潜孔锤微型桩技术在广元市凤凰山公园滑坡应急治理中的应用

肖尤元，叶晓华

（四川九○九建设工程有限公司，江油 621701）

潜孔锤微型桩技术在广元市凤凰山公园滑坡应急治理中的应用

肖尤元，叶晓华

（四川九○九建设工程有限公司，江油 621701）

微型桩技术广泛应用于地质灾害应急抢险治理工程中。凤凰山公园滑坡应急治理工程中，在调查滑坡地理条件、地质条件和基本特征的基础上，采用潜孔锤微型钻孔灌注桩技术，辅以挡土板和格构砼的综合治理方案。结果表明工程安全、快速、高效、造价低、质量高，治理效果明显。

滑坡；潜孔锤；微型桩技术；应急治理

我国的潜孔锤及其钻探工艺技术于1958年底开始研制，至今已有54a的历史，先后开发了液动潜孔锤（前称冲击回转钻探）和风动潜孔锤。在我国的最初将潜孔锤跟管钻进工艺应用是在基岩山区供水打井的施工中，并主要揭示基岩顶部的第四系。目前潜孔锤跟管钻进技术应用到基础勘察、城市建筑的基坑支护到水电的帷幕注浆以及公路和水电的高边坡和高填方处理，到铁路建设的隧道塌方管棚支护的应用，能有效地解决复杂地层中钻进效率。近年来潜孔锤微型桩技术较为广泛地应用于地质灾害应急抢险治理工程中，特别是在施工场地狭窄、人口密集、大型机具和材料难于进入的地方，同时又必须及时治理的项目，它具有施工快捷，并能在较短的时间内达到稳固边坡的目的，达到安全高效快速应急治理的效果。近年来，在达州、广元等地滑坡应急抢险治理工程中均采用了该技术，安全高效快速处置得到了当地政府及相关专家的好评。下面着重介绍潜孔锤微型桩技术在广元市利州区凤凰山公园滑坡应急治理中的应用。

1 前言

2010年7月22日至26日，广元市区普降大到暴雨，其中22日、23日、25日日降雨量达到81.7 mm、220.5mm、106.3mm。7月24日，广元市利州区嘉陵办事处凤凰山居委会凤凰山公园西门口斜坡上部产生两处小型滑坡，该滑坡位于居民区背后陡崖上，前缘距居民房屋1～5m，严重威胁下部居民区300余人生命财产安全。为消除滑坡的危害，在该滑坡的治理上采用了潜孔锤微型桩技术，达到了应急抢险治理的目的。

2 滑坡区自然地理及地质环境条件

2.1 自然地理

凤凰山公园西门口滑坡位于广元市利州区嘉陵办事处凤凰山居委会凤凰山公园西门口，滑坡位于公园内，有小路与市区道路连接，可通过小型机动车，交通条件较方便（图1）。

滑坡区位于四川盆地北端，处于盆地向山区过渡地带，属四川盆地亚热带湿润气候带。多年平均气温16.0℃，多年平均降雨量为972.6mm，每年降雨主要集中在5～9月，其间降雨总量占全年降雨总量的75%。多年月平均降雨量最高为7月的236.8 mm，最低为1月的3.8mm，最大一日降雨量为220.5mm（2010年7月23日），最大雨强为70 mm/h。

图1 交通位置图Fig.1 Communications map of the landslide

滑坡区位于斜坡上部位，坡面冲沟不发育，无地表水流。

2.2 地质环境条件

区内地貌类型为构造侵蚀丘陵地貌。斜坡海拔高程500～570m，斜坡呈北东－南西向展布，相对高差20～70m。滑坡位于斜坡上部，坡面形态呈折线坡，上部为陡坡地形，坡度35°～45°，下部为基岩陡坎地形，坡度80°以上，坡面基岩大部分被混凝土挡墙封闭。上部覆盖3～5m厚度不等的松散堆积体，坡面植被以林木、灌木为主，覆盖率30%～50%。

斜坡出露的地层为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）灰黄色巨厚层砂岩和第四系残坡积松散堆积层（Qesl4）粉质粘土夹碎块石组成。沙溪庙组（J2s）岩性为厚至巨厚层砂岩，岩层产状185°∠7°，岩体裂隙中等发育，强风化。第四系松散堆积层（Qesl4）在斜坡上部表层表面普遍分布，岩性为粉质粘土夹碎块石，湿，呈可塑状，结构松散，厚度一般3～5m，碎块石含量约10%。

工作区内构造简单，属四川盆地北部边缘弧形构造带，位于北东东向走马岭向斜南侧的北东端。岩层具单斜构造，倾向南西，倾角7°。区内地震基本烈度为Ⅶ度，地震加速度为0.10g，区域地壳稳定。

根据区域水文地质资料，区内地下水类型主要为基岩裂隙水，其次为第四系松散堆积层孔隙水。主要为大气降水补给，富水程度低，期间没有见地下水出露。

3 滑坡基本特征

滑坡区位于凤凰山公园斜坡的中下部，呈北东－南西向展布，倾向北西，斜坡总长230m，斜坡呈折线型。滑坡上部为凤凰山公园较为密集的建筑物，滑体坡度35°～45°，高10～15m；下部为基岩陡崖，坡度80°以上，局部呈直立，高10～15m；坡脚为同仁医院和居民区，地形较平坦。斜坡表面总体较完整，暴雨已造成两处滑坡，总体积约2 600m3，部分滑体已直接进入居民区。斜坡后缘还有数条横向拉裂缝，逐步向后缘扩展，潜在威胁较大。滑体土和滑带土岩性均为松散的粉质粘土夹碎块石，滑床岩性为侏罗纪中统沙溪庙组灰黄色厚层砂岩，风化裂隙发育。见滑坡分布平面图2，剖面图3，图4和图5。

4 应急治理方案设计

4.1 方案设计依据

从现场应急调查结果来看，该滑坡有如下特点：

（1）该滑坡为浅表层土质牵引式滑坡，厚度3～5m，目前仅前缘产生明显滑坡，中后部有数条横向拉裂缝，整体处于蠕动状态，如不及时处置，尚有扩大趋势。

（2）滑坡前缘有数栋居民建筑，该滑动已造成数百名居民紧急避让，引起较大恐慌。

（3）滑坡所在地场地十分狭窄，滑坡前缘和后缘遍布建筑物，仅有小型机具能够通过，材料转运十分困难，方案选取受限。

（4）属于应急治理工程，地质条件不完全清楚，存在边施工边优化设计方案，应急抢险与永久治理相结合。

根据以上特点，要求方案设计要考虑具备快捷、安全、无大型机具或材料搬运的原则，最终选择了潜孔锤成孔微型桩方案进行治理。

4.2 应急治理方案设计

根据已掌握的资料及受力状况，采用“两排潜孔锤微型钻孔灌注桩＋挡土板＋砼格构”的治理方案。设计如下：

（1）桩径：该滑坡用两排桩，上排φ320（Ⅰ型桩），下排φ220（Ⅱ型桩）。

（2）桩型：钢筋笼桩。桩深均为9m，嵌入基岩5m，灌注C25钢筋混凝土。

（3）桩间距中对中1m，顶部用C25钢筋混凝土连接，桩间用挡土板连接，避免桩间土溜滑，若验算抗滑力不足，可选用双排桩和格构连接，形成钢架桩。挡土板长1m，宽0.5m，厚0.15m，两排挡土板支护高度为2m，挡土板材质为预制C25钢筋混凝土，见图6。

图2 滑坡应急排除方案平面布置图Fig.2 Floor chart for removing the landslide emergencies

共布置近100根钻孔灌注桩。Ⅰ型桩桩间采用I型连系梁连接，Ⅰ型连接梁宽400mm，厚300 mm；Ⅱ型桩桩间采用Ⅱ型联系梁连接，Ⅱ型连系梁宽300mm，厚300mm。连接梁采用钢筋砼结构。在滑坡前后缘I型桩和II型桩墙之间设计钢筋砼格构，格构间距为3m×3m，格构尺寸为300mm×300mm。

5 应急治理及效果

5.1 主要施工工艺

图3 滑坡1－1′剖面图Fig.3 Section plan 1－1′of the landslide

图4 H1滑坡俯视照片Fig.4 Photo of Landslide H1

为了争取在最短的时间内达到稳固滑坡的作用，选取YXZ－70A型钻机，折卸搬入场地，英格索兰VHP750空压机和阿特拉斯416大型空压机作动力，空压机置于100m外地宽阔场地，钻孔采用150气动潜孔锤和380高风压气动潜孔锤钻进成孔，钻头直径φ220mm和φ320mm，成孔后用空压机大风量清洗孔中岩粉及岩屑。钻孔过程中做好成孔记录和监理工程师验收记录。钢筋笼现场制作在安装时采用三角架导向轮起吊安装。混凝土就近搅拌、浇筑。挡土板在专业预制件厂进行制作，并留取试件检验。

图5 H2滑坡照片Fig.5 Photo of Landslide H2

施工工序为：清危→施工平台（脚手架）搭设→钻机造孔→钢筋制安→混凝土浇注、挡土板制作→拆除脚手架→养护→挖槽→钎探→挡土板安装→滤水层铺设→填土夯实→坡面修整→系梁格构钢筋制安→系梁格构模板及砼浇注→排水沟及排水管安装→清理渣土→清场。

图6 滑坡D1段支护结构立面图Fig.6 Elevation plan for supporting structure for Section D1

5.2 应急治理效果

应急排险工程于2010年8月中旬施工设备和人员进场，进行施工准备工作，2010年8月底主体工程完成，2010年9月底结束并全部清场。

潜孔锤施工效率极高，每天每台钻机可成孔下笼、浇筑数十个孔，主体工程在半个月内基本完成，止滑效果在短时间即可显现。

2011年4月在广元市凤凰山进行了现场初步验收，得到了专家、业主、监理及社会各界的一致好评。认为抢险速度快，效果好，工程质量可靠，外表美观。目前该滑坡已经经过两个雨季的考验，没有出现新的变形，治理效果明显。治理竣工全貌见图7。

图7 竣工后场景Fig.7 View after the engineering completion

6 结语

微型桩可根据就地取材原则，可选用钢轨桩、钢管桩、钢筋笼桩等，根据受力大小直径可采用φ220～φ350或更大，选取多排连接形成钢架桩，具有施工安全、快捷，并能在较短的时间内达到稳固滑坡的目的，达到应急治理的效果。该方法在中浅层基岩顺层滑坡治理中效果更加明显。

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［3］钱永春.空气潜孔锤钻进技术在深厚砂卵石层中的应用［J］.农业科技与信息，2010，（4）.

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［5］李勇，高万昌.小湾水电站边坡支护小口径潜孔锤跟管钻进工艺［A］.第十三届全国探矿工程（岩土钻掘工程）学术研讨会论文专辑［C］.2005.09.01.

［6］郑治川.潜孔锤反循环跟管钻进技术的研究［D］.吉林大学，2007.

［7］刘广志.潜孔锤的研制与发展［J］.地质与勘探，1994，（2）.

APPLYING THE DTH HAMMER ＆ MINI－PILE TECHNOLOGY IN TREATING THE EMERGENT LANDSLIDE AT FENGHUANGSHAN PARK IN GUANGYUAN

Xiao You－yuan，Ye Xiao－hua
（Sichuan 909th Construction Engineering Co.，Ltd.，Jiangyou 621701，China）

The mini－pile technology is widely used in geo－hazard treatment projects.In treating the emergent landslide，the DTH hammer and cast－in－place bored mini－pile was used，in combination with breast board and lattice concrete structure，after the geographical conditions，geological conditions and the basic characteristics of the landslide were studied.The engineering has been proven to be safe，fast，efficient and effective with low cost and high quality.

landslide；DTH hammer；mini－pile technology；emergency treatment

TU753.3；P642.22

A

1006－4362（2011）04－0072－06

2011－10－09 改回日期：2011－11－26

肖尤元（1963－ ），男，高级工程师，多年来从事地质灾害的勘察、设计、岩土工程施工及管理工作，主持承担多个大型抢险项目，有较丰富的实际工作经验。