试论马关县南捞乡滑坡治理工程抗滑桩开挖支护方法

论文导读：
摘要：在花岗片麻岩强风化地层，由于地下水及其丰富，在抗滑桩开挖过程中极易形成流沙，在常规开挖方法无法进行施工时，必须采取一定的开挖专项措施，确保施工安全。
关键词：花岗片麻岩强风化地层；高压旋喷措施方案；钢支撑措施方案
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1 概况
马关县南捞乡滑坡治理工程共布置28颗抗滑桩，桩径均为2.5mX2.0m，桩深28.0m。根据施工单位施工的实际地层情况，抗滑桩在地表以下7米段开始，岩层为强风化花岗片麻岩，岩性为粉土，有渗水，较为松散，局部软塑。在抗滑桩开挖的过程中出现了严重的流砂现象，流砂出现段均集中在地下水位线以下，开挖过程中孔壁边挖边冒流砂，导致桩间主体不同程度的沉降、孔壁发生坍塌，致使桩孔开挖无法正常进行，抗滑桩难以挖到设计深度，存在严重的施工安全隐患和影响治理工程的效果。
险情出现后，相关单位督促施工单位再采用钢筋超前锚杆、短开挖、强支护以及大桩套小桩(先施工小桩，用来集中降水，再施工大桩) 等的常规施工方法处理措施，经过多次尝试，均不能满足桩孔开挖的要求，而且施工安全隐患极大。为此，马关县国土局、监理单位及我院设计人员同施工单位多次现场踏勘，综合分析得出，阻碍施工的主要原因一是地下水丰富，二是花岗片麻岩强风化层较厚，颗粒较细，在地下水作用下由此形成流沙。若不对其进行施工措施处理，将无法确保施工安全，随着工期的推延，现状开挖桩孔流砂将加剧，地下水渗流迅速改变，可能会导致新的滑面出现，不但会导致整个治理工程的失败，还在一定程度上加剧了整个斜坡的变形。针对以上流沙成因机理，业主、监理、设计、及施工四方立即举行现场会议，并一致认为：应对抗滑桩开挖进行专项的施工技术措施设计。
2 设计措施方案
根据以上指导思想，设计单位结合施工单位现场施工的情况，提出高压旋喷及钢支撑结合砼浇筑处理措施。

2.1 高压旋喷措施方案

根据本次相关会议精神，施工单位将于17号抗滑桩进行高压旋喷方案进行实验性施工。高压旋喷灌浆孔孔深以弱风化止，高压旋喷以地表以下5米起喷灌；为了保证施工质量，在每两棵抗滑桩之间上方约2m处打排水井，井径Φ146mm，井深约20米，成井后利用水泵进行孔内抽排水，配合高喷作业，以确保高喷效果。高喷孔布置于离井身护壁砼30cm，延井边环形布置，孔间距80cm，分二序施工。高压旋喷完成后，待凝15天后，进行抗滑桩试挖工作。
开挖工程中，在地下水位线以上及附近高喷墙体均匀，开挖无异常。挖至10.5m时，墙体不均匀，没有连续成墙，涌水从孔洞内流出，并带有流沙出现。经现场测定，涌砂量约为1.3m3/m，渗水量1.0L/S。高喷墙体内的土体挖出后，墙体内面形成凌空受压状态，随着开挖深度的增加，高喷墙出现开裂坍塌现象。随之而来的流沙无法堵住，引起高喷墙倾斜变形。
由此通过开挖后验证，流沙依然严重，不摘自：毕业论文格式范文www.7ctime.com
能保证开挖的正常进行。经分析，失败的原因是在地下动态水流作用下，水流将部分浆液带走，削弱了高喷效果，成墙困难。因此高压旋喷方案未能达到预期效果。

2.2 钢支撑措施方案

由于采用降水措施以及高压旋喷施工措施均不能对流砂、涌水起到有效的防治作用，不能改善开挖条件。经商议决定采用混凝土护壁与钢支撑相结合的方法，用18#井进行开挖实验。
此方法的施工原则为能进行砼护壁时，先进行砼浇筑，当浇筑至流沙层段时，砼护壁不能在进行浇筑时，再结合钢支撑进行支护，且在回填混凝土时一定要回填密实。试验桩开挖至井口以下3.8米处时出现地下水，挖至4.8米后出现流砂，主要表现为井身四壁在地下水作用下逐渐垮塌，孔壁临空面逐渐加大，井底土体有时也会随着地下水向上凸起，并伴有地下涌水的情况；在开挖过程中，有时还会感到土体产生晃动的感觉。该段地层一直持续至井口以下16.5米处，见中风化层基岩。通过对18号抗滑桩地下涌水量和涌砂量的测量，在开挖桩身18米时测得的平均涌水量为：1.5L/S；在桩身12米时测得涌砂量平均为：0.15m3/分钟。在这一段施工中，由于井身土体自稳时间极短，无法进行模板架设。即使模板架设成功，在砼浇筑中，砼与流砂会进行互混，加之在水流作用下，无法保证砼强度和衬砌的整体性，在进行下一个开挖时，上部衬砌有可能向下坠落或由于井壁土体测压强度的不均匀性而发生倾覆，给施工带来极大的安全隐患。钢支撑结合砼浇筑的综合支护方式即：开挖时在地下水作用下，土体自稳时间极短，在开挖中先对四边土体进行开挖成槽，给模板安装提供条件，待模板安装完后，迅速将槽钢焊接成形，形成支撑模板的骨架体系。在清理完井内碴料后，再对模板后面空腔进行混凝土浇筑，填满厚壁空腔，堵死流沙通道。在开挖至弱风化层时，设置锚杆，锁定整个钢支撑。试验桩强风化段开挖完成后，基岩段爆破施时，通过观察，上部流砂层段的钢支撑未发现变形情况，整体性、稳定性及安全性良好。最终完成整颗抗滑桩施工后，钢支撑都未变形。
结论
在花岗片麻岩强风化底层，因为在地下水流的作用下，在抗滑桩开挖中土体自稳时间极短，用常规的支护方式，没有足够的时间来进行处理流沙问题。用高压旋喷处理此类地层，是将流沙层段先固结成墙，作为开挖的支撑体系，为开挖创造条件，但由于地下水丰富又具有流动性，直接制约着高喷的城墙条件，不能保证开挖的施工安全。为解决在极短时间内由于流沙引起的土体垮塌，只有先用钢支撑挡拦流沙，再进行砼浇筑回填空腔，这是行之有效的方法。
参考文献
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