深路塹邊坡微型樁加固施工工法

深路塹邊坡微型樁加固施工工法中鐵某局*企業(yè)某某鐵路項(xiàng)目部1.序言我國道路工程建設(shè)中有許多深路塹，目前深路塹開挖后的加固措施常采用重型支擋構(gòu)造，例如抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁、錨索框架地梁等。這些重型支擋構(gòu)造施工工期長、投資高、開挖施工對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境影響大等，這些不利原因使人們不得不考慮采用更合適的支擋構(gòu)造。微型樁具有施工工期短、施工以便、靈活、快捷，不需要大型施工設(shè)備，再加上對(duì)邊坡和滑坡的加固與治理效果好，對(duì)環(huán)境影響小等諸多長處，越來越多地應(yīng)用于工程中。本工法將微型樁應(yīng)用于深路塹工程，形成深路塹邊坡微型樁加固的施工工法。2.工法特點(diǎn)高邊坡路塹挖方采用微型樁加固技術(shù)具有如下特點(diǎn)：1施工機(jī)具小，適合于高邊坡狹窄的平臺(tái)作業(yè)；2有效縮短工期，對(duì)建設(shè)和施工單位都可以帶來經(jīng)濟(jì)效益；3對(duì)比既有抗滑構(gòu)造例如抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索框架梁等，微型樁是一種工效好的輕型支擋構(gòu)造，節(jié)省成本，減少環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡；4樁體通過二次劈裂注漿提高了樁周巖土體的密實(shí)度，地層承載力大幅提高。5工后沉降量符合設(shè)計(jì)規(guī)定。3.合用范圍微型樁合用于深路塹高邊坡支擋加固，小規(guī)模的滑坡治理。4.工藝原理微型樁樁體穿透滑動(dòng)層，嵌入穩(wěn)定層，樁頂用混凝土澆筑頂板固定。三排樁中臨空側(cè)和山體側(cè)呈“八”字型，對(duì)巖體既有拉力又有支撐力，穩(wěn)定性好。工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程圖清孔、驗(yàn)孔清孔、驗(yàn)孔安裝鋼筋束一次注漿二次注漿頂板鋼筋綁扎及砼澆筑鋼筋束制作水泥漿制備注漿機(jī)就位測量放線（定孔位）鉆機(jī)就位鉆孔5.2操作要點(diǎn)1.測量放線：根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的間距、排距及設(shè)計(jì)提供的標(biāo)高等進(jìn)行測量放線定位，并用竹簽綁上紅布條做好標(biāo)識(shí)打入地下進(jìn)行定位。2.就位鉆孔：微型樁定位后將鉆機(jī)安放在指定位置，安防水平，防止傾斜,就位鉆機(jī)在工作平臺(tái)搭就后，移動(dòng)鉆機(jī)使轉(zhuǎn)盤中心大體對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心，起吊鉆頭，位移鉆機(jī)，使鉆頭中心正對(duì)樁位。樁位偏差應(yīng)控制在20mm以內(nèi)，直樁的垂直度偏差不適宜不小于1%，斜樁的傾斜度應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定做對(duì)應(yīng)調(diào)整。保持鉆機(jī)底盤水平后，即可開始鉆孔。斜樁成孔時(shí)，采用鉆機(jī)腳板墊高到規(guī)定的措施，用羅盤檢查鉆桿的傾斜度。本工藝采用干式成孔。同步準(zhǔn)備泥漿粉等材料，如遇回填土及粘粉土等巖層根據(jù)施工需要采用泥漿護(hù)壁成孔，以保證成孔質(zhì)量和沉渣的規(guī)定，按設(shè)計(jì)規(guī)定鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)有效深度。3.清孔：(1)采用干式成孔不必清孔。(2)泥漿護(hù)壁清孔a孔壁土質(zhì)很好不易塌孔時(shí)，可用空氣吸泥機(jī)清孔。b用原土造漿的孔、清孔后泥漿比重應(yīng)控制在1.1左右。(3)規(guī)定孔底廢渣厚度不不小于50mm。4.鋼筋束制作：（1）鋼筋束制作必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作，主筋應(yīng)采用HRB400(III級(jí))熱軋帶肋鋼筋，鋼筋應(yīng)平直無損傷，表面無裂紋、顆粒狀或片狀老繡，連接采用鋼筋套筒連接，鋼套筒為優(yōu)質(zhì)低碳素鋼構(gòu)造，3根主筋采用每隔2m點(diǎn)焊成束，鋼筋束安裝時(shí)應(yīng)安裝鋼筋支架，以保證周正及保護(hù)層厚度。（2）機(jī)械連接規(guī)定：分段制作的鋼筋束，主筋采用等強(qiáng)度鋼筋套筒連接，連接在同一截面內(nèi)的鋼筋接頭數(shù)不得多于主筋總根數(shù)的50%，兩個(gè)接頭間的距離不不不小于120cm。鋼筋束吊裝時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下放，若遇阻應(yīng)正反旋轉(zhuǎn)，不得猛沖猛放，防止碰撞孔壁。鋼筋束下放到設(shè)計(jì)位置后，應(yīng)立即固定鋼筋束。就位后，應(yīng)會(huì)同監(jiān)理進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。（3）鋼筋束制作完畢后，安裝二次注漿管，二次注漿管與鋼筋籠主筋點(diǎn)焊牢固，注漿管管底距孔底0.5m，注漿管外露長度0.5～1.0m，保證二次注漿。（4）成孔：采用跳孔施工、間歇施工等措施來進(jìn)行處理。5.安裝注漿機(jī)：在現(xiàn)場指定位置固定注漿機(jī)、攪拌機(jī)等設(shè)備，電源由指定配電箱接入，采用三相五線制電纜，按照一機(jī)一閘一漏的規(guī)定與機(jī)械設(shè)備連接。6.安裝下放鋼筋束：本工程鋼筋束吊放安裝采用汽車吊吊裝鋼筋束骨架，吊點(diǎn)選擇須合理。吊放鋼筋束入孔時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位輕放、慢放入孔。鋼筋籠入孔后，應(yīng)漸漸下放，不得左右旋轉(zhuǎn)。若遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理。鋼筋束所有入孔后，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定檢查安放位置并作好記錄。符合規(guī)定后，可將主筋用鐵絲牢固綁扎于孔口，以使鋼筋束定位，防止鋼筋籠因自重下落或灌注水泥漿時(shí)往上竄動(dòng)導(dǎo)致錯(cuò)位。樁身水泥漿灌注完畢，到達(dá)初凝后即可解除鋼筋籠的固定措施。7.拌制水泥漿：水泥漿采用專業(yè)機(jī)械進(jìn)行拌制，水灰比控制在0.5，水泥砂漿分二級(jí)攪拌，一級(jí)攪拌完畢后放入二級(jí)攪拌池繼續(xù)攪拌，在二級(jí)攪拌池內(nèi)邊攪拌邊灌注，保證水泥砂漿攪拌均勻。8.注漿方式，本工程采用二次注漿方式。注漿管用φ32聚乙烯管。二次注漿管距孔口3m如下開泄?jié){孔（10mm間距50cm）用透明膠封泄?jié){孔。（1）一次灌漿：注漿泵需安裝壓力表，一次注漿壓力為0.2MPa，水泥砂漿水灰比控制在0.5，在拔管時(shí)管底控制在泥漿面一米如下保持壓力注漿以保證泥漿從下往上灌注，從而保證整條微型樁的水泥漿的飽滿性。（2）二次加壓灌漿：因一次常壓注漿難以到達(dá)充盈系數(shù)規(guī)定，此外水泥漿收縮等原因需進(jìn)行二次注漿來保證微型樁的成樁質(zhì)量。二次灌漿在水泥漿初凝后來進(jìn)行，二次注漿間隔時(shí)間在2.5～4小時(shí)之間，二次劈裂灌漿壓力為2～3MPa，保證填滿樁孔內(nèi)空隙及收縮部分即孔口有濃水泥漿反出為止。9.微型樁施工時(shí)應(yīng)仔細(xì)測量孔深、鋼筋束長度、注漿管長度，防止出現(xiàn)假樁斷樁現(xiàn)象。10.嚴(yán)格控制樁頂樁底標(biāo)高，一般在鋼筋束上口綁扎或焊接一根鋼筋或鋼管，長度0.5m，防止鋼筋籠下落。樁位偏差不得不小于50mm，垂直度偏差不不小于1%。11.嚴(yán)格控制微型樁樁徑，微型樁樁徑為150mm，樁徑偏差不得不小于5%，注漿管下3～4m范圍內(nèi)每隔30cm梅花形布置出漿孔，出漿孔直徑8mm，注漿下管前用透明膠帶封孔。12.水泥漿水灰比0.5:1，每立方米水泥用量不少于設(shè)計(jì)1067kg規(guī)定重量。13.施工過程中必須隨時(shí)檢查施工記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，檢查重點(diǎn)是水泥用量、樁長、樁徑、注漿壓力等。14.樁位偏差不得不小于50㎜，樁徑偏差不得不小于5%，垂直度不超過1%。工程項(xiàng)目樁位樁徑垂直度虛渣厚度容許偏差≤50mm≤5%≤1%≤50mm15、侵蝕防護(hù)微型樁的防護(hù)應(yīng)滿足如下基本規(guī)定：①應(yīng)按微型樁的使用年限、微型樁所處環(huán)境的腐蝕程度及微型樁破壞后果等原因確定防護(hù)類型與原則；②微型樁防護(hù)的有效期應(yīng)等于微型樁的使用有效期；③采用防護(hù)措施的加筋應(yīng)能將荷載傳遞到樁體；④微型樁及其防護(hù)系統(tǒng)在制作、運(yùn)送、安裝過程中不應(yīng)受到損壞；⑤用作防護(hù)的材料在材料的工作溫度范圍內(nèi)保證不開裂、不變脆或液化，具有化學(xué)穩(wěn)定性，不與相鄰材料發(fā)生反應(yīng)，并保持其抗?jié)B性。微型樁示意圖6.材料與設(shè)備6.1施工材料施工材料根據(jù)材料供應(yīng)計(jì)劃分批組織進(jìn)場，按規(guī)定地點(diǎn)儲(chǔ)放，并做好支墊及遮蓋保護(hù)，同步對(duì)多種進(jìn)場材料進(jìn)行抽檢試驗(yàn)，對(duì)不合格品堅(jiān)決退貨。本工程重要材料為水泥、鋼筋等材料,質(zhì)量規(guī)定較高，因此對(duì)進(jìn)場材料應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。水泥和鋼筋等材料必須有出廠合格證，并抽樣送檢，合格后方可使用。因地下水對(duì)構(gòu)造物具硫酸鹽侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)均為H1，因此合格的原材料是保證構(gòu)造物質(zhì)量安全的必備條件詳細(xì)規(guī)定見下表：砂漿種類強(qiáng)度等級(jí)規(guī)定流動(dòng)度（s）拌和措施水泥凈漿M3514~18s機(jī)械表4.1.1水泥凈漿規(guī)定表4.1.2原材規(guī)定及摻量水泥摻和料纖維外加劑摻和料匯報(bào)編號(hào)匯報(bào)編號(hào)/匯報(bào)編號(hào)／匯報(bào)編號(hào)匯報(bào)編號(hào)產(chǎn)地、品種易門大椿樹P·0產(chǎn)地、品種貴州黔桂產(chǎn)地、品種西安融森產(chǎn)地、品種四川巨星產(chǎn)地、品種四川巨星強(qiáng)度等級(jí)42.5名稱粉煤灰/／名稱減水劑名稱膨脹劑實(shí)測強(qiáng)度（MPa）51.3表觀密度(kg/m3)20摻量（kg）1.2摻量(%)1摻量(%)8砂子含泥量應(yīng)不不小于2.0%，拌合水為地下水。6.1施工設(shè)備按照施工設(shè)備表的設(shè)備進(jìn)場時(shí)間，做好租賃和購置計(jì)劃，機(jī)械進(jìn)場后及時(shí)進(jìn)行調(diào)試，使用過程中做好保養(yǎng)。施工機(jī)械設(shè)備投入計(jì)劃見下表：表4.1.3施工機(jī)械設(shè)備投入計(jì)劃表機(jī)具名稱型號(hào)單位數(shù)量備注1工程地質(zhì)鉆機(jī)YGL-100Q臺(tái)2無錫金帆設(shè)備企業(yè)2注漿泵3SNS臺(tái)24攪拌機(jī)ZJ—80套15500KVA電焊機(jī)ZSD150臺(tái)66輪式起重吊車QY25臺(tái)17空壓機(jī)（20m3）XAVS900臺(tái)1科普柯（無錫）壓縮機(jī)有限企業(yè)7.質(zhì)量控制1.成孔:成孔前為保證樁的垂直度，需有水平尺前后、左右調(diào)整好鉆機(jī)的平整度，為控制樁位偏差，成孔前先用儀器精確定出樁位，每個(gè)樁位上定上筷子，開鉆時(shí)，鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)筷子頭方可開鉆。為保證樁徑開鉆前要用尺子測量鉆頭尺寸，發(fā)現(xiàn)直徑不夠立即調(diào)換或補(bǔ)焊鉆頭。鉆機(jī)每進(jìn)尺合計(jì)到達(dá)200米之后要測量鉆頭一次。2.注漿管制作：注漿管采用48mm×3.8mm聚乙烯管，注漿管下部3米范圍為內(nèi)每隔30㎝梅花型布設(shè)出漿孔，出漿孔直徑8㎜。3.水泥漿液配制規(guī)定：水泥漿液要嚴(yán)格按照0.5：1的比例配置，配置時(shí)水泥根據(jù)攪拌桶容積和水泥漿配比換算，水的用量在水箱內(nèi)畫上刻度線，水泥漿在攪拌桶內(nèi)至少攪拌3分鐘后才可以開始注漿，從而到達(dá)攪拌均勻。假如因設(shè)備出故障或其他原因致使?jié){液攪拌時(shí)間超過30分鐘，為不影響樁身質(zhì)量應(yīng)把漿液廢棄。4.施工檢查：施工過程中對(duì)每個(gè)施工工序及時(shí)檢查，檢查重點(diǎn)是鋼筋束連接樁長、水灰比、水泥用量。樁長可直接量注漿管長度；水灰比可直接用比重計(jì)現(xiàn)場監(jiān)測；每注完10根樁后來，要及時(shí)核算水泥實(shí)際用量，假如以上不符合設(shè)計(jì)規(guī)定要及時(shí)調(diào)整,并對(duì)已施工過的樁進(jìn)行補(bǔ)灌。5.鋼筋接頭檢查原則表1鋼筋接頭檢查原則檢控項(xiàng)目序號(hào)質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定主控項(xiàng)目1縱向受力鋼筋連接縱向受力鋼筋的連接方式應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定2接頭的試件檢查在施工現(xiàn)場，應(yīng)按國家現(xiàn)行原則《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107的規(guī)定抽取鋼筋機(jī)械連接接頭一般項(xiàng)目1鋼筋接頭位置的設(shè)置鋼筋的接頭宜設(shè)置在受力較小處。同一縱向受力鋼筋不適宜設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上接頭。接頭末端至鋼筋彎起點(diǎn)的距離不應(yīng)不不小于鋼筋直徑的10倍。2接頭的外觀檢查在施工現(xiàn)場，應(yīng)按國家現(xiàn)行原則《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107的規(guī)定抽取鋼筋機(jī)械連接接頭的外觀進(jìn)行檢查，其質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。3鋼筋連接頭的設(shè)置規(guī)定當(dāng)受力鋼筋采用機(jī)械連接接頭或焊接接頭時(shí)設(shè)置在同一構(gòu)件內(nèi)的接頭宜互相錯(cuò)開，縱向受力鋼筋機(jī)械連接接頭及焊接接頭連接區(qū)段的長度為35倍d(d為縱向受力鋼筋的大直徑)且不不不小于500mm,凡接頭中點(diǎn)位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的接頭均屬于同一連接區(qū)段。8.安全措施1.嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)場三級(jí)教育制度,由項(xiàng)目安全員檢查執(zhí)行狀況。2.嚴(yán)格進(jìn)行安全操作規(guī)程培訓(xùn),考試不合格不得上崗。3.嚴(yán)格執(zhí)行持證上崗制度,各班組進(jìn)場,由項(xiàng)目安全員檢查上崗證并立案,無證不得上崗。4.與施工班組簽定安全生產(chǎn)和文明施工責(zé)任狀,明確獎(jiǎng)懲。5.動(dòng)工前、施工中每星期由項(xiàng)目經(jīng)理帶隊(duì)檢查施工臨時(shí)用電規(guī)程、樁機(jī)安全操作規(guī)程執(zhí)行狀況,及時(shí)處理違章。

6.加強(qiáng)民工教育和管理,工區(qū)內(nèi)不喝酒、不賭博、不聚眾喧嘩。7.微型樁施工前，對(duì)每個(gè)班組進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，是每個(gè)工人都牢固樹立質(zhì)量和安全意識(shí)。8.注漿時(shí)注漿管不彎折纏繞，時(shí)刻注意壓力表，以免壓力過高，爆管傷人。9.前場注漿人員必須佩帶防護(hù)眼鏡，防止?jié){液濺入眼睛，每個(gè)班組施工前安全員現(xiàn)場檢查與否佩戴防護(hù)鏡，對(duì)于不佩戴者要重罰，佩戴后方可施工；后臺(tái)注漿人員必須佩戴口罩，防止灰塵進(jìn)入口和肺。10.每根樁注漿結(jié)束后，注漿管要保持壓力3分鐘，等壓力消散后才能拔掉注漿管，這樣既有助于注漿效果和保證樁身質(zhì)量，頁防止了壓力過高導(dǎo)致安全事故。11.每天上班前進(jìn)行班組安全教育活動(dòng)，做到防患于未然。12.加強(qiáng)對(duì)勞動(dòng)力隊(duì)伍的管理，設(shè)專人負(fù)責(zé)對(duì)勞動(dòng)力隊(duì)伍進(jìn)行法制、規(guī)章制度教育，對(duì)參與施工的工人進(jìn)行審查、登記造冊(cè)，發(fā)工作證，方可上崗工作。9．環(huán)境保護(hù)措施1.執(zhí)行《環(huán)境管理手冊(cè)》及程序文獻(xiàn)的規(guī)定，建立環(huán)境管理體系，嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章；2.在施工和作業(yè)場地內(nèi)，合理布置，做到標(biāo)牌齊全、清晰，多種標(biāo)識(shí)醒目，施工場地整潔文明；3.施工廢水需沉淀處理，到達(dá)排放原則后才可排放；4.施工場地、道路要硬化，并做到常常灑水，防止揚(yáng)塵；5.工后廢料集中搜集處理，不得隨意丟棄。施工中注意水泥漿用量，防止揮霍。施工間歇時(shí)發(fā)電設(shè)備應(yīng)停機(jī)。10.效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益本工法采用常規(guī)機(jī)械設(shè)備和材料，機(jī)械化程度高且操作簡樸，工效高，與抗滑樁施工相比，工期節(jié)省50%以上。微型樁采用鋼筋束加注漿，與抗滑樁相比大量的減少了鋼筋和砼的用量，綜合成本僅為抗滑樁的35%左右。10.2環(huán)境保護(hù)節(jié)能10.2.1本工法與常規(guī)措施相比，邊坡平臺(tái)開挖面積?。皇┕ぎa(chǎn)生的廢料污染較少對(duì)環(huán)境影響小。10.2.2使用本工法可以減少鋼材、混凝土用量，做到了節(jié)能降耗。10.3社會(huì)效益10.3.1工法機(jī)械化程度高，與老式的抗滑樁相比不用人工挖孔，大大的減少了施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。10.3.2構(gòu)造占用面積小，施工以便占用場地少，可減少永久性和臨時(shí)征地?cái)?shù)量。10.3.3運(yùn)用常規(guī)材料、設(shè)備，有助于充足運(yùn)用既有社會(huì)資源，減少了能源、材料消耗。11.工程應(yīng)用實(shí)例某某鐵路DK63+124-DK63+276段左側(cè)路塹邊坡最大挖方高度近60m，段內(nèi)出露第四系全新統(tǒng)坡洪積軟黏土、松軟土、粉質(zhì)粘土，下伏基巖為泥巖夾砂巖、泥灰?guī)r及砂巖夾泥巖,段內(nèi)地表水為季節(jié)性溝水及池塘水，無常年流水，基巖裂隙水不發(fā)育，根據(jù)楚雄幅區(qū)域地質(zhì)匯報(bào)，于該地層取地表井水及地下水進(jìn)行水質(zhì)分析，地下水對(duì)混凝土構(gòu)造物具硫酸鹽侵蝕，環(huán)境作用等級(jí)均為H1，設(shè)計(jì)根據(jù)為泥巖夾砂巖，微型樁加固穿越加固全風(fēng)化與強(qiáng)風(fēng)化巖層分界線。微型樁加固里程為DK63+124-DK63+276左側(cè)二級(jí)平臺(tái)，長152m，每9根樁構(gòu)成一種組合構(gòu)造，上部由頂板聯(lián)接，組合構(gòu)造間距4m，共39個(gè)；單根微型樁由3根Φ32HRB400鋼筋構(gòu)成鋼筋束，將塑料環(huán)和支架按照設(shè)計(jì)位置固定于主筋上,塑料環(huán)外部包裹一層孔徑為0.5cm的鋼絲網(wǎng),鋼筋入孔時(shí)重心與孔中心相對(duì),注漿管緊貼鋼筋。樁體孔徑150mm，垂直樁長18m，每隔2m點(diǎn)焊成束,靠山側(cè)和遠(yuǎn)離山體側(cè)的兩排樁成“八”排列,且與垂直方向成15度,入孔后注漿標(biāo)號(hào)為M35抗侵蝕水泥漿。注漿壓力不低于0.2MPa,頂板混凝土標(biāo)號(hào)C30。微型樁施工完畢后該段挖方于1月10日開始施工，每天挖土方完畢6000方，共施工5天，根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)顯示，挖方施工前后40天內(nèi)邊坡穩(wěn)定，表面該地層經(jīng)微型樁加固后，地層地層支擋加固固效果明顯。觀測數(shù)據(jù)分析見下表：DK63+200處量測數(shù)據(jù)處理與回歸分析一、建立合計(jì)沉降（U）隨時(shí)間（T）發(fā)展的時(shí)態(tài)函數(shù)，根據(jù)量測數(shù)據(jù)分別進(jìn)行下列函數(shù)：1、對(duì)數(shù)函數(shù)U=a+b/lg（1+T）；2、指數(shù)函數(shù)U=a*e-（b/T）；3、雙曲函數(shù)U=T/（a+bT）的回歸計(jì)算。時(shí)間T實(shí)測沉降值U回歸值UU-U1.對(duì)數(shù)函數(shù)U=19.144-5.733/lg（1+T）r=0.810第01天2.803-0.012、指數(shù)函數(shù)U=16.520*e(-1.963/T)r=-0.973第02天5.035-0.053、雙曲函數(shù)U=T/(0.318-0.038*T)r=0.999第03天7.0070.05第04天8.74