抗滑桩岩层需要做护壁(抗滑桩成孔形式)
抗滑桩岩层需要做护壁(抗滑桩成孔形式)随着我国机械制造业水平的提高和人工成本的上升,机械成孔抗滑桩的比重在不断提高。如旋挖钻机成孔形成的圆形抗滑桩在工程有着广泛的应用。但需要说明的是由于抗滑桩多应用于滑坡等地质灾害工程中,因此,抗滑桩很少采用冲孔桩成孔。一是为了防止机械成孔时的震动影响坡体的稳定性,二是避免成孔过程中大量的护壁水进入滑体。旋挖钻成孔抗滑桩最大的优点就是施工速度快,但缺点是圆形抗滑桩抗弯能力偏弱,场地需能满足机械设备的进出场需要。因此,在一些较大型的坡体病害治理中往往需要布置多排,造成工程的性价比偏低,或大型设备进出场受限而无法应用。图2 水磨钻桩孔工艺作为一处经典的抗滑桩成孔形式,人工挖孔桩适应于各种地层。它采用人工挖过程中伴随着护壁的实施而不断向下推进,当然,并不是所有的抗滑桩都需要护壁。正如隧道开挖时需紧密配合衬砌的实施一样,但在一些围岩级别较好的地层中,可设置为裸洞而不采用衬砌工程,只是让行驶车辆或行人感
本文来源于公众号:悠游2019
作者:成永刚,博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事,中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员,国际工程地质协会会员,中国国家公路建设项目评标专家,四川省交通运输专业人才教育专家。
抗滑桩的成孔形式主要有人工挖孔和机械成孔两大形式。
一、人工挖孔桩
作为一处经典的抗滑桩成孔形式,人工挖孔桩适应于各种地层。它采用人工挖过程中伴随着护壁的实施而不断向下推进,当然,并不是所有的抗滑桩都需要护壁。正如隧道开挖时需紧密配合衬砌的实施一样,但在一些围岩级别较好的地层中,可设置为裸洞而不采用衬砌工程,只是让行驶车辆或行人感觉有不舒服的感觉而已,当然风险等级是要高于带有护壁的抗滑桩开挖工艺。
图1 人工挖孔桩工艺
因此,在一些岩土体性质较好的地层中,往往可采用水磨钻进行半机械开挖而实现桩体的开挖。即利用水磨钻形成在桩坑四周“拉槽”后,再利用人工凿除中部的岩芯而形成。这种人工挖孔的最大优点是灵活,不需太多的辅助设置即可进行抗滑桩的开挖,但缺点是挖桩速度较慢。
图2 水磨钻桩孔工艺
随着我国机械制造业水平的提高和人工成本的上升,机械成孔抗滑桩的比重在不断提高。如旋挖钻机成孔形成的圆形抗滑桩在工程有着广泛的应用。但需要说明的是由于抗滑桩多应用于滑坡等地质灾害工程中,因此,抗滑桩很少采用冲孔桩成孔。一是为了防止机械成孔时的震动影响坡体的稳定性,二是避免成孔过程中大量的护壁水进入滑体。旋挖钻成孔抗滑桩最大的优点就是施工速度快,但缺点是圆形抗滑桩抗弯能力偏弱,场地需能满足机械设备的进出场需要。因此,在一些较大型的坡体病害治理中往往需要布置多排,造成工程的性价比偏低,或大型设备进出场受限而无法应用。
图3 旋挖桩成孔工艺
近年来出现了机械成孔矩形抗滑桩,且在2018年首次在四川仁沐新高速公路上由一位技术工人发明以来,便快速地推广开来而呈现大规模应用趋势。其优点是桩体开挖速度快,机械化程度高,所形成的矩形抗滑桩抗弯能力强。其缺点是需配置的设备除用于引孔的旋挖钻外,还需配置切削的大型钻机,造成设备进出场较为困难。且为防止塌孔而不能在松散岩土体中,加之机械成孔矩形桩往往配置重量较大的钢筋笼,故机械成孔抗滑桩受到了起吊设备性能的限制。
图4 机械成孔矩形桩
在富水病害坡体治理中,由于在水的作用下岩土体强度将出现不同程度的下降,尤其是对于富水的滑体,由于岩土体的变形造成其容水率大幅提升,也就大幅加剧了岩土体的物理力学性能降低,从而造成岩土体的强度大幅降低,导致富水地段抗滑桩的开挖施工难度明显增加,甚至造成抗滑桩开挖时出现砂土液化等突发病害。
图5 富水段抗滑桩坑集水严重
因此,对于人工挖桩一般不建议在富水地段应用,尤其是不建议在水量大而地层透水强的河流阶地段应用。确需应用的,为确保施工人员的安全,应采用“小步快跑”的模式减小抗滑桩开挖时护壁的设置节数、加大护壁厚度、注浆等工艺进行处治。
此外,由于机械成孔桩的一个最大特点就是没有护壁,因此,富水松散坡体中一般无法有效应用机械成孔桩。当然,在富水而稳定性较好的地层中,因地制宜地采用不同形式的机械成孔桩是一种不错的选择。