江苏省岩土工程公司 江苏南京 210019
摘要：抗滑桩是滑坡地质灾害治理中的常用措施，鉴于大多数滑坡区作业面狭小，大型桩机难以展开作业。因此，多数治理方案的抗滑桩更倾向于选用人挖成孔工艺。但是人工挖孔中难免遭遇坚硬孤石，同时开挖至持力层后，人工+风镐破岩的工艺往往导致施工进度缓慢，工程造价抬高等现象发生。通过工程实践探索，采用潜孔锤凿岩技术，可加快挖孔进度，避免事故发生，节约工程造价，更好地完成抗滑桩的施工。
关键词：潜孔锤；人工挖孔抗滑桩；高强度岩石
引言
人工挖孔桩是一种通过人工开挖成孔，再灌注砼成桩的桩基施工工艺，适用于旱地或少水且较密实的土质或岩石地层，因其占地较少、成本较低、工艺简单、易于控制质量且施工时不易产生污染等优点而被广泛应用于桩基工程施工中。
但是人工挖孔也有如下缺点：对安全要求高，对有害气体、易燃气体、空气稀薄等情况需及时处理，遇到地下水时要边抽边挖，对漏电保护也有特殊要求。此外存在掘进时易发生塌孔事故，遭遇高强度岩石，或进入持力层时开挖难度增加等现象。
B滑坡地质灾害治理工程在抗滑桩施工过程中，遭遇大量勘查报告未描述的高强度岩石，施工时钎头变形严重，人工+风镐的传统施工工艺根本无法破除，以至于施工被迫中断。为了确保校园安全，施工单位根据自身多年施工经验，经过调研并与各参建单位协商，结合工期、成本及本工程的一些特殊情况，共同商定采用潜孔锤破除此类高强度岩石的施工工艺。从而大大加快了施工进度，降低了工程造价，根除了地质灾害隐患，实现了治理项目的综合效益。
一、工程概况
1.1地理位置
B滑坡地质灾害治理工程位于南京市栖霞区燕子矶中学校园内，西邻幕府山，东靠和燕路，坡底即燕子矶中学实验楼。
1.2地质概况
治理部位长约90m，边坡高度15～20m，山坡坡度1:1。
1、地质情况。勘查深度范围内岩土体根据沉积时代、成因、状态及其特征，各岩土层描述如下：
1-2层耕填土：褐色，褐灰～褐黄色,软～可塑，土质不均匀，主要成分为粘性土,夹有少量的碎砖石屑,工程性质较差。填龄约3年。层厚0.5～3.0m。
1-3层粉质粘土：褐黄色，硬塑，局部可塑，土质不均，该层有光泽，干强度高，韧性高，中等压缩性，工程性质好。层厚3.00～5.50m，层底标高31.85～53.55m。
3-2层粉质粘土:黄褐色，可塑，部分软塑，该层有光泽，干强度高，韧性高，中等压缩性，土质不均，工程性质较好。层厚3.00～10.50m，层底标高23.00～49.55m。
3-3层粉质粘土：黄褐色，棕红色，硬塑，底部夹风化岩块,土质较均匀，该层有光泽，干强度高，韧性高，中等压缩性，工程性质好。层厚0.50～9.00m，层底标高16.62～46.55m。
5-1层强风化砾岩：棕红色，砖红色，较坚硬，风化剧烈，部分呈土状，麻花钻易钻进，芯样手击易碎，遇水易软化，工程性质好。极软岩，岩体较破碎，岩体等级为Ⅴ级。层厚0.50～5.90m，层底标高14.42～44.35m。
5-2层中风化粉砂岩：棕红色，砖红色，不易钻进，芯样较完整，无规律分布，较软岩，岩体基本质量等级Ⅳ级，岩石饱和单轴抗压强度12.292MPa，工程性质好，该层未揭穿。
1.3主要治理措施
滑坡治理采用人挖桩联合3道梁，坡面格构土钉锚固、挂网喷浆、截排水系统、坡脚放坡绿化等措施加以治理。
工程主要内容：人工挖孔抗滑桩48根，锚杆130根，土钉500根，桩身立面及坡面挂网喷浆902.5m2，圈腰梁总长247m，水沟247.7m，格构1240.8m，挡墙248.5m，草坪1400m2，卵石路98.5m等。
二、潜孔锤凿岩技术在桩孔开挖中的选用及技术路线
2.1潜孔锤凿岩技术的选用
B滑坡地质灾害治理工程，在人挖桩开挖过程中，发现掘进至6m深时即遇到岩层（设计终孔深度约为11m、岩层面约为9m），此情况与地勘报告和设计图纸明显不符。为排除此为孤石，施工单位最初仍采用人工+风镐的传统工艺开挖，施过程异常困难，钎头变形严重，破除效率非常低。经过详细的地质再勘查工作，发现此类岩石于大多桩孔中普遍分布，并非孤石。经试验鉴定，该类高强度岩石为砂砾岩，硅质胶结，硬度高(经试验抗压强度平均达60MPa左右），风镐难以破除。挖桩作业受阻，施工进度严重滞后。
针对上述情况，施工单位结合人挖桩的施工要求及多年施工经验，必须采取其它有效措施，破除孔内高强度岩石，掘进至设计要求的持力层，否则无法继续进行下道工序施工，也难以确保治理效果。
经施工单位多方调研，并结合自身多年的施工经验，兼顾工期、造价等多方面因素比选，并与各参建单位协商，最终确定采用潜孔锤破除孔内高强度岩石+人工清理岩屑的方法掘进，直至设计孔深的技术路线。
2.2潜孔锤凿岩技术路线
潜孔锤凿岩技术路线即先用潜孔锤把岩石钻成蜂窝状，再用风镐破除孔间岩体，岩屑由孔内转运至孔外。潜孔锤凿岩采用气动冲击成孔，岩石强度越高，成孔效果越好；空气既作为动力又作为排渣介质，且对周围岩土体扰动小，不造成次生灾害。
根据人工挖孔桩桩径、桩孔护壁的厚度，以及岩石强度等特征，确定潜孔锤成孔孔径、孔净距，钻孔自中心向四周呈放射状分布。本工程人工挖孔桩桩径1200mm（不含护壁厚度），潜孔锤成孔孔径90mm，横向、竖向孔净距100mm进行孔位布设。
潜孔锤钻进时对正孔位，轻锤慢钻，每次进尺约1m，岩屑在孔底积累到一定深度后，进行人工清理，然后再行钻进。钻孔呈蜂窝状后，再用人工+风镐破除孔间残留的岩石，如此反复，直至开挖孔深至设计深度。
2.3潜孔锤凿岩的特点
1、钻进效率高，尤其是单次冲击功大，排渣风速高，孔底干净，无二次破碎；在无地下水的情况下，改善了孔底作业条件；2、潜孔锤的柱齿或球齿硬质合金钻头，在高强度岩石中使用，既有利于破岩，又有比金刚石钻头寿命高的特性，大大降低了钻头成本；3、因钻具转速低，钻具对孔壁的碰撞机会较少，因此可提高钻孔的垂直度，同时，也可避免塌孔事故的发生；4、潜孔锤钻进采用的无循环干式作业，空气既作为动力又作为排渣介质，不污染环境；5、潜孔锤工作时单次冲击在瞬间可生产极大作用力，因而它既适用于软层冲击挤密不排土钻进，也适用于高强度岩石的破碎。
三、潜孔锤凿岩技术在地质灾害治理中应用的效益
1、采用潜孔锤破除人挖桩内高强度岩石的施工工艺，而非采用爆破措施，避免了对校园里师生学习、生活的干扰，也确保了周围居民正常的生产、生活。2、减少了对周围边坡岩土体的扰动，不致边坡临空面滑塌，避免了次生灾害的发生，确保了施工安全；3、相比爆破工艺减少了扬尘的排放，确保了校园环境；4、降低了施工噪音，避免了对周围环境的干扰；5、使桩深顺利达到设计要求，根除了地质灾害隐患，使得山体及植被得以保留，坡面复绿后与校园环境融为一体，为打造绿色校园作出了贡献。
结论
潜孔锤凿岩技术，对桩基工程施工，特别是人挖桩内高强度岩石的破除提供一种新工艺、新方法，能满足地层复杂、岩石强度高的人工挖孔桩施工要求，同时也节约了工程造价和缩短了工期。尤其适用于一些对工期要求紧、环境特殊、采取爆破工艺易导致次生灾害的滑坡、崩塌等地质灾害治理工程中。潜孔锤凿岩工艺，其破碎高强度岩石的能力强，操作方便，效率极高，今后必将得到更广泛的应用与推广。
参考文献
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