第三章39 抗滑桩工程设计

抗滑桩工程设计一概述桩是深入稳定土层或岩层的柱形构件。滑坡治理工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的稳定岩土体，依靠桩下部的锚固作用和侧向阻力来承担边坡的下推力，而使滑坡保持平衡或稳定。国外20世纪30年代开始应用抗滑桩治理滑坡。我国1954年首次用于治理宝成线史家坝滑坡获得成功

。抗滑桩作为治理滑坡的主要技术措施，近几十年来已在铁路、公路、水电、矿山、国土等部门广泛采用。抗滑桩在治理滑坡中具有以下优点：①抗滑桩可以充分发挥抗滑结构物的材料强度；②和抗滑挡墙相比，具有圬工量少，施工扰动破坏小的优势；③施工方便，设备简单，布置灵活，适用性强；④抗滑能力大，抗滑效果显著，能客服抗滑挡土墙难以客服的困难；⑤通过开挖桩孔，能够直接校核地质情况，进而进行检验和修改原来的设计，发现问题，易于补救。⑥间隔跳挖，对滑坡扰动小，不易恶化滑坡状态，有利于抢修工程。抗滑桩发展：施工方式打入桩钻孔桩挖孔桩材料木桩钢桩钢筋混凝土桩截面形态圆形桩管形桩矩形桩刚度刚性桩弹性桩结构形式排式单桩承台式桩排架桩……抗滑桩分类：桩型特点适用条件优点缺点按材质分木桩就地取材、方便、易于施工桩长有限、桩身强度不高用于浅层滑坡的治理、临时工程、或抢险工程钢桩强度高、施工容易、快速、接长方便受桩身断面尺寸限制，横向刚度小，造价偏高

钢筋混凝土桩桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样混凝土抗力能力有限

按成桩方法分类打入式施工简单、工期短施工振动对边坡影响全埋式抗滑桩或填方边坡，同时下卧地层应有可打性极限钻孔速度快、桩基可大可小对较陡边坡机械架设困难，钻孔时水对边坡有影响适用于各种地质条件人工挖孔方便、简单、经济速度慢、劳动强度高，遇不良地层处理困难对地质条件要求较高，桩径应在1m以上按结构形式分类单桩简单、受力和作用明确承载力较小

排架桩转动惯量大，抗弯能力强，桩身应变小

在软弱地层有明显的优越性有锚桩改善桩的受力状态，桩身应力状态和桩顶位移得到改善锚杆（索）的锚固端需要较好的地层或岩层边坡的推力较大，对边坡的变形有要求各类桩的特点及适用条件抗滑桩的结构形式：抗滑桩的结构形式抗滑桩结构形式的选择取决于滑坡规模大小、滑坡厚度、滑坡推力大小，设桩位置以及施工条件等因素。同时要考虑边坡支挡防护时，采用桩拱墙，桩基挡墙，椅桩墙或锚索桩等形式桩拱墙桩基挡墙椅桩墙拉杆锚固桩二抗滑桩设计的基本假定条件作用于抗滑桩的外力包括：滑坡推力、受荷段地层（滑体）抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩阻力和粘着力，以及桩底应力。这些力均为分布力。（一）作用在桩上的力系桩侧摩阻力和粘着力:抗滑桩截面大，桩周面积大，桩与地层间的摩擦力、粘着力大，由此产生的平衡弯矩对桩有利，但其计算复杂，一般未予考虑。基底应力:抗滑桩的基底应力，主要是由自重引起。桩侧摩阻力、粘着力又抵消了大部分自重。实测资料表明，桩底应力一般相当小。为简化计算，通常忽略不计，计算稍偏安全，对整个设计影响不大。岩土抗力:桩受到滑坡推力后发生变形，从而引起岩土的抗力作用，一般将桩周岩土视为弹性介质，以winkler弹性地基的假设作为计算理论基础。滑坡推力:采用不平衡推力传递系数法计算，作用在滑动面以上的桩背上，方向与滑动面平行。推力大小与滑坡的性质，滑体厚度以及桩的位置、间距等条件有关。PnP1P2T上述取值是考虑了桩前抗力的，但实际设计中有些情况下是不应考虑抗力的由于的对于桩间土拱对滑坡推力的影响没有完全弄清，通常假定每根桩所承受的滑坡推力等于桩间距范围之内的滑坡推力。阻滑工程设计荷载尚存争议：1）将剪出口的推力差值作为设计推力2）将设桩处的推力差值作为设计推力3）将设桩处的推力差值与剪出口的推力差值比较，取其大者作为设计推力关于滑坡推力的分布形式，国内与国外有区别，国外多将滑坡体视为散体，用三角形分布，合理作用点为滑面以上的下三分点。国内常采用的滑坡推力和土体抗力分布图式有三角形，矩形和梯形分布三种模式在铁道部《抗滑桩设计计与计算》中建议如果滑体的变形是均匀往下蠕动，当滑体是一种粘聚力较大的地层（如粘土、土夹石等），其推力分布图形可近似按矩形考虑。如果滑体是一种以内摩擦角为主要抗剪特性的堆积体，其推力分布图形可近似按三角形考虑，甚至按二次曲线考虑，介于以上两者间的情况，可假定为梯形。（二）滑坡推力的分布一些学者分别从滑坡体的岩土体物质（如粘土、砂土、岩石、土夹石等）、地基系数、液性指数等指标来定义推力的分布，采用的方法有滑坡现场试桩实测、抗滑桩室内模型试验、有限元应力法等。滑坡推力在桩背上的分布和作用点位置，与滑坡的类型、滑面倾角、地层性质、变形情况及地基反力系数等因素有关。所以精确的计算方法还须做进一步研究。戴自航分析试验和抗滑试桩实测资料，建立了相应的滑坡推力和土体抗力分布函数模型滑坡推力的分布:《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006）（三）桩侧岩土抗力弹性阶段：抗力=地层的抗力系数×变形量。塑性阶段：抗力=地层的抗力系数×弹性极限状态的变形量；或为该地层的侧向容许承载力破坏阶段：极限平衡法计算岩土抗力；或为该地层的侧向极限承载力抗滑桩受到滑坡推力后，通过抗滑桩将滑坡体推力传递到滑动面以下桩周岩土中，此时桩的下部的岩土受力后产生变形，当应力与变形成正比例增加时，属于弹性阶段；超过弹性极限状态后，应力增加不多而变形剧增时，属于塑性阶段；当应力不再增大而变形不止时，则达到破坏阶段容许承载力（三）桩侧岩土抗力由于滑动面的存在，滑动面处的抗剪强度比滑体和滑床小得多，滑体易沿改面滑动，而使桩前滑动面以上的滑体不能充分发挥其弹性抗力。因此桩前滑动面处的剩余抗滑力常是桩前滑体所能提供抗力的控制值。若桩前滑动面以上的滑体可能滑走（无剩余抗滑力），则桩上部受荷段假定无抗力作用。若桩前滑动面以上的滑体基本稳定（有剩余抗滑力），则桩上部受荷段有抗力作用，但假定此抗力不应大于桩前滑体的剩余抗滑力或被动土压力。（三）桩侧岩土抗力在弹性限度内，桩周岩土体抗力与变形成正比，属于弹性抗力。抗力计算方法一般是将岩土体视为弹性介质，应用弹性地基梁的计算原理，以捷克学者winkler提出的“弹性地基”的基本假说作为计算的理论基础。作用于桩侧的任一点y处的弹性抗力σy，用公式表示，即：--地基系数--桩的计算宽度，m--地层y处的水平位移值，m式中：（四）计算宽度抗滑桩受滑坡推力的作用产生位移，则桩侧岩土对桩产生抗力。当岩土变形处于弹性变形阶段时，桩受到岩土的弹性抗力作用。岩土对桩的弹性抗力，与岩土的变形大小有关，也与岩土变形的范围有关。试验研究表明，桩在水平荷载作用下发生产生位移，不仅桩身宽度内的桩侧岩土体受挤压，而且在桩身宽度以为的一定范围内的岩土体也受影响，受挤压土体的范围与桩身的截面形状有关。为了将空间的受力简化为平面受力，并考虑桩截面形状的影响，计算岩土反力时，将桩的设计宽度（或直径）换算成相当于实际工作条件下岩土的变形宽度，记为Bp，称为桩的计算宽度。试验表明，对不同尺寸的圆形桩和矩形桩施加水平荷载时，直径为d的圆形桩与正面边长为0.9d的矩形桩，在其两侧土体开始被挤出的极限状态下，其临界水平荷载值相等。所以圆形桩的形状换算系数为Kf=0.9。由于将空间受力状态简化成为平面受力状态，在决定桩的计算宽度时，应将实际宽度乘以受力换算系数KB。由试验资料可知，对于正面边长b≥1m的矩形桩受力换算系数为1+1/b，对于直径d≥1m的圆形桩受力换算系数为1+1/d。故桩的计算宽度应为：矩形桩：圆形桩：（四）计算宽度（五）地基系数目前常采用的有三种假设：①假设地基系数不随深度而变化，即地基系数为常数的K法；②假定地基系数随深度而呈直线变化的m法；③地基反力系数沿深度按凸抛物线增大的C法地基系数K，或称弹性抗力系数、地基反力系数；其物理意义是：使单位面积的地层，变形1单位值所需要的力，kN/m3。根据一些试验资料，目前多假设地基系数随深度x按幂函数规律变化，其表达式为当n=1时，K值与深度成正比例增加，若地基系数在地面处的

x0

=0时，则K=my，适用于一般硬塑~半坚硬的砂粘土、碎石土或风化破碎成土状的软质岩层，以及密实度随深度增加而增加的地层。当n

=0时，K值为常数，其图形为矩形，这种地基系数为常数的假定，适用于完整的硬质岩层、未扰动的硬粘土或性质相近的半岩质地层，如图(a)。当0＜m＜1时，K值随深度为外凸的抛物线变化，我国公路部门用试桩的实测资料，反算求得m值在0.5、0.6之间，建议采用0.5。通常按这种规律变化的计算方法，称为“C”法，如图(b)。（五）地基系数（五）地基系数地基系数与地层的物理力学性质有关，随深度变化的规律比较复杂，变化幅度大，如何确定地基系数有待进一步研究。《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2001）《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2001）（五）地基系数（六）刚性桩和弹性桩抗滑桩受到滑坡推力后，将产生一定的变形，根据桩和桩周岩、土的性质，其变形有两种情形：（1）桩的位置发生了偏离，但桩轴线仍保持原有线形（仍然是直线），抗滑桩犹如刚体一样，仅发生了转动，变形是由于桩周土的变形所致，故称其为刚性桩，如图（a）；（2）桩的位置和桩轴线同时发生改变，桩轴线由直线变成了曲线，桩和桩周土同时发生了变形，如图（b）。（六）刚性桩和弹性桩试验表明，当埋入滑动面以下的计算深度（桩的锚固深度h2与桩的变形系数α或β的乘积）小于某一临界值时，可视桩的刚度为无限大，其水平荷载作用下的极限承载能力，只取决于桩周岩土体弹性抗力的大小，而与桩的刚度无关，若对计算深度小于临界值的桩，分别按弹性桩和刚性桩计算，结果二者水平承载力及传递到地层的压力图形均比较接近。为此，通常将这个临界值作为判断刚性桩或弹性桩的标准。根据地基系数的不同形式，临界值规定如下：对于“K”法可视为刚性桩对于“m”法可视为刚性桩α、β称为桩的变形系数三抗滑桩设计（一）使用条件抗滑桩是一种特殊的侧向受荷桩，在滑坡推力作用下，桩依靠埋入滑动面以下部分的锚固作用和被动抗力，以及滑动面以上桩前滑体的被动抗力来维持稳定。因此使用抗滑桩最基本的条件应该是：滑坡具有明显的滑动面，滑动面以上为非塑流性地层，能被桩所稳定；滑动面以下为完整的基岩或密实的土层，能够提供足够的锚固力；在可能条件下，尽量充分利用桩前地层的被动抗力，以期效果最显著，工程最经济三抗滑桩设计（二）抗滑桩设计应满足以下要求1、整个滑坡体要具有足够的稳定性。保证滑体不越过桩顶，不从桩间挤出。2、桩身要有足够的稳定性。桩的截面、间距、埋深适当，锚固段的侧壁应力在容许值之内。3、桩身要有足够的强度。桩的断面和配筋合理，内力和变形满足要求。4、保证安全、施工方面，经济合理5、注意与环境的协调性。为此，抗滑桩设计内容就是根据以上要求，确定桩的平面布置，桩锚固深度、截面尺寸、配筋、材料和施工要求等。整个设计过程，涉及的问题复杂，必须做好各项调查，分析和研究工作，对重大滑坡更要多方比较，做出正确合理的设计方案。（三）抗滑桩设计步骤1、首先查明滑坡的成因机制、动力条件、诱发因素、岩土参数等基本条件，分析滑坡的稳定性状态、发展趋势。2、根据滑坡地质剖面及滑动面处岩土的抗剪强度指标，计算滑坡推力。3、根据地形地貌、滑坡体厚度、滑体形态、锚固段地质条件、施工条件、滑坡变形和稳定性情况、推力曲线形态等条件，确定设桩的位置及范围。4、根据滑坡推力大小、地形及地层性质，拟定桩长、锚固深度、截面尺寸及桩间距等桩参数。（三）抗滑桩设计步骤5、确定桩的计算宽度、地基系数、桩底支承条件、推力分布形式；计算桩的变形系数α或β、计算深度，判断是否可视为刚性桩。6、选取合适的计算方法和相应的公式，计算桩的变形、内力以及桩侧岩土应力。7、校核地基强度,若桩侧应力超过地层容许值，应调整桩的埋深或截面、桩间距，重新计算，直至符合要求。8、结构配筋设计。9、桩孔护壁设计，施工组织设计。（四）抗滑桩平面位置及其间距桩的平面位置和间距，一般应根据滑坡的地层性质，推力大小，滑动面坡度，滑坡厚度，施工条件、桩截面大小以及锚固深度等因素综合决定。1、设桩的位置：滑体的上部，滑动面陡，张拉裂缝多，不宜设桩；中部滑动面往往较深，且下滑力大，不宜设桩；下部滑动面较缓，下滑力较小，一般为抗滑地段，能提供一定的桩前抗力，一般是设桩的较好位置。2、桩间距：桩间距目前尚无成熟计算方法。合适的桩间距应该使桩间滑体具有足够的稳定性。一般情况，滑体完整、密实或下滑力较小，桩间距可取大一些；反之应取小一些。也可在滑坡主轴附近桩间距小，两侧桩间距大。一般桩间距取4~8m。（四）平面位置和间距桩一般应在同一轴线上，如地形转折限制，可以考虑分段设桩，但每段范围内桩轴心应在同一轴线上。对于较潮湿的滑体和较小截面的桩，也可布置成2~3排，按品字形或梅花形交错布置。一般上下排间距可以桩截面宽度的2~3倍。目前，我国抗滑桩施工多采用人工半机械化施工，一般不宜使用特别深的桩。对轴向很长的多级滑坡，或推力很多的滑坡，宜设二排、三排抗滑桩，分级设置。（五）锚固深度桩埋入滑面以下稳定地层内的适宜锚固深度，与该地层的强度、桩所承受的滑坡推力、桩的相对刚度、桩的截面大小、桩间距以及桩前滑面以上滑体对桩的反力等有关。锚固深度不足，易引起桩效用的失败；但锚固过深则将导致工程量的增加和施工的困难。有时可适当缩小桩的间距以减小每根桩所承受的滑坡推力，有时可调整桩的截面以增大桩的相对刚度，从而达到减小锚固深度的目的确定标准：原则上由桩的锚固深度传递到滑面以下地层的侧向压应力不得大于该地层的容许侧向抗压强度，桩基底的最大压应力不得大于地基的容许承载力来决定。常用的锚固深度，锚固段嵌入滑床约为1/3~2/5桩长。---《滑坡防治工程设计与施工技术规范》；从多年的工程实践看，常用锚固段对土层或软质岩层约为1/3~1/2，但对于完整、较坚硬的岩层可采用1/4桩长---《抗滑桩的设计与计算》三峡库区地质灾害防治实践中一般建议值为进入中风化基岩1/3桩长。（五）锚固深度《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006）（五）锚固深度《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006）（五）锚固深度计算结果若不满足要求，则调整桩的锚固深度或截面尺寸、间距，直至满足为止。（五）桩底支承条件桩顶：自由支承底端：由于锚固程度不同，可以分为自由支承、铰支承、固定支承通常采用前两种自由支承：当锚固段地层为土体、松软破碎岩时，现场试验表明，在滑坡推力作用下，桩底有明显的位移和转动。这种条件，桩底可按自由支承处理，即令QB=0、MB=0。铰支承：当桩底岩层完整，并较AB段地层坚硬，但桩嵌入此层不深时，桩底可按铰支承处理，即令xB=0，MB=0。固定支承：当桩底岩层完整、极坚硬，桩嵌入此层较深时，桩身B点处可按固定端处理，即令xB=0、φB=0。但抗滑桩出现此种支承情况是不经济的，故应少采用。支承条件边界条件适用条件自由支承（a）a、滑动面以下地层为土体，或松软破碎岩b、桩底有软弱层时c、地层岩性相同或虽然不同但岩土刚度相差不大铰支承（b）a、当桩底岩层完成，并较h段地层坚硬，但桩嵌入此层不深时b、桩底附近岩土体的水平地基系数远大于垂直方向的地基系数时固定支承（c）a、当桩底岩层完整、极坚硬、桩嵌入此层较深时b、滑动面以下地层岩性相同，但沿桩轴水平地基系数急剧增大c、滑动面以下地层岩性不同，岩土刚度比较大于10倍以上，桩底嵌入该层之内有一定深度万州二层岩滑坡3-3’剖面抗滑桩布置图设计参数：C1、C2、C3抗滑桩设计桩长h=15m，其中自由段桩长h1=10m，嵌岩段桩长h2=5m；桩间距6m；桩截面2×2.5m；桩体采用C30的混凝土浇筑E=3×104Mpa，抗滑桩上滑坡推力916kN/m，推力按梯形分布；嵌岩段内力按线弹性地基系数m法计算，m=150。《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006）（三）抗滑桩的计算方法抗滑桩的计算方法国内大体有两种：悬臂桩法、地基系数法；国外主要有弹性理论的Midlin方法和地基系数法。目前有限元等数值计算方法，为桩的设计与计算提供了新途径。由于滑坡体中桩、土间的相互作用非常复杂，目前各种方法均有其局限性。桩的破坏机理、设计参数的选取、桩间距及埋置深度等问题均在进行研究，尚不成熟。尽管如此，在滑坡治理工程中，抗滑桩仍是普遍公认的一种有效措施。悬臂桩法：即将滑动面以上的桩身所承受的滑坡推力和桩前滑体所产生的剩余抗滑力或被动土压力视为已知外力，并假定两力分布规律相同，将此两力作为作用在滑动面以上桩身的设计荷载。然后根据滑动面以下岩土的地基系数计算锚固段的桩侧压力及桩身各截面的位移、内力。桩的模型相当于锚固在滑动面以下的悬臂结构，股称为悬臂装法。该法计算简单实用，在实际中应用较为广泛。h1h2滑动面滑体滑床h2h1TRK地基系数法：即将滑动面以上桩身所承受的滑坡推力视为已知外力，然后根据滑动面上下岩土的地基系数，把整根桩当作弹性地基上的梁来计算，因而对滑动面的存在及影响没有考虑。这种算法，只有当求出的桩前土体弹性抗力小于等于桩前土体实际就有的剩余下滑力时才可以，否则极不合理。应改用换算地基系数重新计算，直至桩前土体弹性抗力等于或近似等于桩前土体实际剩余抗滑力为止。h1h2滑动面滑体滑床h2h1TK1K2四悬臂桩法内力计算（一）受荷段内力计算1、桩前岩土体可能滑走时（无剩余抗滑力，或桩前临空，无抗力作用）四悬臂桩法内力计算（一）受荷段内力计算2、桩前岩土体稳定时（有剩余抗滑力）四弹性桩内力计算由微元体的静力平衡条件得：略去二阶微量得：根据材料力学，竖向弹性桩各物理量有如下关系式：对于桩截面承受的地基反力有：对于桩截面承受的地基反力有：（二）锚固段内力计算弹性桩挠度微分方程（三）“m”法当n=1时，K值与深度成正比例增加，若地基系数在地面处的

y0

=0时，则K=my，适用于一般硬塑~半坚硬的砂粘土、碎石土或风化破碎成土状的软质岩层，以及密实度随深度增加而增加的地层。引入变形系数这是一个四阶线性齐次微分方程，用幂级数展开后进行近似求解设微分方程解为：展开为麦克-劳林级数由材料力学可知：①②③将式③代入式①，并进一步推导，可得其通解：（三）“m”法

桩身锚固段任一截面y处的水平位移x

、转角φ

、弯矩M

、剪力

Q及地基反力σ

按下式计算：（三）“m”法④式中

--m法影响函数值，按下式计算以上各式中，为运算符号（三）“m”法④④式中--为滑动面处的剪力及弯矩，按悬臂构件计算

--为滑动面处的水平位移及转角，根据桩底支承条件确定：（三）“m”法（1）当桩底为固定端时，（2）当桩底为铰支端时，（3）当桩底为自由端时，地质灾害防治行业标准（送审稿）（四）“k”法引入变形系数当n

=0时，K值为常数，其图形为矩形，这种地基系数为常数的假定，适用于完整的硬质岩层、未扰动的硬粘土或性质相近的半岩质地层。桩身锚固段任一截面y处的水平位移x

、转角φ

、弯矩M

、剪力

Q及地基反力σ

按下式计算：（四）“k”法⑤（四）“k”法式中

--K法影响函数值，按下式计算（1）当桩底为固定端时，（2）当桩底为铰支端时，（3）当桩底为自由端时，④式中--为滑动面处的剪力及弯矩，按悬臂构件计算

--为滑动面处的水平位移及转角，根据桩底支承条件确定：⑤（四）“k”法五刚性桩内力计算刚性桩的计算方法较多，目前常用的方法是：滑面以上抗滑桩受荷段所有的力均当做外荷载看待，折算成在滑面上作用的弯矩和剪力。而抗滑桩的锚固段，则把桩周岩土是为弹性体计算侧向应力和土的抗力，从而计算桩的内力。当桩埋入土层或软质岩层中时，将绕桩身某点转动；当桩埋入完整、坚硬岩层的表层时，将绕桩底转动。桩身内力的计算，根据滑动面以下地层情况不同而有区别。这里就桩身埋入一种地层，桩底为自由端条件的计算做介绍。桩锚固段为单一地层当

时位移：桩侧应力：剪力：弯矩：当

时位移：桩侧应力：剪力：弯矩：静力平衡由上两式联立可得：①②③当时，由式③采用试算法解得，代入式①解当时，、可按下式计算当且时，、可按下式计算K为常数六结构设计和构造要求《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006）三峡库区地质灾害防治工程设计技术要求滑坡防治工程设计与施工技术规范DZT0219-2006滑坡防治工程设计与施工技术规范DZT0219-2006（一）正截面抗弯纵筋计算≤C50C55C60C65C70C75C80a11.00.990.980.970.960.950.94b10.80.790.780.770.760.730.74等效矩形应力图混凝土受压区等效矩形应力图系数表防止超筋破坏的限制条件防止少筋破坏的限制条件种类≦C50C60C70C80钢筋强度等级300MPa0.5760.5560.5370.518335MPa0.5500.5310.5120.493400MPa0.5180.4990.4810.463500MPa0.4820.4640.4470.429相对界限受压区高度（二）斜截面抗剪箍筋计算(a)斜压破坏；(b)剪压破坏；(c)斜拉破坏斜截面破坏的F-f曲线对于斜压破坏，通常用控制截面的最小尺寸来防止；对于斜拉破坏，则用满足箍筋的最小配筋率条件及构造要求来防止；对于剪压破坏，因其承载力变化幅度较大，必须通过计算，使构件满足一定的斜截面受剪承载力，从而防止剪压破坏。对于剪压破坏对于斜压破坏当时当时当时按线性内插法确定对于斜拉破坏（三）构造要求三峡库区地质灾害防治工程设计技术要求三峡库区地质灾害防治工程设计技术要求《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006）《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006）滑坡防治工程设计与施工技术规范DZT0219-2006滑坡防治工程设计与施工技术规范DZT0219-2006七施工及检测抗滑桩施工多采用机械成孔或人工成孔，现场灌注混凝土施工。灌注桩是一项质量要求高，施工工序较多，并须在一个短时间内连续完成的地下隐蔽工程。因此，施工应按程序进行。备齐技术资料，编制施工组织设计，做好施工准备。应按设计要求、有关规范、规程及施工组织设计，建立各工序的施工管理制度。施工、监理、设计和业主各方管理到位、监控到位、技术服务和技术跟踪到位。保证施工有序、快速、高质地进行。灌注桩施工一般应先进行试成孔施工，试成孔的数量不少于两个，以便核对地质资料，检验所选的设备、施工工艺以及技术要求是否适宜，同时检验并修正施工技术参数。如出现缩颈、坍孔、回淤、吊脚或出现流沙、地下水量大等情况，不能满足设计要求，或增加了施工难度、达不到工期要求时，应重新制定施工方案，考虑新的施工工艺，甚至选择更适合的桩型。设桩工艺又称成孔方法或成孔工艺。灌注桩施工的类型较多，抗滑桩施工常用的主要为非挤土灌注桩类型。正确、恰当地选择设桩工艺，才能保证施工质量和施工工期。各种设桩工艺适用范围及特点见表5．14。设桩工艺选择时，应根据具体的地质情况、桩径和桩长、工期要求，并结合机具设备供应情况和各种设桩(成孔)工艺的适用范围和优缺点，灵活、正确地选用。测量放样平场地截排水清刷坡安装井架、卷扬机及通风设备施工准备桩身开挖出渣检查井壁地质编录护壁桩底到达钢筋制作安装混凝土浇筑养护检测井内通风照明井内排水拆模抗滑桩施工工艺流程图1场地平整：根据施工图设计，结合现有原地面标高，将场地开挖至最低桩板墙板底部位置，地面宽度以满足孔口作业需要为前提。场地平整后压实，砂浆抹面封层，保证孔口锁口质量，2测量放线:依据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。经复核无误后在场区内实地放出，桩位经监理工程师复核并签字同意后方可进行下步施工。3开挖第一节桩孔土方:

桩位测量放样后，全面开挖第一节，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，按设计桩直径及地质情况护壁厚度按20cm控制开挖桩孔的截面尺寸，允许尺寸误差±5mm。每节的高度要根据土质好坏、操作条件而定，一般0.9m～1.2m为宜。采用短把的镐、锹等简易工具进行人工挖土，遇到比较硬的岩层时，可用风镐或爆破施工。开挖以3人为一个小组配合，地面派专人修通排水沟，及时排掉桩孔内抽出的水，从桩孔内挖出的废土或石碴由专人负责及时运出场外。4支护壁模板和附加钢筋：护壁模板采用定型内模分节支设，度1.0m，每节有四块组成，上小下大，（下口直径大150mm）,模板之间用U形卡具、扣件连接固定，模板厚度不小于6mm的钢板加工制而成。每节模板的上下端用钢管或木块各设一道内侧支撑，防止内模因受涨力而变形。不设水平支撑，以方便操作。5、锁口施工：为了确保孔口的稳定，按照施工图设计先进行孔口锁口施工，做好井口的防护方能进行深孔开挖。先绑扎好锁口钢筋和第一模护壁混凝土护壁钢筋，并将锁口钢筋与护壁钢筋连接处焊牢，再浇筑锁口混凝土和第一模护壁混凝土6架设垂直运输架、安装电动葫芦（卷扬机）、吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等设施

6.1架设垂直运输架：第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输钢管吊架。吊架要搭设稳定、牢固。6.2安装电动葫芦或卷扬机：在垂直运输架上安装滑轮组和穿卷扬机的钢丝绳，选择适当位置安装卷扬机。安装吊桶、照明、活动盖板、水泵和通风机6.2.1在安装滑轮组及吊桶时，注意使吊桶与桩孔中心位置重合，作为挖土时直观上控制桩位中心和护壁支模的中心线6.2.2井底照明必须用低压电源、防水带罩的安全灯具。桩口上设围护栏。6.2.3当桩孔深大于10m时，应向井下通风，加强空气对流，通风采用1.5KW鼓风机，配有100mm塑料送风管。当检测出有毒气体时向井下输送氧气，必要时撤出人员，操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况，互相响应，切实预防安全事故的发生·6.2.4当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时，吊桶已满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，边降水边挖土，水泵的规格按抽水量确定。应日夜三班抽水，使水位保持稳定6.2.5桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，当桩孔内有人挖土时，应掩好安全盖板，防止杂物掉下砸人。无关人员不得靠近桩孔口边。吊运土时，再打开安全盖板。7开挖吊运第二节桩孔土方：从第二节开始，利用提升设备运土，桩孔内人员应戴好安全帽，地面人员应拴好安全带。吊桶离开孔口上方1.5m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。桩孔挖至规定的深度后，用直杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下应垂直平顺，修整孔壁。8先拆除第一节再支第二节护壁模板，放附加钢筋，护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用。模板上口留出高度为100mm的混凝土浇筑口，接口处应捣固密实。拆模后用混凝土或砌砖堵严，水泥砂浆抹平，拆模强度达到2.5MPa9浇筑第二节护壁混凝土：混凝土用串桶送来，人工浇筑，人工插捣密实。混凝土可由试验确定掺入早强剂，以加速混凝土的硬化。1、爆破方案选择

根据岩石力学性质、桩径尺寸、岩石开挖粒径大小、施工进度要求以及施工周边环境因素影响，人工挖孔桩采用周边眼光面控制爆破法施工开挖。采用严格控制周边界限光面爆破方法。使用毫秒电雷管，限制最大单响装药量，保证护壁、邻桩及附近建筑物的安全。开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖桩心中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸。对硬塑粘性土、强、中风化岩层，采用空气压缩机配合风镐作业掘进，如遇中、微风化的硬质岩石或孤石则考虑采用风钻成孔，必要时采用爆破作业掘进或水磨钻施工。2、爆破设计原则：

2.1、根据实际经验，炮孔深度L=0.9～1.0m之间为宜，炮孔直径为Ф42mm，药卷直径Ф32mm，选用乳化炸药。起爆顺序为先掏槽眼，后辅助眼，最后周边眼。

2.2、挖孔桩平均单位耗药量与爆破的孔桩直径、岩石的力学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性、特别是岩石的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定，施工时应通过现场试验选定。单孔装药设计：掏槽孔最多，辅助孔次之，周边孔最少，其比例一般取8：6：5。

2.3、钻孔分掏槽眼，辅助眼、周边眼。掏槽孔一般呈锥形布孔，孔深比周边孔深10～20cm；周边孔向外倾斜，其孔底一般到达开挖线（软岩）或超过开挖线10cm左右（硬岩）。

2.4、循环进尺一般控制在1m之内，炮孔利用率按75%～85%考虑。

2.5、炮孔间距布置要考虑周边孔内最小抵抗线不大于邻桩石壁厚度的

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2/3。

2.6、爆破岩石粒径符合开挖要求，最大粒径不大于20cm。微差减震，确保护壁、邻桩及附近建筑物的安全。3、爆破参数设计

3.1、炮孔直径：Ф42mm

3.2、炮眼间距：500-800mm。

3.3、炮眼深度与循环进尺

：炮孔深度周边眼和辅助眼为1.0m，掏槽眼为1.3m，每茬炮掘进进度大约在0.7m。

3.4、微差时间：为50ms。

4、炮眼布置

4.1、掏槽眼布置：掏槽眼采用圆锥形掏槽眼，圆锥形掏槽眼与工作面夹角70°～80°，掏槽眼布置在断面的中央位置，为了提高爆破效果，在掏槽孔中心布置1个不装药的空孔加以辅助，在孔内r=40cm的环向布置4个。4.2、周边孔布置：周边孔采用少装药、光面爆破技术，以减少对围岩的扰动。周边孔间距为47cm，与工作面垂直布置，各炮孔之间相互平行，孔底落在同一平面上，在孔内周边布置周边孔8个。周边孔钻孔时要安排熟练的司钻手操作，提高钻孔精度，以减少超欠挖。周边孔爆破时要电同时

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起爆，确保爆破质量。4.3、辅助孔布置：布置好周边孔和掏槽孔后再布置辅助孔，辅助孔以槽腔为自由面层垂直布置，均匀的分布在被爆岩体上，辅助孔间距按45cm控制，辅助孔布置6个。按此方案爆破后，如效果不理想，再做其调整。

5、装药结构与堵塞：掏槽眼、辅助眼、周边眼均采用连续反向装药结构。炮孔填塞是很重要的工序，填塞可以使炸药爆炸完全，改善爆破效果。填塞材料用砂、黏土或砂和黏土的混合物，其配比是砂：黏土：水=4：5：1；填塞材料事先拌好，做成泥条备用。

6、起爆网络

引爆方式和连线方式：运用电雷管微差起爆,采用孔内毫秒起爆网络。孔内采用不同段别毫秒雷管依序起爆。毫秒雷管用并联方式连接。

起爆顺序：起爆顺序按先掏槽眼后辅助眼，最后周边眼起爆，掏槽眼采用瞬爆电雷管，辅助眼采用3段毫秒电雷管，周边眼采用5段毫秒电雷管。7、爆破施工技术要点

7.1、布孔：在桩孔内用红油漆标出炮眼位置，记录并标明孔号、深度、装药量。布孔方式采用环向布置。

7.2、钻孔：采用手风钻钻孔。并按“