾粉质粘土，下伏侏罗系下统三叠系上统白果湾群的砾岩和炭质页岩，受断层影响，岩体破碎，多呈碎裂状，似层面产状250°∠40°，原始斜坡横坡较陡，开挖易造成边坡失稳，为保证边坡的稳定性，采用锚拉式桩板墙和挡土墙对边坡进行防护。

处治措施：K364+040～K364+135段设抗滑桩收坡，其中K364+075～K364+085处为错拉式桩板墙。K364+023～K364+040、K364+135～K364+160段为顺接抗滑桩，同时避免土体及破碎岩体溜坍对路基产生不利影响，在其右侧边坡设40～8.0m高的仰斜式挡土墙进行防护，墙后夯填黏土。抗滑桩共2种桩型，1型桩截面尺寸均为2.0m×3.0m，桩长32m;Ⅱ型桩截面尺寸均为2.0m×3.0m，桩长22～32m，实际布置以桩号间隔5.0m布置，桩中心位于相应桩号的法线上，长边与桩号法线平行。桩间设置中挂式挡土板，板厚30cm，板长为2.8m

3 矩形桩机械成孔施工工艺和方法

矩形桩的施工流程是：定位放样——桩顶锁口浇筑——钻孔—修边—清孔——鋼筋笼的下放——混凝土浇筑，成孔工艺还需采用三种不同钻头形式进行取土，为避免成孔过深造成的坍孔，划定出3米至4米为一段进行成孔，以25米的桩长为例，还需进行7-8段的成孔。

3.1 锁口施工

经过施工测量定位，采用灰线画出锁口外部的轮廓线，采用小型挖掘机开挖锁口，安装固定内模、锁口钢筋并且浇筑C20混凝土。

3.2 成孔施工

3.2.1长螺旋干取土

采用旋挖钻机的方式，应用800长螺旋钻头钻按照有关要求交替挖深到4米的深度，在钻进的过程中，注意低速钻进，减少钻进过程的振动，减少塌孔的情况出现。

3.2.2旋挖取土

长螺旋的钻头挖深大约在4米孔深之后，换上1800大孔徑圆形钻头，钻孔的位置位于矩形桩中心处，把矩形桩的四个圆孔之间内余土挖除，这个过程实际上还需注意不要超挖，以有效的避免对下次长螺旋的取土会造成影响。

3.2.3矩形抗滑桩切角取土

在采用圆形钻头取土到规定的深度之后，换上自制的矩形钻头，之后利用锁口梁内侧作为导向墙，采用方形切刀对孔壁进行修整，切除剩余土体，在切削的过程应注意保证垂直度大于1%。

4 施工效果

第一，在成孔结束之后主要是采用了漏孔仪和测绳对孔深、孔径、垂直度等检查，孔深、孔径都不能小于设计值，垂直度则是不大于1%。

第二，以桩长24米矩形桩作为测算的对象，机械成孔还需进行约7段的施工，成孔的时间是2天，对比人工挖孔，在24米桩长则是需要进行24段的施工，考虑护壁拆模的时间，每段则是需要1天的时间，在无天气等因素影响的基础上，还需施工24天，机械成孔的效率也是明显的提升。

第三，机械成孔与人工挖孔相比，能够减少护壁土石方的开挖、护壁混凝土的浇筑施工，尽可能的降低施工成本。

第四，最重要的是解决了人工反复进入孔内施工的安全风险。

结束语：

综上所述，本文主要提出在沙砾石地层干取土机械成孔新方案，并且和人工挖孔方案进行比较，实践分析得知，该工艺不仅在技术方面是可行的，还能够有效的缩短施工工期，保证工程施工安全，对同类工程施工有着借鉴的意义，但是本工艺取土的过程中还需不断的更换钻头，使得工艺更加复杂，还需进一步改进空间。

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