抗滑桩结合挡土墙滑坡防治施工工法

1 前言

近年来，国家对交通基础设施建设的投入不断增加，交通建设事业的快速发展和国家总体战略布局的实施，公路建设将逐渐向山区、深山区等复杂地形、地质地区推进，不可避免地遇到较难处理的土体滑坡等问题。对滑坡的整治施工，力求最快最有效的处理方案。采用抗滑桩结合挡土墙滑坡防治的施工技术，通过整体体系防御能力的提高，达到了滑坡治理目的。绥满高速公路牡丹江至哈尔滨段大修工程建设项目A2合同段、前嫩公路伊嫩段北安至五大连池A4合同段、鹤大高速公路小沟岭至抚松段ZT03段建设工程项目均设计采用了抗滑桩结合挡土墙滑坡防治施工工法，通过整体体系防御能力的提高来治理滑坡，达到了滑坡治理目的。由于在复杂地质情况下，抗滑桩与挡土墙相结合滑坡防治效果明显，且工艺技术较为成熟，所以有较明显的社会、经济效益。2017年1月该施工工法经科技查新，国内未见相同文献报到。2017年3月该工法关键技术经黑龙江省交通运输厅组织的专家鉴定，认为达到国内先进水平。

2 工法特点

2.1利用钻孔灌注桩作为抗滑桩，能有效地阻止滑坡地质灾害地进一步发展，并保证工程的顺利实施。

2.2设置在滑坡土体上的挡土墙，其整体稳定性往往不能满足设计要求，在挡土墙下设置抗滑桩以阻止滑坡并作为其基础。

2.3对于抗剪强度较低的土层，极易引起边坡滑落，设置抗滑桩

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来抵挡大部分侧向土压力，以减小滑坡体对挡土墙的直接影响。

2.4抗滑桩通过挡土墙相互连接在一起，极大的增强了整体抵御滑坡的能力。

3 适用范围

山区、深山区等复杂地质、地形条件下公路工程，对滑坡地质灾害治理及预防。

4 工艺原理

在挡土墙下设置的抗滑桩，通过滑动面以下的有效锚固长度以及桩的支撑作用来稳定滑坡土体；抗滑桩与挡土墙连接成为整体，既是抗滑桩又是挡土墙的基础，既是挡土墙又是抗滑桩的系梁，同时挡土墙能抵御滑坡体上部分侧向土压力，抗滑桩结合挡土墙共同作用，达到滑坡防治目的。一般适用于非塑性体浅层和中厚层滑坡前缘，抗滑桩位置灵活，可以分散作业，省时省料，破坏滑体少，便于施工，易于抢修。在正在通车的线路或已成型建筑物附近施工，可以不影响行车或正常生产。在新线施工中，对易产生滑坡的山坡或暂时稳定的古老滑坡可以采用先施工抗滑桩后挡土墙的施工方法，可以成功地避免滑坡的产生或复活，确保施工或构造物的安全。

此外，抗滑桩的桩孔本身就是一个很好的钻探孔，通过它可以检查和修改原有的设计，准确确定土石分界线达到动态设计目的，使设计更加符合实际情况。

挡土墙A 挡土墙B 边坡 2 抗滑桩A 抗滑桩B

抗滑桩结合挡土墙滑坡防治施工布置图（图4）

5 施工工艺流程及操作要点

抗滑桩按施工方法不同，可分为打入桩、钻孔桩和挖孔桩。由于钻孔灌注抗滑桩与挡土墙的组合适应性强、施工简便等优点，在工程上使用较多，因此，本工法仅对钻孔灌注抗滑桩结合挡土墙的施工工艺做详细介绍。

5.1施工工艺流程

施工准备→测量放线→桩孔开钻→地质情况检查和修改设计→终孔→钢筋笼吊放→混凝土灌注→成桩检测→找平层施工→挡土墙钢筋及模板安装→挡土墙混凝土浇筑

5.2操作要点

5.2.1钻孔前的施工准备工作

钻孔前的准备工作主要包括接通水、通电、桩位放样，平整场地，施工便道等，设置供电及供水系统，制作与埋设护筒，制作钻孔平台架，泥浆的制备和准备钻孔机具等。

1场地平整

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施工前，施工场地按不同情况进行处理。清除杂物后夯压密实即可。

2钻孔桩均使用钢护筒，采用3mm-5mm钢板制作。为保证其刚度，防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。钢护筒直径应根据钻孔桩直径加25cm进行加工。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围和护筒底接触紧密，保证其位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

3泥浆的制作

制浆前，先把粘土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的粘土直接投入护筒内，使用钻头搅拌制浆，待粘土已搅成泥浆后，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。

4钻机就位

埋设好护筒后，即可进行钻机就位，本工法使用的钻机为冲击钻和回旋钻。就位时，只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可，其对中误差不得大于5cm。

5测量放线

按设计坐标采用全站仪测定桩位，根据桩孔线或四边角点进行放样，考虑施工误差，每边可较设计放大0.05m。同时对滑坡体建立监控体系，定期观测，及时提供监控报告和发出报警通知。

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5.2.2钻孔工艺 1冲击钻钻孔

1）开钻前应注意的事项

开钻前，在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护壁土体内摩擦角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固，必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。

冲击钻孔时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下3-4m后，可根据实际情况适当加大冲程。

在钻孔桩上部淤泥段，考虑采用冲抓钻：一方面可防止坍孔，另一方面可以适当加快施工进度。 钻机安装处事先整平夯实，以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。

钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握勤松动，少量松绳的原则；孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少0.5m以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁，但比护筒顶面低0.3m，防止泥浆溢出；冲击过程中勤抽渣，勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全质量事故的发生。

2）抽渣时应注意的几个问题

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及时向孔内补浆或补水，如向孔内投放粘土自行造浆，在抽渣后随着冲击投放粘土，不宜一次倒进很多，防止粘结；抽渣筒到孔底后，要在孔底上、下提放几次，使用权其多进些钻渣，然后提出；钻头刃口在钻井中不断磨损，直径磨耗不得超过1.5cm，每班开钻前检查钻头直径、及时补焊，不宜中途修补，以免卡钻；准备备用钻头，轮换使用和修补。

2回旋钻孔 1）初钻

先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进一定数量后，方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取在尽快时间内完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。

2）钻进时注意事项

开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进；在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进； 在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆钻进；在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因

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土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进；钻进过程中，每进尺2～3m，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3～5m）吊入孔内，使钢筋笼中心与钻孔中心重合，如上下各处均无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。

3）终孔

根据钻孔实际地质剖面图，经设计部门意见反馈，进入滑动面以下稳定的基岩深度满足锚固长度和达到抗滑力要求后，可报请监理工程师进行终孔并计算抗滑桩体桩长。

4）检测孔深、倾斜度、直径和清孔

钻孔完成后，必须检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放钢筋笼之前，对孔内的石渣、泥浆进行必要的清理，做到孔内含泥量、含渣量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。

5.2.3钢筋安装

1钢筋笼在钢筋场地集中加工，分节运到现场进行安装。 2钢筋笼可在井口搭设辅助吊架，逐段吊入孔内。 3钢筋笼也可以在孔内绑扎，逐段吊放到整体成型。

4钢筋笼主筋采用在钢筋棚加工完成套丝并运到钻孔处，由工人

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在现场采用机械直螺纹套筒连接成型工艺进行主筋连接施工。

5声测检测管（如有）随钢筋笼一同成型，并精确定位和控制垂直度，以确保检测效果。

5.2.4混凝土灌注施工

1现场设置混凝土拌和站或有条件时采用商品混凝土。 2混凝土采用泵送或其他符合现场情况的方式进行运输。 3采用导管剪球法灌注水下混凝土，必须执行相关要求、标准和注意事项，确保成桩质量。

5.2.5 混凝土找平层施工

1 成桩检测后，以抗滑桩桩顶设计高程为混凝土找平层顶面高程。

2 以挡土墙设计底宽+两侧各延长20cm为混凝土找平层施工宽度。

3 每15m设置一道沉降缝，以土为模就地浇筑成型。 5.2.6 现浇挡土墙施工

1 在混凝土找平层上准确放出挡土墙模板边线、沉降缝线等。 2 将挡土墙钢筋运至现场，分节绑扎成型。 3 经验收合格后方进行外模、侧模的支立。 4 模板尺寸符合设计并加固牢靠后进行混凝土浇筑。 5.2.7抗滑桩结合挡土墙滑坡防治施工工艺流程图

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施工准备 测量放线 修改护壁参数 判断入岩情况 桩孔开钻 终孔确定桩长 钢筋安装 混凝土浇注 成桩检测 砼找平层 监控体系建立 绘制地质剖面图反馈意见到设计 修改设计参数 钢筋下料 混凝土拌和及运输 混凝土拌和及运输 挡土墙支模 挡土墙浇筑

图5.2.8

5.2.8抗滑桩结合挡土墙滑坡防治施工工艺的质量控制要点 1采用隔孔方式钻孔，以少扰动或不扰动滑坡体为主，尽量避免在抗滑桩钻孔过程中导致滑坡加剧。

2在抗滑桩施工前，应对滑坡范围裂缝进行封闭，先做截水沟，

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防止雨水渗入滑体，增加滑坡体的重力与下滑力。

3抗滑桩、挡土墙施工期最好避开雨季并选择旱季。

4抗滑桩、挡土墙施工时各个工序合理安排，工序连续紧凑，采用短、平、快的方式，集中力量突击，防止各工序间隔拖延时间过长，对滑坡治理不利。

5施工先后顺序：先抗滑桩，再砼找平层，然后挡土墙。 5.2.9监测技术与分析

确保工程建设安全的关键是全过程监控滑坡体的变化情况，及时测量各主要工序施工阶段引起的动态沉降数值，并与分析计算值比较，及时反馈指导设计和施工。主要的监测内容参见下表（表5.2.8）。 表5.2.8检测项目汇总表

序号 1 2 监测项目 地表下沉 构造物挡墙沉降与倾斜 裂缝宽度及位移 SOK-C32Ⅱ型精密水准仪，钢尺 3 监测仪器 监测频率 初次：1-2次/7天；后次：1-2次/10天；雨后：加强观测频率 监测目的 掌握抗滑桩及地表及周边环境的影响程度和范围 4 地下水位 电测水位计 1次/天 掌握井孔及滑坡体地下水位情况 掌握滑体变形情况及时发出预警报告 5 变形观测 目测、钢卷尺 3次/天 注：可根据施工条件和沉降情况增加或减少观测次数，随时将检测信息报告给现场技术员。 5.3劳动力组织情况，以10根桩基为单位，详见下表（表5.3）。

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表5.3劳动力组织情况表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 单项工程 管理人员 技术人员 钻机操作人员 钢筋加工 混凝土 杂工 挡土墙 合计 备注 专职安全员 6 材料与设备 6.1材料

表6.1材料一览表

材料名称 规 格 性能指标 水泥 碎石 砂子 钢筋 P.O 42.5 5-10、10-20、20-30mm Max=2.90中砂 HRB335：Φ22mm、Φ16mm、Φ12mm；HPB235：φ10mm ≥42.5MPa 表观密度＞2500；针片状＜15；含泥量＜1.0 表观密度＞2500；含泥量≤3.0 6.2主要设备

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表6.2机具设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 设备名称 挖掘机 冲击钻/回旋钻 装载机 发电机组 混凝土搅拌机 混凝土输送泵 自卸汽车 汽车吊 直螺纹滚丝机 电焊机 设备型号 日立300 ZL50/柳工 75KW/山东 JS1000/广东 HBT60A/陕西 德龙/陕西 涂沅20T GSJ-40 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 用途 场地平整 钻孔 现场供电 混凝土拌和 混凝土输送 材料运输 设备安装钢筋笼吊放 钢筋接头滚丝用 焊接 7 质量控制 7.1施工依据

《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006） 《公路路基设计规范》 （JTG D30-2015） 7.2工程质量控制标准

7.2.1抗滑桩施工质量执行《公路工程质量检验评定标准》允许偏差见表7.2.1。

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表7.2.1抗滑桩实测项目表

项次 1 2 3 4 5 6 检查项目 混凝土强度（MPa） 桩长（m） 孔径或断面尺寸（m） 桩位（mm） 钻孔桩竖直度（mm） 钢筋骨架底面高程（mm） 规定值或允许偏差 在合格标准内 不小于设计值 不小于设计值 100 1%桩长，且不大于500 ±50 检查方法和频率 按附录D检查 测绳量：每桩测量 探孔器：每桩测量 经纬仪：每桩测量 测壁仪或吊垂线：每桩检查 水准仪：测每桩骨架顶面高程后 7.2.2挡土墙施工质量执行《公路工程质量检验评定标准》允许偏差见表7.2.2。

表7.2.2挡土墙实测项目表

项次 1 2 3 4 5 6 7 检查项目 混凝土强度（MPa） 平面位置（mm） 顶面高程（mm） 竖直度或坡度（%） 断面尺寸（mm） 底面高程（mm） 表面平整度（mm） 规定值或 允许偏差 在合格标准内 30 ±20 0.3 不小于设计 ±30 5 检查方法和频率 按附录D检查 经纬仪：每20m检查3点 水准仪：每20m检查1点 吊垂线：每20米检查2点 尺量：每20m量2个断面 水准仪：每20m检查1点 2m直尺：每20m检查2处 7.3质量保证措施

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7.3.1钢筋笼分段成笼，搭接位置不得设在土石分界和滑动面处。 7.3.2混凝土灌注必须连续作业，如因故出现中断灌注，接缝面应做特殊处理，严禁施工缝处在滑动面上。

7.3.3抗滑桩施工必须按隐蔽工程要求做好施工记录 8 安全措施

8.1建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。

8.2施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。

8.3施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善各种安全标志和标识。

9 环保措施

9.1将施工场地与作业控制在工程建设允许的范围内，合理布置，规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工现场整洁文明。

9.2设置专用废水、垃圾处理坑，认真做好无害化处理，从根本上防止生产、生活垃圾乱堆乱放乱流，污染周围环境。

10 资源节约

抗滑桩结合挡土墙滑坡防治可有效利用此防滑治理体系防治滑坡；同时路堑边坡可以采用相对较陡的坡度、缩短路堤填筑宽度（坡

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脚至路中心的距离），从而减少路基土石方填挖量，同时减少公路用地，加上挡土墙在结构上所占空间小，可减小开挖宽度，可以较大幅度的减少开挖工程量。一方面减少机械设备的使用，降低造价；另一方面减少了植被破坏，降低了复垦的费用。

11 效益分析 11.1经济效益

本工法虽然初期建设投资较大，每米造价约为1920元/米；但用其它的施工技术处理滑坡路段，一般通车2～3年后维修养护等工程连续发生，且一般需要封闭交通，既阻断了交通又增加了养护费用，而采用抗滑桩结合挡土墙滑坡防治的施工路段，工艺简单，能彻底解决滑坡地质灾害对路基的危害，延长路基使用年限，在正常使用条件下,路基边坡稳定，不需要加固维修。不用对滑坡地质灾害的治理增加费用，此工法在黑龙江省多个工程中成功应用，从长远利益来看经济合理。

11.2社会效益

本工法主要增加了水泥钢筋砼的造价，但可以相应的减少处置滑坡灾害的投入，搭配了抗滑桩的路堑挡墙及路肩墙具有足够的强度和良好的整体性，抗裂、抗冲击、抗侧向滑动的性能也大为改善。采用此法施工的工程基本上能避免滑坡灾害的侵袭。节约了大量的资金，

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减少了对路基安全及质量的影响，取得了良好的社会效益。

12 应用实例 12.1应用实例一

绥满高速公路牡丹江至哈尔滨段大修工程建设项目A2合同段位于黑龙江省牡丹江市横道河子，国道301主干线高速公路，路基宽24.5m，设计车速120公里/小时。黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司承建该工程，K193+000～K224+000长31.0公里的施工任务，工期为2012年4月至2012年10月。采用挡土墙与抗滑桩相结合进行滑坡治理后，竣工通车后未发现挡土墙开裂或下沉，现已正常运营了五年，没有出现路基滑坡病害，直接起到了很好的抗滑作用，效果显著。

12.2应用实例二

前嫩公路伊嫩段北安至五大连池A4合同段位于黑龙江省绥棱县,施工桩号K60+000～K82+000，全长22.0Km。由黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司承建，工期为2010年4月至2012年10月。采用“抗滑桩结合挡土墙滑坡防治施工工法”进行滑坡治理，边坡滑坡已经得到彻底地根治，现已正常运营了约一年时间未出现滑坡病害，说明抗滑桩结合挡土墙滑坡防治已经起到了直接的抗滑作用。

12.3应用实例三

鹤大高速公路小沟岭至抚松段ZT03段路面工程,位于吉林省敦

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化市境内，地处山区。施工桩号K558+000～K581+000，全长23.0Km。由黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司承建，工期为2015年5月至2016年9月。采用“抗滑桩结合挡土墙滑坡防治施工工法”进行滑坡治理，有效地控制了滑坡体变形失稳，达到了预期的治理效果，现已正常运营未出现滑坡病害，取得了良好的经济及社会效益。

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