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摘要:本文结合工程实际,对抗滑桩在堤坝加固工程的应用谈一些看法。
关键词:抗滑桩,堤坝,加固工程,应用
Abstract: combined with the engineering practice, the anti-slide pile in the dam reinforcement engineering some views on the application.
Keywords: anti-slide pile, dam, the reinforcement engineering, application
中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
一、工程概况
广西某堤坝始建于1975年,由于堤坝修建时间久远,运行时间长,坝体存在严重滑坡,加固采用抗滑桩结构,按设计要求,整个工程共打抗滑桩50根。桩长15m、截面尺寸分别是1m×1.5m。
二、抗滑桩作用原理及设计要求
1、抗滑桩的作用原理
抗滑桩并不直接承受外荷,而是由于桩周土体在自重或外荷发生变形或运动而受到影响,因而属于被动桩一类。桩的抗滑稳定作用来自两个方面:一是桩的表面摩阻力,它将土体滑动面以上的部分土重传至滑动面以下,从而减少了滑动力。二是桩本身刚度提供的抗滑力,它直接阻止土体的滑动
抗滑桩一般属于挖孔(钻孔)就地灌注桩,水泥砂浆的渗透无疑提高桩周一定厚度地层的强度,加上孔壁粗糙,桩与地层的粘结咬合十分紧密,在滑动面以上推力作用下,桩可以把超过桩宽范围相当大的一部分土层抗力调动起来,同桩一起抗滑。这种桩-土共同作用的效能是其他许多被动承受荷载的支挡建筑物难以媲美的。
2、抗滑桩设计桩功能要求
抗滑桩设计应满足以下原则:
(1)整个滑坡体具有足够的稳定性。即抗滑稳定安全系数满足设计要求,保证滑体不越过桩顶,不从桩间挤出。
(2)桩身要有足够的强度和稳定性。桩的断面和配筋合理,能满足桩内应力和桩身变形的要求。
(3)桩周的地基抗力和滑体的变形都在容许范围内。
(4)抗滑桩的间距、尺寸、埋深等都比较适当,保证安全,方便施工,并使工程量最省。
另外,抗滑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考虑。滑体下部滑动面较缓。下滑力较小或系抗滑地段,经常是设桩的好位置。实践表明,对地质条件简单的中小型滑坡,宜在滑体前缘设1排抗滑桩,布置方向与滑体滑动方向垂直或接近垂直。对于轴向很长的多级滑动或推力很大的滑坡,宜设2排或3排抗滑桩分级处治,或下设挡土墙联合防治。抗滑桩的间距受许多因素的影响,它的合理与否直接关系到抗滑桩的成败。桩距过大,土体可能从桩间挤出,桩距过小则增加投资并影响工期。桩的合理间距应使桩间土体刚刚形成土拱的状态,保证滑坡土体的稳定,抗滑桩的间距一般为桩径的2~4倍。
三、施工技术要点
本工程抗滑桩施工采用人工挖孔方案,其施工流程:放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板放附加钢筋→浇筑第一节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦(卷扬机或木辘轳)→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方(修边)→先拆第一节模板、支第二节护壁模板(放附加钢筋)→浇筑第二节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→逐层往下循环作业→开挖扩底部分→检查验收→吊放钢筋笼→放混凝土溜筒(导管)→浇筑桩身混凝土(随浇随振)→桩顶位置。
1、施工準备
(1)技术准备。调查现场及周边地区,对设计提供的地质、水文、气象资料进行复核,复核施工图纸的桩位及高程是否一致。选择合理的孔壁支护类型、灌注方法,向施工技术人员进行一级技术交底及安全交底,向班组进行详细的二级技术、安全、操作交底。
(2)混凝土配合比设计及试验,按照混凝土设计强度要求,分别做水下混凝土及普通混凝土配合比的试验室配合比、施工配合比,以满足抗滑桩不同灌注施工工艺的要求。
(3)测量放样:测定桩位中心点位、高程水准点后,设置桩位中心护桩,在桩基周围撒出灰线。
(4)全面开挖之前,有选择地先挖两个试验桩孔,分析土质、水文等有关情况,以此修改原编施工方案。
2、成孔施工
(1)施工流程:土石方开挖(或抽水)→清孔壁、校核垂直度和桩径→混凝土护壁施工→下挖。
(2)成孔施工方法:
①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,可用风镐或人工凿除施工。垂直运土,用卷扬机进行垂直运
土。轴线经复核无误后开始第一节开挖,每进尺1米做混凝土护壁一次,即以1米为一个施工段。
②成孔开挖以3-4人为一个小组,每小组一天安排2根桩进行流水作业,施工时共成立2个小组交叉施工。
③开挖过程中遇到孤石或其它障碍物时,采用人工及空压机和风镐配合施工。
④成孔过程中,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。
⑤桩位、垂直度、直径校核:基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。第一节护壁成孔后,由现场技术人员在护壁周围用竹片或木桩定出桩位中心线,桩位轴线用正交的十字线控制,作为往下施工模板对中和桩位垂直度偏差控制的依据,直径检查用尺杆找圆周的办法进行。
(3)质量检查。检查分土石方开挖、混凝土护壁二次进行,必须每段检查,发现偏差,随时纠正,保证位置准确。
3、护壁施工
(1)护壁施工时每根桩采用一套组合式模板,分块拼装而成,拼装后模板尺寸为1000mm*1500mm,高度1100mm。第一节护壁应高出地面15-20cm以上,以便于挡土或定点等。
(2)护壁混凝土为C20,在孔外用搅拌机进行搅拌,用手推车运到孔边,再用吊桶送入孔内进行浇灌,浇筑时,先用钢钎插捣后,再用锤敲打护壁模板,以保证混凝土密实。
4、终孔检查
挖孔至设计持力层后,工区应进行自检评定,挖孔桩终孔检查内容包括桩孔中心线位移偏差、桩径偏差、终孔深度、孔底沉渣以及桩底持力层等情况,各项偏差应在设计及规范允许范围内。报项目部后经项目部质监部检查合格后,报监理、勘察、设计及业主等有关部门核验并办理隐蔽验收签证手续。
5、钢筋制作安装
(1)材料要求:钢筋进场必须有出厂合格证书和质量保证书,进场钢筋应分别按规格、型号、批量堆放,并按规定进行见证取样检验,请监理单位共同现场见证取样,检验结果书面通知工区技术负责人,报送监理单位审批认可合格后方可加工制作,钢筋现场堆放地点要求挂牌以备检查,明确标示已检查、合格、不合格字样。
(2)钢筋笼制作前,应按不同的桩逐根翻出实样,先按实样制作加劲箍、螺旋箍筋,主筋采用闪光对焊或电弧焊,该工艺在地面操作,并按每300个接头为一个验收批抽样送检合格后方可使用。制作时按编号、挂牌逐根堆放在孔口。
(3)钢筋笼制作。按设计要求及实际桩长,孔上进行钢筋的配料,主筋搭接下料时,保证在35d或500mm范围内搭接头的数量不超过主筋的50%,制作时应确保桩主筋的保护层不得小于70mm。
6、钢筋笼吊装
施工方法钢筋笼在孔上制作成型后,为确保钢筋笼吊装安全,决定采用整体吊装或者采用扒杆吊装的方法进行桩身钢筋笼的安装。
(1)在钢筋笼上部设加劲箍一道与主筋焊牢,作为吊桩的吊点,采用一次性整体吊装的方法进行桩身钢筋笼的安装。
(2)钢筋笼隐蔽检查钢筋笼安装好后,应对其标高、主筋直径、间距、箍筋间距、焊接质量、绑扎质量、保护层等进行自检,自检合格后书面报请监理工
程师检查,检查合格及时办理好隐蔽工程签字手续。
7、桩身混凝土施工
(1)桩基混凝土的运输及浇筑必须严格按具体规定执行。原材料要求:①水泥:宜用425#普通硅酸盐水泥,并有出厂合格证及试验报告。②砂:中砂,含泥量不大于3%。③石子:碎石,粒径10-15mm,含泥量不大于2%。
(2)桩身混凝土浇筑:
①桩体混凝土要从桩底到桩顶标高一次完成。如遇停电等特殊原因,必须留施工缝时,可在混凝土面周围加插适量的短钢筋。在灌注新的混凝土前,缝面必须清理干净,不得有积水和隔离物质。
②灌注桩身混凝土,必须用溜槽及串筒离混凝土面2m以内,不准在井口抛铲或倒车斜料,以免混凝土离析,影响混凝土整体强度。
③在灌注混凝土过程中,注意防止地下水进入,不得有超过50mm厚的积水层,否则,应设法把混凝土表面积水层用导管吸干,才能灌注混凝土。如渗水量过大(>1m3/h)时,应按水下混凝土规程施工。
④混凝土边浇边插实,采用插入式振动器,严格按相关技术要求进行振捣,以保证混凝土的密实度。
⑤在灌注桩身混凝土时,相邻10m范围内的挖孔作业应停止,并不得在孔底留人。
⑥灌注桩身混凝土时,应留置试块,每根桩不得少于2组(6件),及时提出试验报告。
8、基桩检测
按图纸设计要求,桩身质量检测采用动测法,每根桩均须检测,检测报告须提交设计单位复检。
四、结束语
总之,本工程由于抗滑桩具有适应性强、质量要求高、技术难度大等特点,在堤坝加固工程中得到应用,解决了堤坝边坡稳定问题,为堤坝安全提供了保证。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:抗滑桩,堤坝,加固工程,应用
Abstract: combined with the engineering practice, the anti-slide pile in the dam reinforcement engineering some views on the application.
Keywords: anti-slide pile, dam, the reinforcement engineering, application
中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
一、工程概况
广西某堤坝始建于1975年,由于堤坝修建时间久远,运行时间长,坝体存在严重滑坡,加固采用抗滑桩结构,按设计要求,整个工程共打抗滑桩50根。桩长15m、截面尺寸分别是1m×1.5m。
二、抗滑桩作用原理及设计要求
1、抗滑桩的作用原理
抗滑桩并不直接承受外荷,而是由于桩周土体在自重或外荷发生变形或运动而受到影响,因而属于被动桩一类。桩的抗滑稳定作用来自两个方面:一是桩的表面摩阻力,它将土体滑动面以上的部分土重传至滑动面以下,从而减少了滑动力。二是桩本身刚度提供的抗滑力,它直接阻止土体的滑动
抗滑桩一般属于挖孔(钻孔)就地灌注桩,水泥砂浆的渗透无疑提高桩周一定厚度地层的强度,加上孔壁粗糙,桩与地层的粘结咬合十分紧密,在滑动面以上推力作用下,桩可以把超过桩宽范围相当大的一部分土层抗力调动起来,同桩一起抗滑。这种桩-土共同作用的效能是其他许多被动承受荷载的支挡建筑物难以媲美的。
2、抗滑桩设计桩功能要求
抗滑桩设计应满足以下原则:
(1)整个滑坡体具有足够的稳定性。即抗滑稳定安全系数满足设计要求,保证滑体不越过桩顶,不从桩间挤出。
(2)桩身要有足够的强度和稳定性。桩的断面和配筋合理,能满足桩内应力和桩身变形的要求。
(3)桩周的地基抗力和滑体的变形都在容许范围内。
(4)抗滑桩的间距、尺寸、埋深等都比较适当,保证安全,方便施工,并使工程量最省。
另外,抗滑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考虑。滑体下部滑动面较缓。下滑力较小或系抗滑地段,经常是设桩的好位置。实践表明,对地质条件简单的中小型滑坡,宜在滑体前缘设1排抗滑桩,布置方向与滑体滑动方向垂直或接近垂直。对于轴向很长的多级滑动或推力很大的滑坡,宜设2排或3排抗滑桩分级处治,或下设挡土墙联合防治。抗滑桩的间距受许多因素的影响,它的合理与否直接关系到抗滑桩的成败。桩距过大,土体可能从桩间挤出,桩距过小则增加投资并影响工期。桩的合理间距应使桩间土体刚刚形成土拱的状态,保证滑坡土体的稳定,抗滑桩的间距一般为桩径的2~4倍。
三、施工技术要点
本工程抗滑桩施工采用人工挖孔方案,其施工流程:放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板放附加钢筋→浇筑第一节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦(卷扬机或木辘轳)→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方(修边)→先拆第一节模板、支第二节护壁模板(放附加钢筋)→浇筑第二节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→逐层往下循环作业→开挖扩底部分→检查验收→吊放钢筋笼→放混凝土溜筒(导管)→浇筑桩身混凝土(随浇随振)→桩顶位置。
1、施工準备
(1)技术准备。调查现场及周边地区,对设计提供的地质、水文、气象资料进行复核,复核施工图纸的桩位及高程是否一致。选择合理的孔壁支护类型、灌注方法,向施工技术人员进行一级技术交底及安全交底,向班组进行详细的二级技术、安全、操作交底。
(2)混凝土配合比设计及试验,按照混凝土设计强度要求,分别做水下混凝土及普通混凝土配合比的试验室配合比、施工配合比,以满足抗滑桩不同灌注施工工艺的要求。
(3)测量放样:测定桩位中心点位、高程水准点后,设置桩位中心护桩,在桩基周围撒出灰线。
(4)全面开挖之前,有选择地先挖两个试验桩孔,分析土质、水文等有关情况,以此修改原编施工方案。
2、成孔施工
(1)施工流程:土石方开挖(或抽水)→清孔壁、校核垂直度和桩径→混凝土护壁施工→下挖。
(2)成孔施工方法:
①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,可用风镐或人工凿除施工。垂直运土,用卷扬机进行垂直运
土。轴线经复核无误后开始第一节开挖,每进尺1米做混凝土护壁一次,即以1米为一个施工段。
②成孔开挖以3-4人为一个小组,每小组一天安排2根桩进行流水作业,施工时共成立2个小组交叉施工。
③开挖过程中遇到孤石或其它障碍物时,采用人工及空压机和风镐配合施工。
④成孔过程中,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。
⑤桩位、垂直度、直径校核:基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。第一节护壁成孔后,由现场技术人员在护壁周围用竹片或木桩定出桩位中心线,桩位轴线用正交的十字线控制,作为往下施工模板对中和桩位垂直度偏差控制的依据,直径检查用尺杆找圆周的办法进行。
(3)质量检查。检查分土石方开挖、混凝土护壁二次进行,必须每段检查,发现偏差,随时纠正,保证位置准确。
3、护壁施工
(1)护壁施工时每根桩采用一套组合式模板,分块拼装而成,拼装后模板尺寸为1000mm*1500mm,高度1100mm。第一节护壁应高出地面15-20cm以上,以便于挡土或定点等。
(2)护壁混凝土为C20,在孔外用搅拌机进行搅拌,用手推车运到孔边,再用吊桶送入孔内进行浇灌,浇筑时,先用钢钎插捣后,再用锤敲打护壁模板,以保证混凝土密实。
4、终孔检查
挖孔至设计持力层后,工区应进行自检评定,挖孔桩终孔检查内容包括桩孔中心线位移偏差、桩径偏差、终孔深度、孔底沉渣以及桩底持力层等情况,各项偏差应在设计及规范允许范围内。报项目部后经项目部质监部检查合格后,报监理、勘察、设计及业主等有关部门核验并办理隐蔽验收签证手续。
5、钢筋制作安装
(1)材料要求:钢筋进场必须有出厂合格证书和质量保证书,进场钢筋应分别按规格、型号、批量堆放,并按规定进行见证取样检验,请监理单位共同现场见证取样,检验结果书面通知工区技术负责人,报送监理单位审批认可合格后方可加工制作,钢筋现场堆放地点要求挂牌以备检查,明确标示已检查、合格、不合格字样。
(2)钢筋笼制作前,应按不同的桩逐根翻出实样,先按实样制作加劲箍、螺旋箍筋,主筋采用闪光对焊或电弧焊,该工艺在地面操作,并按每300个接头为一个验收批抽样送检合格后方可使用。制作时按编号、挂牌逐根堆放在孔口。
(3)钢筋笼制作。按设计要求及实际桩长,孔上进行钢筋的配料,主筋搭接下料时,保证在35d或500mm范围内搭接头的数量不超过主筋的50%,制作时应确保桩主筋的保护层不得小于70mm。
6、钢筋笼吊装
施工方法钢筋笼在孔上制作成型后,为确保钢筋笼吊装安全,决定采用整体吊装或者采用扒杆吊装的方法进行桩身钢筋笼的安装。
(1)在钢筋笼上部设加劲箍一道与主筋焊牢,作为吊桩的吊点,采用一次性整体吊装的方法进行桩身钢筋笼的安装。
(2)钢筋笼隐蔽检查钢筋笼安装好后,应对其标高、主筋直径、间距、箍筋间距、焊接质量、绑扎质量、保护层等进行自检,自检合格后书面报请监理工
程师检查,检查合格及时办理好隐蔽工程签字手续。
7、桩身混凝土施工
(1)桩基混凝土的运输及浇筑必须严格按具体规定执行。原材料要求:①水泥:宜用425#普通硅酸盐水泥,并有出厂合格证及试验报告。②砂:中砂,含泥量不大于3%。③石子:碎石,粒径10-15mm,含泥量不大于2%。
(2)桩身混凝土浇筑:
①桩体混凝土要从桩底到桩顶标高一次完成。如遇停电等特殊原因,必须留施工缝时,可在混凝土面周围加插适量的短钢筋。在灌注新的混凝土前,缝面必须清理干净,不得有积水和隔离物质。
②灌注桩身混凝土,必须用溜槽及串筒离混凝土面2m以内,不准在井口抛铲或倒车斜料,以免混凝土离析,影响混凝土整体强度。
③在灌注混凝土过程中,注意防止地下水进入,不得有超过50mm厚的积水层,否则,应设法把混凝土表面积水层用导管吸干,才能灌注混凝土。如渗水量过大(>1m3/h)时,应按水下混凝土规程施工。
④混凝土边浇边插实,采用插入式振动器,严格按相关技术要求进行振捣,以保证混凝土的密实度。
⑤在灌注桩身混凝土时,相邻10m范围内的挖孔作业应停止,并不得在孔底留人。
⑥灌注桩身混凝土时,应留置试块,每根桩不得少于2组(6件),及时提出试验报告。
8、基桩检测
按图纸设计要求,桩身质量检测采用动测法,每根桩均须检测,检测报告须提交设计单位复检。
四、结束语
总之,本工程由于抗滑桩具有适应性强、质量要求高、技术难度大等特点,在堤坝加固工程中得到应用,解决了堤坝边坡稳定问题,为堤坝安全提供了保证。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。