岸坡防護工程基礎淘刷防護技術探討

□李洪濤（河南省沙潁河勘測設計院）

1.概述

沙潁河地處中原腹地，是河南省重要防洪河道之一。流域面積3.44萬km2，干流長626km。沿河彎多險工險段多，土質差，且汛期和非汛期來水量差別很大，長期的水流沖刷作用加上河道采砂，引起河床下切，堤岸高懸坡腳失穩。20世紀80年代中期以來，針對險工段采取多種方法進行大力整治，完成各類險工護岸204處，長45.604km。但是由于河床逐年下切的影響，已有近20%～30%險工的基礎，再度被淘刷懸空，進一步發展甚至引起坍塌,嚴重影響了工程的安全和使用壽命。為了有效地防止護岸基礎淘刷破壞，我們進行了多次試驗性的嘗試，取得了一定的效果，筆者結合多年來的實踐和探索，對基礎淘刷防護進行了詳細歸納和分類。

2.常規基礎型式及淘刷破壞形式

常規基礎型式有以下五種，下面詳細介紹各類基礎的做法及發生淘刷破壞的可能性。

2.1 木樁基礎：使用于20世紀60-70年代，木樁長1～2m，梅花布置，樁間距0.3～0.5m，木樁上砌磚石小基礎0.5m×0.5m。由于當時施工條件的影響，基礎上平面往往高于枯水位，比河底稍高。基礎很容易被淘刷懸空，引起坍塌。

2.2 漿砌石基礎，產生于20世紀70年代末運用至今，分為直立式擋墻基礎、斜墻式基礎。直立擋墻基礎呈直角梯形，高1m、頂寬0.8m、底寬1.2m，基礎上平面與河底相平或稍低，基礎一般不易被淘刷懸空。

2.3 噴粉樁基礎，產生于20世紀90年代中期運用至今，樁長5～7m，樁下底面低于河底≥3m，樁徑0.5m，樁與樁相互咬合5cm，成排布置，形成水泥土擋墻。樁背水側砌0.5×0.5m漿砌石小基礎，基礎上平面一般高于枯水位，水泥土擋墻易被淘刷形成側面臨空，致使水泥土擋墻變成受彎構件。

2.4 沉井基礎，運用于20世紀70-80年代，一般用于砂或砂土地基，有一節管和二節管兩種形式。井管管徑0.8～1.0m，上砌0.5m×1.0m漿砌石小基礎，基礎上平面一般與河底相平或稍高。基礎容易被淘刷懸空，嚴重時引起坍塌。

2.5 模袋基礎，產生于20世紀90年代中后期運用至今。一般用于水深或砂基處，袋厚0.15～0.2m，充灌水泥砂漿或混凝土，模袋壓頂做一個“V”型小基礎，深0.5m，寬1.0m，用于錨固模袋。一般模袋緊貼河底鋪設，平鋪>5m，不易發生橫向淘刷破壞，但可能在險工段上端頭部發生淘刷。

表1 淘刷情況評價表

3.淘刷破壞防護型式

傳統淘刷破壞防護型式一般用拋塊石、拋鉛絲籠、拋柳石枕。20世紀80-90年代土工織物在水利工程中運用后，淘刷破壞的防護也出現了新的方法，主要有：土工網籠拋石、拋水泥土袋、砂漿或泥漿管袋、水泥砂漿模袋、水泥土定型袋等。雖然這些新方法也存在一些問題，但這些方法的運用，大大推動了基礎淘刷防護技術的發展。

3.1 防護型式的分類及優缺點

按施工工藝可分為：拋填防護型式和澆筑防護型式。

3.1.1 拋填防護型式：在基礎淘刷狀態下，用拋投料物的方式，來達到防淘刷的目的。包括：拋塊石、拋鉛絲籠、拋柳石枕、土工網籠拋石、拋水泥土袋等等。這類型式的優點是：施工簡單、便捷，易于掌握，容易普及；結構有一定的適應變形的能力；有些材料可以就地取材，容易推廣。缺點是：施工方式過于簡單，拋投質量、拋投坡度難以控制，易造成材料的浪費；從結構上講，結構松散，抗淘刷能力弱，易沖失而引起整體坍塌，被迫進行重復治理。

3.1.2 澆筑防護型式：產生于20世紀90年代，是土工織物在水利工程中得到廣泛應用后而出現的新的防護型式。運用此類型式的施工工藝大致如下：首先用聚丙烯土工織物（或聚乙烯）在岸上加工成袋狀，然后用船在水中定位，采用先下后上的順序鋪設，然后用泥漿泵（砂漿泵、混凝土泵）向袋狀物中充填泥漿（砂漿、混凝土）直至把整個袋充滿。這類型式的優點是：就地取材、施工迅速，功效高、用人少，適用于水下施工；從結構上講整體性好，有一定的剛度，抗沖性能好；施工質量、坡度很容易控制。缺點是：該類型式技術要求較高，施工相對復雜，須由專業隊伍來進行施工；結構上適應變形能力相對較弱；土工織物易老化，老化后對結構強度有一定的影響。

表2是在前面分析的基礎上，編制的各種防護型式的綜合評價表，并對各種結構提出了它們的適用性和今后推廣應用的建議。

表2 各種防護型式綜合評價表

4.結語

通過對以上各種基礎防護型式的分析研究，表明各種結構均有各自的優點與局限性，從目前情況看，我們建議推廣運用土工網籠拋石、泥漿管袋、模袋、水泥土定型袋等淘刷防護結構。由于河流情況復雜，岸坡防護工程位置與修建時間不同，各種結構的適用性也不盡相同，要因地制宜地選定防護型式，在滿足抗淘刷的基礎上，盡量降低工程造價。