護(hù)坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及鉆孔灌注樁施工工藝探究

鄭曉霞

（遼寧省營口水文局，遼寧營口115003）

1 概況

工程位于大遼河干流左岸上游，從營口市大興村始至下游營口港東端，支流勞動(dòng)河為勞動(dòng)河閘下至河口段及勞動(dòng)河支流虎莊河閘下至河口段。

工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，工程級(jí)別：大遼河左岸NDLZK0+000~NDLZK1+412.31段為1級(jí)，NDLZK1+412.31~NDLZK4+970.42段為2級(jí)；勞動(dòng)河左岸NLDZK0+000~NLDZK1+389.01為1級(jí)，勞動(dòng)河右岸NLDYK0+000~NLDYK1+224.12為2級(jí)；虎莊河左岸NHZZK0+000~NHZZK1+509.37和右岸NHZYK0+000~NHZYK1+419.06為1級(jí)。工程主要建設(shè)內(nèi)容：永久工程新建堤防4.13 km，培高加固6.38 km，新建及維修改建穿堤建筑物12座；土方開挖約42萬m3，堤身填筑約46萬m3，鉆孔灌注樁約9 400 m，水工磚護(hù)坡約10萬m2，現(xiàn)澆混凝土約2萬m3，堤頂路約為5.8萬m2；臨時(shí)工程編織袋土圍堰約為13萬m3，鋼板樁圍堰約為3.6萬m2。

2 護(hù)坡工程

2.1 直立式護(hù)坡

采用懸臂式擋土墻形式，現(xiàn)澆C30F200W4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。具體施工部位位于樁號(hào)NDLZK1+415.23~NDLZK1+615.23，NDLZK2+214.80~NDLZK2+264.80，施工總長250.00 m，，以及NDLZK0+519.90~NDLZK0+844.38段的擋土墻，此段長324.48 m。

擋土墻混凝土采用商品混凝土；模板采用覆膜膠合板模板，拉接采用對拉螺栓。施工工藝流程：基槽開挖→基礎(chǔ)處理→墊層施工→擋墻底板施工→擋墻立壁施工→墻后回填[1]。

2.1.1 基槽開挖

基槽土方采用人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行開挖。測量員隨挖隨測，控制線位和高程，開挖邊坡為1∶1.5，開挖寬度和深度只許超挖不能欠挖，超挖部分用碎石換填層相同填料進(jìn)行回填壓實(shí)。

2.1.2 地基處理

基槽位于低液限粘土層中，開挖至設(shè)計(jì)高程后換填50 cm碎石并夯實(shí)，相對密度不小于0.65。當(dāng)?shù)刭|(zhì)與設(shè)計(jì)不符或換填碎石基面產(chǎn)生軟彈等情況時(shí)，由監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)及施工方共同現(xiàn)場確定處理方案（增加換填厚度等），直至滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

2.1.3 混凝土墊層施工

擋墻墊層為10 cm厚C20素混凝土，采用商品混凝土，泵送澆筑。在換填碎石層面上鋪設(shè)土工布，設(shè)置木模板，每側(cè)比擋墻基礎(chǔ)寬出10 cm。墊層頂?shù)母叨绕钤?~20 mm之內(nèi)，軸線位移在50 mm之內(nèi)，平面尺寸偏差在+100 mm~0之內(nèi)。

2.1.4 擋墻主體施工

擋墻每10 m設(shè)一處沉降縫，沉降縫采用閉水泡沫板，故每10 m為一個(gè)施工段，各施工段采用跳倉施工。墻體分二次澆筑完成，每個(gè)工作段施工工序：綁扎底板鋼筋→支底板模板→澆筑底板和貼角混凝土→設(shè)立腳手架→支擋墻立壁模板→澆筑擋墻立壁混凝土→墻背回填[3]。

1）鋼筋工程

底板鋼筋的安裝：根據(jù)在墊層面上的測量放樣線位，布設(shè)C30F200W4混凝土墊塊，在墊塊上水平放置鋼筋，及時(shí)放置縱向鋼筋，以蹬筋為馬蹬，根據(jù)設(shè)計(jì)放置和綁緊上部水平鋼筋，將縱向鋼筋磨損并在相交處焊接，對墻體的垂直鋼筋進(jìn)行預(yù)處理。

立壁鋼筋的安裝：底板的混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后，進(jìn)行立壁鋼筋安裝。焊接定位鋼筋，綁扎橫向鋼筋并點(diǎn)焊，最后穿縱向鋼筋并綁扎[4]。校核線位，確保鋼筋間距和保護(hù)層的厚度。

2）模板工程

擋墻混凝土模板采用覆膜膠合板，分兩次支模：先底板和貼角，再立壁。所有模板和支撐必須確保結(jié)構(gòu)和組件的正確形狀[5]、大小和相對位置，有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，模板表面平整，接頭緊密，無泄漏；生產(chǎn)簡單，裝拆方便，經(jīng)濟(jì)耐用[6]。

3）混凝土工程

擋土墻第一次澆筑擋土墻底板及貼角，高度至底板底面上2.0 m處；第二次澆筑至擋墻頂面?；炷敛捎肅30 F200W4混凝土。澆筑立壁時(shí)，與底板的結(jié)合面按照施工縫的處理方法，施工前先鑿毛，鑿開松散的混凝土和浮漿，用水清洗，然后支撐墻模板。開始澆筑混凝土?xí)r，先在結(jié)合面上刷一層水泥漿，再澆筑立壁混凝土。

擋土墻內(nèi)設(shè)置泄水孔，采用?100 mmPVC排水管，間距為1.5 m×1.5 m，墻后管口用土工布包裹。

擋土墻每隔10 m設(shè)置沉降縫1道，縫板為2 cm厚的聚乙烯閉孔泡沫板，按擋墻斷面裁剪泡沫板，用鋼釘固定于擋墻斷面上，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)保證振搗密實(shí)，但又不能破壞泡沫板?；炷翝仓赀M(jìn)行收漿后，應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于28 d。拆模時(shí)切莫損壞墻面。

4）下游護(hù)坡

為防止雨水沖刷，下游壩坡采用草皮護(hù)坡。壩坡設(shè)縱橫向排水溝。間距60 m設(shè)1條橫向排水溝，壩頂路緣石安裝時(shí)預(yù)留缺口與排水溝連接，與建筑物銜接處可適當(dāng)加密。豎向排水溝共設(shè)3條，位于馬道、棄土壓重平臺(tái)及壓重平臺(tái)坡腳處，豎向排水溝安裝時(shí)預(yù)留缺口與水平排水溝連接。

2.2 斜坡式護(hù)坡

工程斜坡式護(hù)坡采用鋼絞線鉸接預(yù)制水工磚鋪設(shè)，水工磚C30F200規(guī)格為550 mm×400 mm×150 mm；鋼絞線1×7型，直徑為9 mm（含涂塑層），抗拉強(qiáng)度為40 kN。

具體施工工序：準(zhǔn)備場地→鋪設(shè)土工布→鋪設(shè)碎石墊層→鋪設(shè)鉸接水工磚→錨固鎖緊→上下混凝土現(xiàn)澆帶施工[6]。

2.2.1 基面準(zhǔn)備

混凝土現(xiàn)澆帶和堤身填筑施工完成，坡面削坡壓實(shí)平整。

2.2.2 鋪設(shè)土工布和碎石墊層

坡面整理好后，鋪設(shè)短纖針刺土工布（斷裂強(qiáng)度為15 kN/m）。根據(jù)要鋪設(shè)的水工磚部位分段鋪設(shè)土工布，土工布搭接至少30 cm，采用人工縫合。上鋪一層碎石墊層，起到反濾并調(diào)整水工磚平整度的作用。

2.2.3 鋪設(shè)鉸接水工磚

水工磚運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，按需排放在堤頂。測量人員先進(jìn)行平面和高程的測設(shè)，沿堤軸線方向5 m一塊規(guī)方調(diào)整、掛線，鋪磚工人利用木板滑放水工磚，由坡腳至堤頂逐層鋪設(shè)[7]。每條鋼絞線U型鉸連水工磚，下方穿過預(yù)埋筋，上方澆筑在二期混凝土內(nèi)。邊鋪邊調(diào)整，保證整齊、平整。

2.3 草皮護(hù)坡

背水面坡面采用草皮護(hù)坡，該工程草皮采用馬尼拉，滿鋪形式。

2.3.1 施工工序

施工準(zhǔn)備→測量和布置→場地布置→表層土壤準(zhǔn)備和鋪設(shè)→草皮播種→管理和維護(hù)→移交驗(yàn)收。

2.3.2 場地平整

斜坡表面處理采用0.4鏟斗容量的小型挖掘機(jī)和小型推耙細(xì)造機(jī)，如果在平緩的斜坡上不能使用機(jī)械作業(yè)，則使用手動(dòng)精加工進(jìn)行。為了使表層土壤疏松并促進(jìn)植物生長，深翻耕作層，用機(jī)器松開20～30 cm深的耕作層，使坡粘土形成種植土壤，在一些土壤理化性質(zhì)較差的地區(qū)進(jìn)行土壤改良和處理。

2.3.3 表土鋪設(shè)

對工作場地進(jìn)行平整和處理，并在獲得監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)后，立即鋪設(shè)表土，當(dāng)表土過濕或不利于鋪設(shè)時(shí)，不應(yīng)進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)后，將表層土滾動(dòng)以保持大壩的坡度符合設(shè)計(jì)坡度比，并由排水溝排水。

3 鉆孔灌注樁施工

該工程堤防加固形式為雙排灌注樁結(jié)構(gòu)，樁徑為80 cm，樁長為8 m和12 m。沿堤防中心線每隔1.0 m設(shè)置1根灌注樁，每8.1 m設(shè)置1條寬2 cm的沉降縫。具體施工方案：平整場地→準(zhǔn)備泥漿→埋入保護(hù)管→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝和定位鉆機(jī)→鉆入孔→清理孔并檢查孔的質(zhì)量→放下鋼籠→倒入水下混凝土→拔出保護(hù)管→檢查質(zhì)量。

3.1 測量定位

首先對鉆孔樁樁位放樣，埋好護(hù)筒后在護(hù)筒四周標(biāo)記。

3.2 圍堰及作業(yè)平臺(tái)

作業(yè)平臺(tái)頂面標(biāo)高應(yīng)高于施工水位1.0～1.5 m，頂面面積應(yīng)滿足鉆機(jī)和吊機(jī)行走需要。

3.3 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒用鋼板卷制，用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)時(shí)，護(hù)筒內(nèi)徑宜大于鉆頭直徑10 cm。護(hù)筒埋置應(yīng)穩(wěn)定，其中心線與樁位中心的允許偏差為±50 mm；豎直傾斜偏差不大于1%。護(hù)筒頂端應(yīng)高出地面0.3 m以上；當(dāng)有承壓水時(shí)，應(yīng)高出承壓水位1.5～2.0 m。護(hù)筒的埋設(shè)深度：在粘性土中不宜小于1.0 m，在砂土中不宜小于1.5 m，在回填土中應(yīng)超過填土層0.2 m。護(hù)筒與坑壁之間應(yīng)分層回填粘性土并對稱夯實(shí)。

3.4 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)的位置對于鉆探質(zhì)量以及能否順利鉆探至關(guān)重要，當(dāng)鉆機(jī)就位時(shí)，管錐的中心應(yīng)與樁位置的中心對齊，并且鉆墊應(yīng)牢固固定，鉆機(jī)放置位置應(yīng)穩(wěn)定，并且不允許下沉或移位，鉆孔時(shí)要注意土層的變化并做好記錄。

3.5 吊裝鋼筋籠

鋼筋籠由鋼筋班負(fù)責(zé)分段制作，用吊車安裝。鋼筋籠定位后，及時(shí)澆注混凝土，以防止坍孔。

3.6 灌注混凝土

管道下口到孔底的距離應(yīng)為0.3～0.5 m，初澆混凝土?xí)r，應(yīng)先澆少量水泥砂漿，管道的混凝土貯存和貯存料斗應(yīng)使管道的初始埋深不小于1.0 m，埋深應(yīng)控制在2.0~5.0 m，當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼架下端時(shí)，應(yīng)將管深埋，并減慢澆筑速度，及時(shí)測量管道的埋深和管道內(nèi)外混凝土的高度差，并填寫灌注記錄。樁頂灌注高度應(yīng)比設(shè)計(jì)高程加高0.5～0.8 m，樁頭宜人工鑿除。

4 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平迅猛發(fā)展，城市規(guī)劃更重視美觀，各種護(hù)坡已被廣泛應(yīng)用于交通、水利、市政等工程項(xiàng)目，而采用鉆孔灌注樁作為工程樁的建設(shè)項(xiàng)目日益增多。鉆孔灌注樁具有適用于不同地質(zhì)條件、樁徑樁長變幅大、噪聲震動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。灌注樁后注漿技術(shù)已逐步得到應(yīng)用和推廣，其對提高鉆孔灌注樁的承載力、減小樁基沉降等方面作用獲得了廣泛的認(rèn)可。該技術(shù)在浙江臺(tái)州等土質(zhì)空隙大、擴(kuò)散性好的軟土層或碎石層豐富地域尤為適用，可大幅度提高樁強(qiáng)度。