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【摘 要】本文根据施工现场的各方面因素，针对南水北调中线干渠郑州段抗滑桩的施工，对“机械液压抓斗成孔”与“人工开挖成孔”两种施工方法进行科学的分析、对比。最后优选出采用液压抓斗进行施工的方法。
【关键词】抗滑桩；液压；人工
南水北调中线一期工程总干渠郑州1段第二标段位于河南省郑州市中原区境内，总干渠桩号SH210+245～SH210+772.97段设计抗滑桩共计180根，抗滑桩位于该段渠道左右岸一级马道中心位置，抗滑桩设计尺寸为1.5m×2.5m，间桩间距5.0m，桩体长度为17.5m。
1.施工方法选择
抗滑桩设计尺寸为1.5m×2.5m，截面为矩形，常规的正循环、反循环钻机和旋挖钻机、冲击钻机无法满足截面尺寸要求，故拟使用机械液压抓斗和人工挖孔桩两种施工方法对比。
2.施工方法对比
2.1液压抓斗施工工艺
图2-1 抗滑桩施工工艺流程图
2.2液压抓斗施工机具的选择
抗滑桩尺寸为1.5m×2.5m，经调查目前国内的液压抓斗成孔机械均为2.8m长。选用该型号液压挖斗的成孔断面尺寸为1.5×2.8米，深度可达70米。其优点是开挖成孔速度快，人员安全有保障。缺点是成孔断面尺寸略大于设计断面尺寸。若完全满足设计要求尺，则需要单独订制液压抓斗，定制费用约70万/台，供货周期长，设备性能无保障。为满足施工工期要求和安全需要，经与业主、设计、监理沟通后，可选择1.5×2.8米尺寸的液压抓斗进行抗滑桩施工，新增工程量可另计。
2.3人工挖孔桩主要施工方法
2.3.1桩体开挖
每根桩四个工人施工，两个人在孔下挖孔，两个人在孔上操作卷扬机倒土。
开挖前先用全站仪或GPS根据控制点精确放样出各桩点的中心及各边位置。再将桩引出开挖断面1m设置护桩并经常检查校核。
每节开挖深度1米，开挖一节即做好该节护壁，护壁混凝土达到设计强度70%后方可开挖下一节。开挖全部由人工自上而下逐层用镐、锹进行。开挖次序为先挖中间部分后挖周边，遇到硬土层时，用锤、钎破碎或用空压机带风镐开挖。如遇地下水位，在孔内挖集水井，用小型潜水泵将水排至孔口外指定地点。
在孔口上安装钢管三角架，三角架上安装滑轮，孔口的1/2部分覆盖厚5cm的木板，通过卷扬机提升吊土桶，将手推车推至木板上进行出土（如图2-2所示）。随着挖孔加深，及时安装通风、照明等设备。挖孔达到设计标高后，进行孔底处理，使孔底平整、无松碴淤泥及沉碴，经监理工程师检查合格后应马上封底，绑扎钢筋笼，灌注桩身混凝土。
2.3.2护壁施工
为防止坍孔和保证施工的安全，桩孔需采用钢筋混凝土护壁支护，每节高1m，厚250mm，C20混凝土内配Ф12@250钢筋。护壁模板采用组合钢模板拼装而成，拆上节支下节循环周转使用。
2.4施工方法对比
采用液压抓斗成孔和人工开挖成孔均能满足施工工艺需要，但是对比两种成孔施工，液压抓斗成孔效率高，遇到岩石层和胶结层，采用重力冲抓方式能直接抓碎岩石，不用使用爆破或人工入孔破碎岩层，能保证施工安全，同时又能保证工期。人工挖孔结合混凝土护壁方式成孔虽能满足工艺需要，但是膨胀土段土层在失水和孔隙水作用下易塌孔，混凝土护壁有一定难度，遇到岩层使用风镐破碎效率低下，工期无法保证，故在施工方法上选择“液压抓斗成孔”比“人工挖孔”更加科学、合理、安全。
3.工期分析对比
抗滑桩施工处于渠道膨胀土段，该段渠道需要水泥改性土换填，工期紧，任务重，根据总体施工进度安排，抗滑桩施工工期为113天，抗滑桩设计根数为180根。
采用液压抓斗施工，根据试验桩单根成孔时间为3天，故使用3台金泰60的液压抓斗左、右岸同时施工，每天平均完成2根樁。
采用人工挖孔桩施工，根据施工工艺，单根桩成孔时间为18天。为保证每天2根桩，按每个班组4人，每班组每天1米成孔及护壁浇注。为保证工期需要配置36个班组，36套人工挖孔设备。膨胀土段土层在失水和孔隙水作用下易塌孔，混凝土护壁难度大，在挖桩过程中如遇到岩层和胶结层，需要使用风镐破碎岩石，进度无法保证。
综上对工期的分析对比，人工挖孔混凝土护壁成孔和液压抓斗冲抓成孔在工期需要上，液压抓斗冲抓成孔工期更有保障，人工挖孔混凝土护壁成孔效率低下，无法保障工期，工期风险较大。
4.安全风险分析对比
液压抓斗施工抗滑桩中，涉及安全的主要有现场用电、现场钢筋加工机械安全、成孔出渣运输安全、钢筋笼吊装安全、混凝土浇筑安全和液压抓斗成孔施工安全等方面。由于成孔过程中作业工作面独立，交叉和平行施工影响小。施工人员不在桩孔内作业，极大地减小了土方坍塌、地下水汇集等带来的施工人员生命安全隐患。
人工挖孔成孔施工，同时要开展多个工作面，出渣面多，施工道路交叉影响严重。施工中人员在孔底作业，土层坍塌和孔隙水等突然会对孔底施工人员有坠物、塌方、涌水等安全隐患，工作面照明和通风必须良好，孔内照明、岩石破碎也对施工人员产生触电安全隐患。
根据对两种施工方法安全风险的分析比较，液压抓斗成孔安全风险小，更适用于本标段抗滑桩施工。
5.施工资源配置分析对比
根据在满足进度下两种施工方法施工资源配置情况，液压抓斗使用机械较多，人员数量少，更利于现场管理和提高效率；人工挖孔施工机械使用数量相对少，但是人员数量远远超过液压抓斗施工人员数量，现场管理难度大，人工大部分还在孔内作业，安全管理风险高，难度大，混凝土运输调度模板调度使用程序复杂，资源优化困难，不利于节约成本，生产效率容易受到人员、模板、振捣器、混凝土供应影响。
6.施工成本节约措施分析对比 6.1液压抓斗主要施工措施
6.1.1导墙制作
为防止孔口坍塌，成孔施工前，需要施工导墙，导墙尺寸为厚0.8m、深1.2m的钢筋混凝土，以保证抗滑桩的桩顶处不塌孔和保证垂直度。
以单根桩为例，每根桩需要增加混凝土9.4m3导墙混凝土，此部分混凝土可通过将导墙改为了钢护筒减少该部分混凝土。减少后导墙的措施费用大为减少，可节约投资。
6.1.2泥浆护壁 （下转第350页）
（上接第302页）根据渠道地质纵剖图，桩孔深度内无地下水，可通过试验桩试验减少泥浆护壁工序，使用自密实混凝土浇注，桩顶位置使用混凝土振捣器振捣密实。如果 试验桩能满足施工需要，也会降低措施费用。
6.1.3半成品保护
使用液压抓斗成孔施工，施工完毕后会立即浇注混凝土，其半成孔数量少，相对于人工挖孔施工方法易于安全管理和减少塌孔等因素影响，该部分也能节约施工成本。
6.2人工挖孔主要施工措施
6.2.1混凝土护壁
人工挖孔需采用钢筋混凝土护壁支护，每节高1m，厚250mm，C20混凝土内配Ф12@250钢筋。按单桩计算，需要混凝土32.9m3，模板支护140㎡，并且需要分18次装卸模板。该项措施中混凝土施工费材料费用高，混凝土供应对渠道其他建筑物混凝土施工影响。
6.2.2岩层破碎
人工挖孔如遇到岩层，施工效率低下，风镐工效低，安全风险高，振动容易造成塌孔，加大桩体混凝土浇注方量，不利于成本和进度，安全更无法保障。
6.2.3半成品保护
人工挖孔施工，半成品数量多，夜间看护难度大。渠道又紧邻村庄，安全隐患多，半成品看护和安全施工措施费将大幅增加，不利于安全施工和成本控制。
6.3两种施工方法施工措施对比分析
综上，两种施工方法均需要一定的措施保障施工中的安全、工艺，但是液壓抓斗安全隐患少，各种施工措施通过优化后可降低成本，便于成本控制。而人工挖孔施工中安全措施费用高，施工工艺对材料、人工损耗大，不利于安全管理和成本控制。
7.分析对比结论
综合前面的分析对比，两种施工方法理论上均能满足图纸设计需要。但在施工工艺、工期保障、安全风险评估、施工资源配置、施工措施费用、混凝土供应等因素上，液压抓斗成孔施工具有明显优势，本着“安全第一”原则，最终选择了液压抓斗成孔施工作为渠道抗滑桩施工方法。■
【参考文献】
[1]王伟华.抗滑桩施工技术探讨[J].铜业工程，2007（03）.
[2]赵金梅.三峡库区滑坡防治工程抗滑桩施工技术[J].广州建材，2010（02）.
[3]李世芳.谈抗滑桩施工方法及关键技术[J].山西建筑，2013（08）.
[4]王彩燕.抗滑桩施工工艺及质量控制措施[J].山西建筑，2011（15）.
【关键词】抗滑桩；液压；人工
南水北调中线一期工程总干渠郑州1段第二标段位于河南省郑州市中原区境内，总干渠桩号SH210+245～SH210+772.97段设计抗滑桩共计180根，抗滑桩位于该段渠道左右岸一级马道中心位置，抗滑桩设计尺寸为1.5m×2.5m，间桩间距5.0m，桩体长度为17.5m。
1.施工方法选择
抗滑桩设计尺寸为1.5m×2.5m，截面为矩形，常规的正循环、反循环钻机和旋挖钻机、冲击钻机无法满足截面尺寸要求，故拟使用机械液压抓斗和人工挖孔桩两种施工方法对比。
2.施工方法对比
2.1液压抓斗施工工艺
图2-1 抗滑桩施工工艺流程图
2.2液压抓斗施工机具的选择
抗滑桩尺寸为1.5m×2.5m，经调查目前国内的液压抓斗成孔机械均为2.8m长。选用该型号液压挖斗的成孔断面尺寸为1.5×2.8米，深度可达70米。其优点是开挖成孔速度快，人员安全有保障。缺点是成孔断面尺寸略大于设计断面尺寸。若完全满足设计要求尺，则需要单独订制液压抓斗，定制费用约70万/台，供货周期长，设备性能无保障。为满足施工工期要求和安全需要，经与业主、设计、监理沟通后，可选择1.5×2.8米尺寸的液压抓斗进行抗滑桩施工，新增工程量可另计。
2.3人工挖孔桩主要施工方法
2.3.1桩体开挖
每根桩四个工人施工，两个人在孔下挖孔，两个人在孔上操作卷扬机倒土。
开挖前先用全站仪或GPS根据控制点精确放样出各桩点的中心及各边位置。再将桩引出开挖断面1m设置护桩并经常检查校核。
每节开挖深度1米，开挖一节即做好该节护壁，护壁混凝土达到设计强度70%后方可开挖下一节。开挖全部由人工自上而下逐层用镐、锹进行。开挖次序为先挖中间部分后挖周边，遇到硬土层时，用锤、钎破碎或用空压机带风镐开挖。如遇地下水位，在孔内挖集水井，用小型潜水泵将水排至孔口外指定地点。
在孔口上安装钢管三角架，三角架上安装滑轮，孔口的1/2部分覆盖厚5cm的木板，通过卷扬机提升吊土桶，将手推车推至木板上进行出土（如图2-2所示）。随着挖孔加深，及时安装通风、照明等设备。挖孔达到设计标高后，进行孔底处理，使孔底平整、无松碴淤泥及沉碴，经监理工程师检查合格后应马上封底，绑扎钢筋笼，灌注桩身混凝土。
2.3.2护壁施工
为防止坍孔和保证施工的安全，桩孔需采用钢筋混凝土护壁支护，每节高1m，厚250mm，C20混凝土内配Ф12@250钢筋。护壁模板采用组合钢模板拼装而成，拆上节支下节循环周转使用。
2.4施工方法对比
采用液压抓斗成孔和人工开挖成孔均能满足施工工艺需要，但是对比两种成孔施工，液压抓斗成孔效率高，遇到岩石层和胶结层，采用重力冲抓方式能直接抓碎岩石，不用使用爆破或人工入孔破碎岩层，能保证施工安全，同时又能保证工期。人工挖孔结合混凝土护壁方式成孔虽能满足工艺需要，但是膨胀土段土层在失水和孔隙水作用下易塌孔，混凝土护壁有一定难度，遇到岩层使用风镐破碎效率低下，工期无法保证，故在施工方法上选择“液压抓斗成孔”比“人工挖孔”更加科学、合理、安全。
3.工期分析对比
抗滑桩施工处于渠道膨胀土段，该段渠道需要水泥改性土换填，工期紧，任务重，根据总体施工进度安排，抗滑桩施工工期为113天，抗滑桩设计根数为180根。
采用液压抓斗施工，根据试验桩单根成孔时间为3天，故使用3台金泰60的液压抓斗左、右岸同时施工，每天平均完成2根樁。
采用人工挖孔桩施工，根据施工工艺，单根桩成孔时间为18天。为保证每天2根桩，按每个班组4人，每班组每天1米成孔及护壁浇注。为保证工期需要配置36个班组，36套人工挖孔设备。膨胀土段土层在失水和孔隙水作用下易塌孔，混凝土护壁难度大，在挖桩过程中如遇到岩层和胶结层，需要使用风镐破碎岩石，进度无法保证。
综上对工期的分析对比，人工挖孔混凝土护壁成孔和液压抓斗冲抓成孔在工期需要上，液压抓斗冲抓成孔工期更有保障，人工挖孔混凝土护壁成孔效率低下，无法保障工期，工期风险较大。
4.安全风险分析对比
液压抓斗施工抗滑桩中，涉及安全的主要有现场用电、现场钢筋加工机械安全、成孔出渣运输安全、钢筋笼吊装安全、混凝土浇筑安全和液压抓斗成孔施工安全等方面。由于成孔过程中作业工作面独立，交叉和平行施工影响小。施工人员不在桩孔内作业，极大地减小了土方坍塌、地下水汇集等带来的施工人员生命安全隐患。
人工挖孔成孔施工，同时要开展多个工作面，出渣面多，施工道路交叉影响严重。施工中人员在孔底作业，土层坍塌和孔隙水等突然会对孔底施工人员有坠物、塌方、涌水等安全隐患，工作面照明和通风必须良好，孔内照明、岩石破碎也对施工人员产生触电安全隐患。
根据对两种施工方法安全风险的分析比较，液压抓斗成孔安全风险小，更适用于本标段抗滑桩施工。
5.施工资源配置分析对比
根据在满足进度下两种施工方法施工资源配置情况，液压抓斗使用机械较多，人员数量少，更利于现场管理和提高效率；人工挖孔施工机械使用数量相对少，但是人员数量远远超过液压抓斗施工人员数量，现场管理难度大，人工大部分还在孔内作业，安全管理风险高，难度大，混凝土运输调度模板调度使用程序复杂，资源优化困难，不利于节约成本，生产效率容易受到人员、模板、振捣器、混凝土供应影响。
6.施工成本节约措施分析对比 6.1液压抓斗主要施工措施
6.1.1导墙制作
为防止孔口坍塌，成孔施工前，需要施工导墙，导墙尺寸为厚0.8m、深1.2m的钢筋混凝土，以保证抗滑桩的桩顶处不塌孔和保证垂直度。
以单根桩为例，每根桩需要增加混凝土9.4m3导墙混凝土，此部分混凝土可通过将导墙改为了钢护筒减少该部分混凝土。减少后导墙的措施费用大为减少，可节约投资。
6.1.2泥浆护壁 （下转第350页）
（上接第302页）根据渠道地质纵剖图，桩孔深度内无地下水，可通过试验桩试验减少泥浆护壁工序，使用自密实混凝土浇注，桩顶位置使用混凝土振捣器振捣密实。如果 试验桩能满足施工需要，也会降低措施费用。
6.1.3半成品保护
使用液压抓斗成孔施工，施工完毕后会立即浇注混凝土，其半成孔数量少，相对于人工挖孔施工方法易于安全管理和减少塌孔等因素影响，该部分也能节约施工成本。
6.2人工挖孔主要施工措施
6.2.1混凝土护壁
人工挖孔需采用钢筋混凝土护壁支护，每节高1m，厚250mm，C20混凝土内配Ф12@250钢筋。按单桩计算，需要混凝土32.9m3，模板支护140㎡，并且需要分18次装卸模板。该项措施中混凝土施工费材料费用高，混凝土供应对渠道其他建筑物混凝土施工影响。
6.2.2岩层破碎
人工挖孔如遇到岩层，施工效率低下，风镐工效低，安全风险高，振动容易造成塌孔，加大桩体混凝土浇注方量，不利于成本和进度，安全更无法保障。
6.2.3半成品保护
人工挖孔施工，半成品数量多，夜间看护难度大。渠道又紧邻村庄，安全隐患多，半成品看护和安全施工措施费将大幅增加，不利于安全施工和成本控制。
6.3两种施工方法施工措施对比分析
综上，两种施工方法均需要一定的措施保障施工中的安全、工艺，但是液壓抓斗安全隐患少，各种施工措施通过优化后可降低成本，便于成本控制。而人工挖孔施工中安全措施费用高，施工工艺对材料、人工损耗大，不利于安全管理和成本控制。
7.分析对比结论
综合前面的分析对比，两种施工方法理论上均能满足图纸设计需要。但在施工工艺、工期保障、安全风险评估、施工资源配置、施工措施费用、混凝土供应等因素上，液压抓斗成孔施工具有明显优势，本着“安全第一”原则，最终选择了液压抓斗成孔施工作为渠道抗滑桩施工方法。■
【参考文献】
[1]王伟华.抗滑桩施工技术探讨[J].铜业工程，2007（03）.
[2]赵金梅.三峡库区滑坡防治工程抗滑桩施工技术[J].广州建材，2010（02）.
[3]李世芳.谈抗滑桩施工方法及关键技术[J].山西建筑，2013（08）.
[4]王彩燕.抗滑桩施工工艺及质量控制措施[J].山西建筑，2011（15）.