海邊護岸浪損后咬合樁和注漿修復方案的比選及注漿技術

胡茂剛

摘 要：位于海岸邊的護岸經常受到臺風、潮水的襲擊，漲退潮循環容易造成水土流失，導致護岸毀損及護岸后方地基下沉。通過對咬合樁及注漿兩種修復方案的比選，根據施工可行性，選定注漿修復方案，介紹修復原理及關鍵工序，該技術較好地解決護岸修復耐久性與可行性的難題，修復工作質量可控。

關鍵詞：浪損護岸；方案比選；注漿修復技術

1 概述

修復的護岸位于廈門市思明區環島路書法廣場前，護岸高約3.5m，護岸頂寬約3米，斷面需修復的長度約150m，護岸墻原為漿砌條石護岸，護岸頂為書法廣場，護岸底為海灘。由于受到海浪潮水長年沖刷，護岸基礎被部分掏空，出現崩塌，護岸頂地面沉陷，人行護欄垮塌。為減災、防災，需對該護岸進行排險修復。

2 維修加固方案比選

2.1 咬合樁方案

修復方案：待修復的護岸防護采用咬合樁結構，咬合樁采用長短樁間隔配置，長樁為鋼筋砼樁，樁徑為0.9m，樁長為20m。短樁為素砼，樁徑1m，樁長8m，間距1.6m。先構筑圍堰，施工素砼樁，在素砼樁初凝前施工配筋砼樁。在樁底上構筑冠梁，在冠梁上布置壁厚為30cm鋼筋砼護面板（見圖1）。

該設計方案結構合理，防護效果直觀可靠，耐久性很好，如果該方案位于砂質海床，且潮差較小時將是一個優秀的防護方案。由于加固段護岸位于廈門灣海域，外側無掩護，潮差較大，正常潮差在5m左右。施工咬合樁必須構筑圍堰及鉆孔平臺，圍堰與鉆孔平臺的成本很高，施工后還需拆除。該處海床底孤石、亂石較多，均給護筒埋設及成孔造成極大的困難。咬合樁施工工藝要求連續性很強，短樁必須在相鄰的長樁砼初凝前完成鉆孔，如果咬合效果不佳將降低防護效果。工期且跨越臺風季節，極易遭遇臺風（在后來的施工期間，廈門遭受到莫蘭蒂臺風的重創）。經過業界專家多次論證，得出結論該咬合樁防護方案很難實施，成本極大及質量隱患較大。

2.2 拋石與注漿修復方案

方案2為拋石注漿方案。臨海面墻基采用澆筑砼防護，墻體基礎采用灌漿加固，墻前采用塊石護底，護底長度不少與13m。墻后采用高壓注漿形成止水帷幕墻，防止水土流失。上部構造將已垮塌部分拆除，更換墻頂砼蓋板并加厚，墻后設置截水溝，在墻頂砼板內埋設水管將積水排入大海。方案見圖2。

該方案防護效果較好，可實施性較強，且造價合理。在防護墻根部澆筑砼，對護墻起到較好的防護作用，臨海面拋石可以較好抵御臺風及海潮對條石護墻的侵蝕。護墻后面構筑高壓旋噴樁有效防止后方泥土隨潮水流失，從而導致地基沉降。最終選定該方案。

3 拋石注漿修復施工技術

整個施工修復工均按照《水運工程質量檢驗標準》的規定進行質量控制。修復工藝流程如下：

現場圍擋施工——澆筑護腳砼——碎石墊層及拋石護腳——護岸基礎注漿——用潛孔鉆機引孔——施工旋噴樁——拆除砼壓板及條石——漿砌擋墻——壓頂板施工——截水溝。

該修復工作采用的主要設備有：挖掘機、裝載機、潛孔鉆機、旋噴樁機、汽車吊、自卸汽車、砼攪拌車等。

3.1 墻前防護拋石施工要點

拋石護底施工流程：施工放樣——船舶靠岸——攤鋪碎石、塊石墊層——檢查、調平、整平——拋石——找補整形——驗收。

材料質量要求：護底塊石重量不小于500kg；護底塊石層下設置300mm厚碎石墊層；石料質地堅實、無片狀、無風化和裂紋，飽水抗壓強度不低于50MPa。石料驗收合格后，分段進行拋設護底塊石施工。

平板駁船按計劃直接乘高潮進入拋石位置，采用挖掘機拋石。

3.2 旋噴樁施工技術

高壓旋噴樁施工工藝流程：清理施工場地——測量放樣——用潛孔鉆機引孔——挖排漿溝——鉆機就位鉆孔——漿液制備——鉆孔到位——開啟高壓注漿泵注漿——提升鉆桿——旋轉噴射至高于設計樁頂停止噴射、移機。

3.3 高壓旋噴注漿施工流程及技術措施

①測量定位，清理施工場地，依據控制樁和設計圖，放出旋噴樁孔位。②準備排漿溝及泥漿池，施工工程中將廢棄的冒漿液導入泥漿池，沉淀凝結后集中運至場外存放或棄置。③用潛孔鉆機引孔，鑒于后方孤石較多，高壓旋噴樁鉆機難以成孔，故先引孔。根據現場放線移動鉆機，使鉆桿頭對準孔位中心。同時為保證鉆機達到設計要求的垂直度，鉆機就位后作水平校正，使鉆桿軸線垂直對準鉆孔中心位置。在校直糾偏檢查中，利用垂球（高度不得低于1.5m）從垂直兩個方向進行檢查，若發現偏斜，則在機座下加墊木塊進行調整。④旋噴鉆機就位鉆孔，鉆進成孔，孔徑為φ90mm，按已引的孔進行成孔，平面位置偏差不大于50mm。⑤配置水泥漿。水灰比按設計規定，不隨意更改，在噴漿配置過程中防止水泥漿沉淀，使濃度降低。每次投料后拌合時間不少于3min，待壓漿前將漿液倒入集料斗中，水泥漿隨拌隨用。⑥旋噴漿液，先噴漿后旋轉和提升。旋噴前檢查高壓設備和管路系統，其壓力和流量滿足設計要求。注漿管及噴嘴內無任何雜物。保持注漿管接頭的密封圈良好。當注漿管貫入土中，噴嘴達到設計標高時，按確定的施工參數噴射注漿。噴射時先達到預定的噴射壓力，流量正常后再逐漸提升注漿管，由下而上旋噴注漿。當提升至設計樁頂下1.0m深度時，放慢提升速度至設計高程。⑦噴射作業結束后，將冒出的漿液回灌到孔內，直至不下沉為止。⑧沖洗機具，高壓噴射注漿完畢，迅速拔出注漿管徹底清洗漿管和注漿泵，防止被漿液凝固堵塞（因故停工3h時，妥善清洗泵體和噴漿管道）。⑨記錄實際孔位、孔深和每個鉆孔內的地下障礙物、注漿量等資料；移動旋噴機具至下一孔位。

3.4 旋噴樁質量控制措施

①旋噴施工前將鉆架安放平穩牢固，定位準確，噴射管傾斜度不大于1.5%，樁心偏差不大于5cm。②正式開工前作試驗樁，確定合理的旋噴參數和漿液配合比。旋噴深度、直徑、抗壓強度符合設計要求。③為使漿液因延時而不致沉淀和離析，及早提高復合固結體的強度摻入2%的緩凝劑。④旋噴過程中冒漿量小于注漿量的20%為正常現象，若超20%或完全不冒漿時，查明原因，調整旋噴參數或改變噴嘴直徑。⑤保持鉆桿旋轉和提升連續不中斷，拆卸接長鉆桿或繼續旋噴時保持鉆桿有10-15cm的搭接長度，以免出現斷樁。⑥旋噴過程中如因機械故障中斷旋噴時，重新鉆至樁底設計標高并重新旋噴。⑦制作漿液時，水灰比按設計進行，嚴格控制，不得隨意改變。在旋噴過程中，防止泥漿沉淀、濃度降低，不使用受潮或過期水泥。漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時，用濾網進行過濾，過濾篩孔小于噴嘴直徑1/2。⑧高壓噴射注漿過程中出現驟然下降、上升或大量冒漿等異常情況時，查明原因并及時采取措施。一旦出現中斷供漿，立即將噴管下沉至停供點以下0.3m，待復供后再行提升。⑨按規定作好質量檢驗，采取鉆孔取芯、標準貫入、靜載試驗等方法進行，檢查點的數量按規范辦理。質量檢驗在注漿結束28天后進行，對檢驗不合格的復噴。

3.5 高壓旋噴樁施工應急措施

根據經驗：孔口冒漿量小于注漿量的20%為正常現象，若超過20%或完全不冒漿時， 查明原因并采取相應措施。若因地層中有較大空隙引起的不冒漿，則可在漿液中摻加適量的速凝劑，縮短時間，使漿液在一定土層范圍內凝固。另外在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再后繼續正常旋噴。冒漿過大的主要原因一般是：有效噴射范圍與注漿不相適應，注漿量大大超過旋噴固結所需的漿量所致，減少冒漿的措施有三種：①提高旋噴壓力；②適當縮小噴嘴孔徑；③加快提升旋噴速度。旋噴時，做好壓力，流量和冒漿量的量測工作，鉆桿的旋噴和提升連續不斷。當拆卸鉆桿繼續旋噴時，注意保持鉆桿有0.5m的搭接長度，不得使噴射固結體脫節。

3.6 擋墻修復技術要點

施工順序：①拆除垮塌擋墻。②在原位置分段分層砌筑新擋墻，保持相鄰兩工作段的砌筑高差不超過1000mm。③計算層數，選好石料，砌筑時控制石料的砌筑高度和砌縫的橫平豎直。④采用丁、順相間的砌筑形式，當墻體大于或等于兩塊石料寬度時，采用順砌，每砌兩層后，砌下一個丁層。

4 結論

采用拋石與注漿方案相結合的方案，較好的解決海邊浪損護岸的修復工作，比咬合樁方案簡單易行，施工方便，施工周期短，對現場干擾小，造價合理，減少質量風險。采用拋石與注漿法修復護岸為類似工程修復提供技術借鑒。