滑坡地质灾害治理工程中抗滑桩运用

滑坡地质灾害治理工程中抗滑桩运用

摘要:关于滑坡地质灾害及其治理,我国有较丰富的经验。灾害范围逐渐扩大,滑坡灾害造成了大量经济损失,因此分析该类地质灾害的治理方法,有其必要性。本文对支腿、悬臂、锚固等抗滑桩类型的性能、优缺点分析,并结合实际案例,探究抗滑桩在滑坡灾害治理应用中取得的效果,为山体滑坡防治提供借鉴和参考。

关键词:地质灾害;滑坡防治;抗滑桩应用;锚固抗滑桩

1.引言

山体滑坡在自然灾害中属于重要灾害类型,影响力巨大,危害程度较深,一旦发生对居民、生产生活等产生不利后果,造成人员伤亡和财产损失。世界上对滑坡灾害治理已经做出众多有效尝试,本文以抗滑桩设备为例,分析案例中的应用,探究各类抗滑桩不同应用范围及其应用成效,对减轻滑坡灾害的影响起到重要参考作用。

2.抗滑桩常见类型讨论

2.1支腿抗滑桩。支腿抗滑桩需要借助山床抵抗力完成抗滑应用,应用形式相对灵活,可取得较好效果。但支腿抗滑桩在使用时,并不是对全部山体都有较好应用成效,取决于山形及地质构造。在滑坡灾害早期使用抗滑桩,可选择单层或多层设备,以此将平衡形式的滑坡类型加以治理管控,当滑坡灾害存在横向形式的滑坡载荷时,则需要依靠超长的悬臂结构,应用难度提升。在使用超长悬臂时,因钢筋强度限制,需要使用到直径更粗的钢筋标准加强支腿抗滑桩的载荷强度,避免山体滑坡超强强度泥石流破坏山体结构,影响居民生活。综合分析支腿抗滑桩,因抗滑桩不能带来较高防滑准确性,产生的悬臂力有限,因此防滑效果有待提高,在实际应用中,往往需要将滑坡治理工程中的各项参数准确获取及解读,才能确保支腿抗滑桩达到实际所需防滑载荷力要求。

2.2悬臂抗滑桩。采用悬臂抗滑桩设备,能有效治理山体滑坡带来的自然危害,凭借较强的抗滑能力及操作优势,其利用率也相对较高。悬臂抗滑桩技术本质是依靠长悬臂设备的应用性能,在治理滑坡危害时具备较强灵活性,为平衡类型滑坡危害防治起到较强抵抗力,有效阻止滑坡进一步扩大。悬臂抗滑桩在应用中有着较高安全性,在抵挡滑坡灾害时具备超强控制能力,确保不会使设备发生位移。随滑坡危害加剧,悬臂抗滑桩所需承载的载荷强度不断增加,与支腿抗滑桩的应用缺陷类似,在悬臂操作时所做的吸收机制属于被动力,所以当强度过大的滑坡危害发生时,悬臂抗滑桩不能使用时间过长,否则发生一定位移,不利于减缓滑坡行为的进一步扩张,山坡固定性得不到有效保障。

2.3锚固抗滑桩。使用锚固抗滑桩,在滑坡灾害中起到较高的治理效率,该种抗滑桩技术属于防滑栓设备的衍生产物,主要解决山体各地层滑动灾害的发生问题。锚固抗滑桩从结构上看可分两部分,其一为抗滑桩体、其二为锚固装置,两者皆在操作应用中起到防滑作用,协调配合下,可取得较高防滑应用成效。抗滑桩体主要负责与滑坡行为进行抵抗,避免因滑坡问题引起河道堵塞、砸损房屋、伤害群众等不良危害,而锚固设备则较为坚固,设备整体由钢筋/绞线组合形成,锚固装置能在滑坡桩体上进行滑动,本身具备较强的支撑能力,能为抗滑桩起到较强的固定作用。因锚固装置可滑动,锚固抗滑桩能在偏心压缩状态下,完成相应防滑措施的落实。锚固抗滑桩的应用优势是所需材料较少,尽可能节约防治灾害成本,因组成简单,操作步骤也相应简便。无论在低负荷还是高强度滑坡行为影响下,锚固抗滑桩在不同阶段应用时,都可取得较高防滑应用效果,能为山体滑坡现象带来综合的治理条件,提升灾害治理效益。

3.滑坡灾害的案例分析

某省在连续、大量降雨后发生长期性的滑坡事件,因该事件频繁发生,导致滑坡类型转变为堆积层滑坡,治理难度较大。发生该滑坡事件的区域地形较为复杂,山坡上有一个大坝,发生滑坡时,此处距离民房仅有3千米,因滑坡面积巨大,所以必须及时对该处进行滑坡治理[1]。该类滑坡灾害的大坝是人工建造的,因此一旦发生滑坡危害,将迅速瓦解人工堆积出的山土土层,混合碎石,造成更大危害。以实地勘测数据可知,滑坡山体中存在较多大尺寸裂缝,潜在隐患程度较高,如果继续遭遇强降雨天气,则将对山体造成巨大损害,危害下游人身财产安全。据勘测,该大坝土层材质为粉砂岩,因此当滑坡现象发生时,易伴随山体沉降,雨水堆积后,巨大的压力有可能引发全新一轮的更大范围滑坡事故,不利于安全保持。图1为滑坡现象。

4.抗滑桩案例运用研究

4.1桩身参数设计。当测量人员完整测绘出滑坡区域时,对滑坡事件进行专业性分析,由此得出该事件下的抗滑桩结构参数。为避免进一步滑坡,需要将抗滑桩结构进行精准比例的设计,由此提高治理精度,提升治理效益。根据本案例滑坡类型,特选择人工挖孔形式,通过均匀分布,将33根抗滑桩体布置在案例滑坡区域,每根桩体之间预留距离为4m,可良好发挥抗滑桩性能。设计抗滑桩尺寸,其截面为1.2×1.5,单位m,该尺寸严格根据滑坡区域选择,在应用时有效提高抗滑能力。每一根抗滑桩使用混凝土材料浇筑,以此增强抗滑桩实际抗滑效果,在桩体侧面加设螺纹钢,其型制为HRB400,若想获得更高抗滑能力,需辅以HRB335型制下的螺纹钢材料,进一步加强钢筋的箍筋效果,促进护臂结构的坚固。

4.2桩孔因素设计。抗滑桩施工前,要考虑到桩孔结构建设时的各项因素,比如排水、通风及孔内照明等。首先应将滑坡范围的滑体各项理化性质加以精准分析,掌握滑动规律,比如在潮湿度分析时,当滑体内的含水率较低时,此时应使用人工钻孔方式,但要注意的是钻孔期间应使用到渣桶设备,边钻孔边排水,把多余污水排出孔外;当滑体含水率较高,则应在钻孔时另设置一个可供多余污水堆积的坑体,该积水坑位置宜设在抗滑桩的桩体底部,有利于积水在钻孔时顺利排出并收集,使用取水泵设备辅助排水操作。桩孔钻孔时若深度较深,比如本案例洞深为8m有余,应进行有效的通风装置设定,比如采用新风系统运作,良好改善孔洞内空气环境,将洞外清新空气利用吹风机向洞内灌风,此时孔洞内预留风口,应与抗滑桩底部预留2m。因为洞内采光极差,所以孔洞内还应设有防爆灯,增加施工人员的安全性,照明设置也应距底端至少2m,保证照明效果。

4.3钻井质保措施。在对抗滑桩进行钻井操作时,施工管理人员应在施工期间保证施工质量,在中期监管、后期检验时保持较高管理力度,保障山体滑坡危害降到最低值。首先,对管理期间督促施工人员按照图纸制作防滑桩,同时,防滑桩构造挖掘过程就是滑坡回归过程,快速反应的地底情况报告和信息,确保工程有序开展[2]。其次在作业前,对洞口处和周边的杂物进行清理整平,保证排放水作业,确保洞口没有积水,另外打孔桩的挖掘长度以及平面不能有突起和切口。除此之外,施工钻井所挖长度要大于桩体平面和挡土层长度相加,桩井的垂直差要严格标准,要在支撑提前把水排完,在铸造时,绑好管道,把堵好的管道放在水泥里面。经过对钻井期间施以质保措施,有效提升抗滑桩钻井强度、精度,保证滑坡危害治理工期得到高效控制。

4.4桩身浇筑施工。在孔桩结构的建设标准符合设计、施工规定后,需要清除孔桩垃圾,并由专业人员检查孔桩各方面情况,查看是否满足规定的要求,最后则放出桩底十字线。当连接钢筋操作时,操作人员必须按照设计要求进行把控,确保箍筋效果得到有效发挥,进一步提升桩身紧固程度,为后续浇筑混凝土保持操作稳定打下基础。当完成钢筋的连接工作后,监督和承建两单位仔细检查钢筋的连接工作。当进行混凝土浇筑时,为了防止来自周围杂物的影响,必须在顶部设置顶盖,最后还需要对桩身的龄期进行声波测量[3]。正式浇筑混凝土,此时应保证孔洞内已浇筑部分中不存在空气气孔,以免降低抗滑桩施工强度,此时需要在浇筑期间使用设备对孔洞内的未凝结混凝土进行搅拌,由此杜绝气孔产生,提高抗滑桩浇筑质量。图2为抗滑桩施工现场。

4.5有关注意事项。因钢笼是抗滑桩力的承载结构,所以当钢筋笼发生上浮/下沉等现象时,皆不利于混凝土较快凝固,由此影响抗滑桩桩体的实际承载能力,降低治理滑坡灾害的能力。防滑桩所用的水泥窑保证混合比例达到所需要的数值,也要保证水泥可以再加工。作业范围要在20cm左右。这里面导管要联结在导向面积,以确保导管能移到导管笼里。另外要快速浇灌,减少浇灌时长,确保开始硬化。还有金属笼要在钢材架以及压力机器所固的竖井门以下,用来保证钢筋笼不动[4]。在抗滑桩建设中,需要注意钢筋笼良好固定,还应注意施工后的养护阶段。

5.结论

综上滑坡灾害给自然风貌带来影响,给周边居民带来经济损失,因此需要结合具体案例,分析抗滑桩的实际应用,提升居民安全程度。通过桩身参数设计、桩孔因素设计、钻井质保措施、桩身浇筑施工等具体应用,可知抗滑桩在滑坡现场治理中取得较好的应用成效,将各项数据妥善处理后,科学合理布置抗滑桩,由此提升抗灾成效。不过当前应用中发现抗滑桩存在一定缺陷,未来滑坡灾害防治中需要进一步优化抗滑桩性能,促进灾害防治能力的提升。

参考文献:

[1]王小伟,李建华.分析滑坡地质灾害治理工程中抗滑桩的运用[J].中国金属通报,2020(03):16-17.

[2]周杨喜.探析地质灾害滑坡治理工程中抗滑桩的应用[J].黑龙江交通科技,2019,42(11):56+58.

[3]唐应国.地质灾害滑坡治理工程中抗滑桩的应用分析[J].中外企业家,2018(32):78.

[4]杨果林,李二涛.浅谈抗滑桩在滑坡地质灾害治理工程中的应用[J].低碳世界,2017(14):76-77.

[5]朱梁.分析地质灾害防治工程抗滑桩施工的安全技术[J].西部资源,2020(04):82-84.

作者:陈登洪 单位:安徽省核工业勘查技术总院