矩形抗滑桩机械成孔及清水模板应用技术

矩形抗滑桩机械成孔及清水模板应用技术

孔红平

十四冶建设集团云南安装工程有限公司，云南昆明650032

摘要：为提高矩形抗滑桩施工效率及施工质量，在抗滑桩施工过程中，采用机械成孔方式，达到确保成孔精度、降本增效的目的。同时，为保证悬臂段外观质量，可采用清水模板技术，有效隔离孔壁与钢筋笼，使悬臂段混凝土外观质量得以保证。本文首先分析了抗滑桩机械成孔的施工要点，然后对抗滑桩机械成孔及清水模板技术应用的优势进行细致论述，最后围绕实际案例，从场地平整、锁口施工、机械成孔、钢筋笼安装、混凝土浇筑等方面入手，详细探讨抗滑桩机械成孔及清水模板技术在实践中的应用及取得的施工效果，以供参考。

关键词：抗滑桩；机械成孔；清水模板；应用

    随着工程建设不断发展，矩形抗滑桩被广泛应用于高边坡工程中。由于成孔质量会直接影响着整个高边坡工程的稳定性和耐久性，因此，研究矩形抗滑桩机械成孔及清水模板技术，对于提升整体施工效率与质量具有重要意义。通过采用机械作业，精确、高效成孔，确保抗滑桩的稳定性和承载能力；有了清水模板技术的加入，还能从根源上解决抗滑桩悬臂段的质量问题，为我国建筑和土木工程的发展提供更加可靠和高效的支撑[1]。

1、矩形抗滑桩机械成孔的施工要点

    矩形抗滑桩机械成孔施工要点包括：①引孔施工。在掌握抗滑桩地质勘察资料后，选择适合机械设备进行作业。先施作抗滑桩四个角引孔，再根据现场基岩的特性，对引孔进行加密处理，如遭遇基岩较硬的情况，就可采取在两两引孔中间加钻一个引孔的措施，引孔完成后采用特制矩形钻头进行铣孔，保证抗滑桩桩身尺寸。整个过程要注意对钻机钻杆垂直度进行调整控制，以保证作业精度与质量。②桩深测量与控制。在对桩深进行测量时，可采用标定好的测绳进行操作。作业时，可根据桩的设计尺寸，选择2个及以上测量点，通过锁口标高实现对桩基成孔深度的有效控制。③抗滑桩桩型检验。在开展桩型整体状态是否满足设计要求检验工作时，可焊接一个方型钢筋笼，通过履带式起重机垂直顺桩孔下放作业。甚至还可在机械成孔后，使用检孔器检测垂直度，确保偏差控制在1%范围内[2]。④钢筋笼制作安装。在根据设计要求完成钢筋笼制作工作后，就可组织开展吊装作业。要确保作业过程安全顺利，就要注意对桩长超过12m的钢筋笼采用套筒连接、履带式起重机吊装的方式进行作业，并加强吊装过程监督控制，防止晃动、碰撞等情况发生。⑤浇筑混凝土。完成钢筋笼吊装作业后，对实际施工质量进行检查，待通过检验立即开展混凝土浇筑作业，取得较好的施工强度效果。

2、矩形抗滑桩机械成孔及清水模板技术应用的优势

    矩形抗滑桩机械成孔及清水模板技术应用的优势主要体现在提高施工效率、保证抗滑桩悬臂段外观质量等方面。由于矩形抗滑桩机械成孔技术的应用主要是通过使用机械设备进行成孔施工，因此相较于传统人工挖孔施工，可以提高整体施工效率，为后续高效施工展开奠定良好的基础。同时，清水模板作为一种新型模板技术，配合矩形抗滑桩机械成孔，可减少施工过程中的材料损耗和环境污染，并切实保证悬臂段混凝土浇筑后表面光滑、美观。总体来说，矩形抗滑桩机械成孔及清水模板技术的应用，不仅提高了施工效率，还通过提高抗滑桩悬臂段的外观质量及混凝土浇筑质量，增强了边坡的整体稳定性，从而保障工程的安全性和耐久性。

3、实际案例分析

3.1工程概况

    某绕城高速公路ZK7+318.97～ZK7+510.23段路基为深挖路堑，总长191.26m，路堑边坡为顺层岩质边坡，最大挖方深度为70.8m。由于边坡开挖形成一临空面，破坏了坡体原有的应力平衡，设计采用桩板墙加固以保障维护边坡整体稳定。

3.2桩板墙桩设计

表1  桩板墙技术参数设计

ZK7+318.971～ZK7+510.23段路堑高边坡桩间距为6m，并使用C3O混凝土浇筑。其中，桩身悬臂段长度为8m，截面尺寸确定为2.0×2.5m，嵌固段长度为10m。每颗桩在桩身设置2道锚索，第一道和第二道锚索长度分别为28m、24m。相关设计参数见上表1所示。

3.3抗滑桩机械成孔及清水模板技术

3.3.1施工准备工作

在正式开展作业之前，应做好以下准备工作：①熟悉施工图纸。施工前组织技术施工人员，对施工图纸、相关文件、资料等进行熟悉和了解，并在深刻领会设计意图后，对有疑问或差错的地方及时指出来，与设计、监理单位进行沟通、协调和解决，为后续作业顺利高效进行奠定良好的基础[3]。②勘查现场环境。安排技术人员深入到施工现场，对区域地质、水文、气象资料等进行勘查和复核，资料复核重点应落在桩位、标高等是否与地形一致上面，防止后续出现安全、质量等隐患。③确定施工场地。在对施工场地进行确定时，除了要对区域地形、地质、桩顶标高等情况进行综合考虑以外，还要根据实际情况配置钢板、枕木等辅助材料，提前搭建作业平台，为后续施工顺利进行提供保障。④混凝土配比试验。针对施工过程所需要使用的混凝土，也应在正式施工之前，严格按照混凝土设计强度要求，组织开展混凝土配合比试验活动，确保其能够切实满足桩板墙施工工艺的要求。

3.3.2抗滑桩施工

图1  抗滑桩旋挖钻孔成桩施工工艺流程图

    通过图1所示，可以发现做好前期施工准备工作后，就可组织开展桩位确定、钻进成孔等作业。由于该工程设计抗滑桩为矩形桩，因此要保证桩身尺寸的准确及孔口施工安全，就必须在完成准备工作后，首先进行锁口浇筑，整个工作流程为：①测量定位。使用专门仪器对抗滑桩的桩位进行放线定位，待准确测放桩的中心轴线、开挖轮廓线及孔口高程后，就可开展锁口施工。②成孔。根据桩身结构设计，采用旋挖钻机进行成孔作业，本次施工中锁口应高出周围地面30cm以上，以防止地面水灌入孔内。③立模灌注。在桩身成孔及清孔后，采用履带式起重机进行钢筋笼吊装、导管安装，并进行二次清孔。③混凝土灌注养护。桩身浇筑完成后需进行必要的养护，确保强度达到施工标准要求[4]。

3.3.3旋挖钻机成孔施工

图2   抗滑桩成孔顺序图

    旋挖钻机机械成孔施工相关要点包括：①做好前期工作。在开钻之前，仔细检查施工场地是否平整，并保证场地承载力能够满足旋挖钻机作业要求。同时，对施工过程需要使用的钻机设备性能进行检查调试，必要情况下还可以组织开展试作业活动，保证工作参数科学准确，保障实际施工高效率、高质量完成。另外，注意认真填写施工记录，通过每钻进2m或地层变化处捞取渣样等级留存保管，为后续施工分析总结提供重要参考资料。②开展钻进施工。旋挖钻机取土使用的是圆形钻头，通过其将抗滑桩孔内大部分土取出后，更换特制矩形钻头铣孔，抗滑桩成孔顺序见图2。在钻机就位后，对钻杆的垂直度进行优化调整，然后注入调制好的泥浆，开钻速度保持在0.5m/s左右，待钻头下降到预定深度后，就可施加压力将土挤入钻斗内，通过提升钻斗实现对土的有效清除。整个钻机施工过程，要注意泥浆面不能低于护筒底部50cm以上，防止孔壁坍塌等问题发生。针对钻进过程出现的覆盖层、砂层等情况，可直接采用旋挖筒钻进方式，快速完成取渣工作。另外，每钻进4-5m深度，需要开展一次验孔工作，操作时可借助旋挖钻机操作室中的深度显示仪，在指示达到设计深度后，使用测绳进行复测，避免超挖情况发生。③钻斗钻进控制。考虑到钻进过程中容易出现缩孔、塌孔的情况，为此要在旋挖钻进过程中对钻进速度进行严格控制。该工程项目中，将钻斗钻进速度控制在0.5-0.7m/s以内，提渣速度控制在0.6-0.8m/s以内，并且每钻进1-2m就会开展一次竖直度检查，针对不符合要求的情况及时进行纠偏，切实保证成孔质量。

3.3.4钢筋笼制作与安装

钢筋笼制作安装是抗滑桩施工中的重点内容，直接关系到整体施工质量，需要引起高度重视。具体内容包括：①钢筋除锈除污。在对钢筋骨架进行制作前，要先对钢筋表面出现的浮皮、铁锈等情况进行处理，实际作业可采用钢筋冷拉、电动除锈机、喷砂等方式进行。②钢筋整形下料。对于施工采用的钢筋必须保持平直无损的状态，对于有弯曲情况的钢筋，可以在调直以后加以使用。待完成这些工作后，就可按照设计要求进行加工和组装；下料前认真核对钢筋规格、级别和加工数量，在钢筋切断前在切断位置做明显的标记，通过将相同规格钢筋按照不同长短科学合理搭配，达到施工标准及要求[5]。③钢筋笼加工成型。钢筋笼主筋采用焊接方式搭接，钢筋笼一次加工成型，采用履带吊车起吊安装。这就要求加工必须按照钢筋配料单或技术交底进行，完成后还要对主筋、箍筋轴线、平顺度、间距等是否符合规范误差要求进行检查验收，避免对后续施工质量带来不利的影响。④箍筋和加强筋安装。采用Ф28HRB400钢筋按照2m一道对钢筋笼进行加固，其与主筋连接采用电弧焊，操作时要注意不得烧伤主筋。⑤悬臂段模板安装。考虑到抗滑桩是一次开挖和浇筑成型，因此要保证悬臂段的外观质量，使用清水模板技术进行有效控制。作业时严格按照悬臂段设计尺寸，采用清水模板与悬臂段钢筋笼固定，完成后采用履带吊车起吊安装，再组织开展混凝土浇筑工作。通过清水模板隔离孔壁与钢筋笼，切实保障悬臂段开挖后的外观质量，见图3。

图3 清水模板与钢筋笼固定

3.4取得施工效果

    为保证抗滑桩施工顺利进行，并切实保证施工质量，在抗滑桩施工过程中安排专员对各环节施工实施管控，特别是针对机械成孔、钢筋笼制作、清水模板安装等重点工序。对施工需要的材料、设备的质量和性能进行了细致的检查，还对各道工序施工作业进行过程监督管理。通过层层把关，及时发现并解决施工问题，在推动各道工序施工高效完成的基础上，相应质量、安全问题也大大减少[6]。完成施工后，及时开展技术总结工作，发现抗滑桩机械成孔技术的使用，极大提高了抗滑桩的施工效率与质量，尤其是在成孔质量方面，有了旋挖钻机的加入和施工流程参数的优化设计，以往成孔施工存在的成本高、效率低、孔壁易发生塌方、孔径难以控制等问题得到切实的解决。同时，悬臂段清水模板技术的引入，除了能有效固定钢筋笼以外，还能隔离孔壁与钢筋笼，抗滑桩悬臂段外观质量得到有效保障。      

4、结语  

    本文是对矩形抗滑桩机械成孔及清水模板应用技术的分析与讨论。随着公路、桥梁等工程项目不断增多，开展基础工程施工遭遇边坡失稳情况也越来越多，需要采用有效防治手段进行治理。抗滑桩机械成孔在公路工程中应用，相较于传统人工挖孔桩，操作简单、经济性好、效率更高、施工安全等优势更为明显。实践应用要充分发挥抗滑桩机械成孔技术的优势，必须对工程基本情况进行了解，并围绕确定好的施工方案，严格遵照工艺流程及相关规范开展测量定位、锁口施工、成孔、钢筋笼加工成型、混凝土浇筑等工作，以取得理想的施工作业效果。未来，公路工程项目施工中使用矩形抗滑桩机械成孔及清水模板应用技术，还要结合实际并紧跟时代发展步伐，对各项工艺流程进行持续优化改进，对矩形抗滑桩机械成孔及清水模板应用技术存在的不足进行弥补，推动施工行业技术创新和进步，提升我国基础设施建设水平。

参考文献：

[1]刘书坤.抗滑桩在高速公路边坡治理中的应用[J].交通世界,2024,(21):92-95.

[2]王龙飞,王海.基于机械成孔的抗滑桩技术研究及应用[J].煤炭技术,2019,(8):189-192.

[3]李鹏远,张黎明,周雄亚,李斌,胡茂森.矩形截面锚固桩快速机械成孔施工技术[J].工程勘察,2022,50(01):29-33.

[4]李琴琴,毛永强,郑中存,崩兴涛,吴永宁.文麻高速公路K39滑坡变形特征与防治效果分析[J].路基工程,2023,(11):1-10.  

[5]吴泽雄,雷国平,张院生,苏栋,杨伟鸿,马华,程马遥.多排微型抗滑桩极限抗滑力的数值模拟研究[J].建筑科学与工程学报,2020,(06):1-11.  

[6]杨培芬,郭强,杨重四,吴绍兴,邓波.基于方形抗滑桩机械成孔的滑坡处治方案技术研究及应用[A] 2022年全国工程建设行业施工技术交流会论文集（上册）[C].《施工技术（中英文）》杂志社、亚太建设科技信息研究院有限公司,施工技术编辑部,2022:4.