侧向约束桩施工工法

侧向约束桩施工工法前言在工程建设中，常会碰到因受岩性、地质构造、水文条件、人文活动和其它因素影响而引发的多个滑坡现象。整治中厚层滑坡普通都是采用各式挡土墙进行支挡。但对于大致积的深层滑坡体，用挡土墙显然不行，而采用大断面深层埋式钢筋混凝土约束桩，是一种有效的整治办法。钢筋混凝土侧向约束桩治理滑坡体，是根据弹性桩或刚性桩的原理，按悬臂梁的计算办法进行设计，依靠单桩与土体（岩体）的共同受力来抵制滑体的滑动，确保建筑物的安全。特别对于有软硬互层的成层基岩，它尚有串联固节的作用，增加整体抗滑力，整治效果更加明显。中铁XX局集团电务工程有限公司在遂渝铁路DK61+574~+616路基右侧6根约束桩工程施工中，通过工程实践不停提高，逐步形成本工法。工法特点桩的构造简朴（多为矩形断面），便于开挖，不需要特殊的机具设备。在桩身开挖过程中，能直接探测到地层的地质状况和滑动面的位置，进行便于验证、修改和完善设计。桩身开挖断面小。施工时扰动滑体少，且每根桩施工完后，都能立刻起到抗滑作用，并随着桩身竣工数量的增加，并使滑体日趋于稳定。桩的适应性强，抗滑效果好，桩群布置灵活，截面尺寸可依地质状况适宜调节，既可单独使用又可与其它支挡方法配合使用。施工安全可靠，不危及附近建筑物安全。施工占地和施工干扰少，且不受雨季影响，便于争取工期。合用范畴本工法合用于整治滑动面下列有稳定岩土地层的大致积深层滑坡体和复活的古滑坡体，也合用于整治处在滑动阶段的滑坡，特别整治有软硬互层的滑体，效果更佳。在新建工程中，对于影响或危及邻近建筑物安全的开挖工程，也可酌情采用。施工工艺基本原理约束桩桩身的变位和内力计算，滑动面以上根据滑体推力和桩前抗力计算，滑动面下列根据滑动面的弯矩和剪力，按地基的弹性抗力进行计算。构造的设计按极限状态法计算。桩的基本构造见图1(见CAD图)（二）工艺流程（见图2）（三）施工要点施工准备测定桩位，平整场地。单桩根据设计断面，平整出不不大于此断面的场地；群桩或排桩根据地形地貌整顿出成片场地，方便于安装井架及出碴便道，桩区地表要建截排水及防护设施；雨季施工，孔口搭设雨棚。安装井架。为便于出碴，井架可视状况采用扒杆或用钢筋制成的辘轳或用万能杆拼制龙门架，普通每个井口安设2台2吨卷扬机或人力作为提高牵引力。铺设出碴便道。准备好各工序所需的机具器材和井下排水、通风、照明设施，并设立观察滑坡变形、位移的标志。2、桩身开挖1）井口部分。根据桩身井口段的土质状况将井口挖至1~2m深时，即可立模灌注壁厚20~30cm厚的第一节钢筋（素）混凝土护壁。此节护壁在井口0.5~1.0m高度范畴内加厚至50cm,这部分称之为锁口，用来避免下节井壁开挖时井口下沉。锁口顶面平整，并高于原地面。2）桩井掘进，采用边挖边护的办法。具体开挖深度视地质状况拟定，如有地下水出露或石质风化破碎地段，井壁容易发生塌方，每节深度可适宜减小至1m左右。为减少开挖时对井壁的震动，应以风镐开挖为主，石质较坚硬地段，多数使用风枪浅眼爆破。开挖时先中间后井壁。3）出碴。井内采用人工装碴，使用井架做提高设备，将篓筐放入井内装碴，用卷扬机或人工将碴提出并运走。采用龙门井架施工的，先将斗车吊至井口后再用在用平板车，将土斗车移至出碴便道推出卸碴，同时将空车移至井口吊入井内，以避免在井口内倒装。4)护壁支撑。为保护桩井开挖的施工安全和护壁质量，桩井采用边挖边护的办法施工。注意避免在土石层变化处和滑动面处分节。在立模灌注每节钢筋（素）混凝土前，注意去除岩壁上的浮土和松动石块，使护壁混凝土紧贴围岩。每节开挖应在上节护壁混凝土终凝后进行，并且开挖不适宜过深，以免上节护壁悬空过高。护壁的混凝土用C20~C30级，钢筋普通用A3圆钢。为便于施工，竖向钢筋顶部弯成测量放样测量放样施工准备桩身开挖出碴检查井壁、绘制地质展开图绑扎护壁钢筋护壁立模灌注护壁混凝土拆模开挖桩底设计标高下放钢筋主筋下放及固定焊接井下钢筋灌注桩身混凝土成桩平场地、截排水安井架及卷扬、通风机井内排水井内通风井口焊接配筋配料拌和制取试件 图2工艺流程圆弧钩，下部弯成900直钩。在灌注下一节护壁时将900扳直，并与下一节钢筋相连，以加强护壁的纵向连接性及整体性。灌注护壁混凝土可运用溜槽、串筒，也可运用料斗通过提高设备输送混凝土。灌注混凝土时，每两节护壁之间留出缺口，待拆模后用于干硬性混凝土填塞抹平。5）井内通风。桩井挖至一定深度后，为确保井下有新鲜空气，普通采用通风机通风。6）井内排水。当桩井挖至有水时，采用离心泵抽水。7）上下井设施。为解决施工人员上下井，可视井下状况设扶梯或设带安全卡的吊笼。3、灌注桩身混凝土1）桩身材料。混凝土等级为C20~C30，水泥多为p.o.32.5。遇有侵蚀性地下水时，按有关规定另行选用，主筋骨架依桩承受的推力设计而定。2）灌注前准备工作铺底：为减少井内渗水，保持清洁，井底用同级混凝土10~20cm铺设。压浆：护壁有裂纹时，用风枪布眼压浆，以加强桩的抗滑力。清孔：一是凿除护壁突出部位，避免下放钢筋笼碰到困难。二是用高压水冲洗护壁和去除护壁上的杂物。配筋：根据设计长度按照钢筋接头数量在同一截面上不超出1/2的规定进行配备。设井内简易平台：为方便施工人员下放主筋和绑扎焊接钢筋，在井内每3~5m设一种40~50cm宽（能站2~3人）的工作平台。3）主筋下放及固定钢筋下放绑焊。由于约束桩普通较深，采用先绑焊后下放，技术难度大。普通采用先下放后绑焊。先下放四角主筋，再下放箍筋，逐次下配筋，在井下绑扎成钢筋笼。钢筋笼固定。由于钢筋笼又长又重，定位及固定其间距较困难。操作时可边绑扎边固定，每5~8m在四周上用钢筋打入护壁，钢筋与钢筋笼焊接。4）灌注混凝土拌合站设在井口附近，使用溜槽和串筒，输送混凝土到井下。灌注桩身混凝土必须持续进行，每一捣固层以不超出30cm为宜。当滑体有滑动迹象或需加紧施工进度时，可采用速凝早强混凝土。机具设备本工法施工一根桩所需机具设备见表1序号名称规格型号单位数量1搅拌机CZQ50台12井架杆件自制套13电焊机75kVA台14水泵1级台15土斗车自制个26钢模扳组合式吨27风枪风动台28镐自制个19通风机5.5~11kW台110卷扬机3t台211土斗自制个2表11根桩施工需用机具设备劳力组织1、桩身开挖工班劳力组织见表2序号工作内容断面尺寸（1.5m×2m）1井上指挥（安全）12井内开挖装碴3─43井外推车出碴34爆破工15电工16卷扬、抽水、通风1表2桩身开挖工班劳力组织2、混凝土灌注劳力组织见表3质量控制1、每根桩采用经纬仪放样桩身断面尺寸、中心位置、孔底高程，护壁厚度必须符合工程质量评定验收原则。井下爆破、主筋焊接和混凝土灌注必须严格执行有关设计规范。2、每次井壁开挖及衬砌立模，均应从井口吊线，以避免超欠挖及偏斜。竖向主筋或其它钢筋搭接应避免设在土石分界处和滑动面处。3、灌注桩身混凝土前年应冲洗护壁，去除杂物，并按规定做好铺底。4、桩身混凝土灌注量大，故灌注前充足做好准备工作，以确保工程质量。序号工作内容护壁断面（1.5×2）桩身断面（1.5×2）1井上指挥（安全）112井内捣固113扒送合234倒水泥115过磅116运（装）砂22—37运（装）碎石2—44—68电工119搅拌、通风司机1110值班木工11表3混凝土灌注劳力组织八、安全方法1、约束桩施工类似深井作业，桩身开挖及井下爆破必须严格恪守«建筑安装工人安全技术操作规范»和«安全爆破规程»，选择最安全的起爆办法。施工时四周必须设栅栏，多个材料及施工器材距井口应有一定的距离，以防落入井内伤人。2、井上设专人指挥，各工序有安全员，井下作业作业人员佩带安全帽。钢筋下落及焊接采用悬吊牵引，井下不得站人。井内工作平台必须牢固，平台上作业人员必须拴安全带，作业人员上下井升降吊笼必须安全卡，并经常检查钢丝绳及连接部位。3、作业时电器一定要有接地装置，避免漏电，井下采用安全电压。4、锁口必须浇筑平整，其顶面不得低于原地面，护壁衬砌必须及时浇筑。5、桩身施工时必须设立观察设施，有专人负责观察，发现有不利于安全的滑动状况及时告知作业人员撤离现场。九、效益分析挖孔侧向约束桩是根治深层滑坡行之有效的办法之一，它的抗滑能力大，圬工少；设桩的位置比较灵活，既可集中设立，也可单独使用，或与其它支挡构造工程配合使用；施工简便，可分点同时施工，易于进行劳力安排，工期较短，施工不受季节影响；成桩后立刻发挥作用，有助于滑坡的稳定；含有适应性强，施工干扰少，不危及临近建筑物安全使用的特点，有不可预计的潜在效益。十、工程实例软土高填方路基位于遂渝铁路DK61+535～+605,路基基底为丘间洼地，软土层，局部夹有细砂，地势平缓，表层及透镜状分布1~2层软土，为淤泥质粘土，最大埋深15m，下伏基岩为泥岩夹砂岩，地下水埋深为1~8m，无冻结深度。为确保铁路行车安全,避免路基滑移,本