波浪樁在安徽省港口灣水庫灌區(qū)工程中的運用

蔡貴輝

（宣城市宣州區(qū)城東防洪工程管理處，安徽 宣城 242000）

1 工程概況

港口灣水庫灌區(qū)工程屬國家172 項重大水利工程，位于安徽省宣城市，水陽江上、中游，北、東抵南漪湖、新郎川河、飛鯉新河，西臨華陽河（華陽河以西為青弋江灌區(qū)），南至港口灣水庫，規(guī)劃范圍國土面積1010km2。

波浪樁施工均位于安徽省港口灣水庫灌區(qū)工程十六標段內(nèi)，涉及青湖干渠、青湖一支渠和青湖二支渠。主要建設(shè)內(nèi)容為：青湖干渠長8.640km 河道清淤疏浚和岸坡防護，共有渠系建筑物44 座，其中進水閘1 座、分水閘2 座、節(jié)制閘7 座、放水涵6座、灌溉涵20 座、涵洞8 座；青湖一、二支渠分別位于青湖干渠樁號0+155 和1+104 處，主要建設(shè)內(nèi)容為：一支渠長2.582km 河道清淤疏浚；二支渠長10.460km 的河道清淤疏浚和岸坡防護，共有渠系建筑物28 座，其中分水閘1 座、節(jié)制閘6 座、放水涵5 座、涵洞16 座。

本工程擬用預制管樁型號為波浪W-CP300·I·T/CECS582-2019，樁長4～9m，預制混凝土強等級為C80。

2 工程地質(zhì)條件

地勘揭示，青湖干渠渠道沿線地層有：人工填土、①、①2、①3、②2、③1、④1、④3及⑤2共6 個土層9 個亞層，土層性質(zhì)如下：

人工填土，主要分布在路基上，灰黃色，濕，可塑，主要成分為中、重粉質(zhì)壤土，局部夾礫石，揭露層厚一般0.60～4.00m，層底高程4.86～12.77m。

①層淤泥，主要分布于現(xiàn)狀河道、溝渠底部，灰色，很濕，軟～流塑狀，為新近淤積形成，厚度約0.35～1.00m。

①2層重粉質(zhì)壤土，灰黃色，濕，局部夾砂礓，該層土在干燥狀態(tài)下，呈硬可塑狀，強度較高，很濕狀態(tài)下，呈軟可塑狀態(tài)，強度一般。層厚0.90～7.20m，層底高程2.76～8.57m。

①3層粉細砂，灰色，松散，飽和，少數(shù)鉆孔揭露，主要分布在樁號0+425～1+665 段，揭露層厚0.50～1.30m，層底高程4.28～5.62m。

②2層淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土，灰色，飽和，軟塑，局部夾粉細砂薄層，分布較普遍，揭露層厚0.70～8.50m，層底高程-2.47～6.87m。

③1層細砂夾礫石，局部夾壤土，灰色，飽和，松散～稍密，揭露層厚0.50～5.50m，層底高程-2.45～2.30m。

④1層重粉質(zhì)壤土，灰黃色，濕，可塑～硬可塑，含鐵錳結(jié)核，揭露層厚0.50～4.90m，層底高程-4.17～3.77m。

④3層壤土：夾中粗砂，灰色，很濕，軟塑，僅ZQ189 孔揭露，揭露厚度1.30m，揭露該層最低高程-4.39m。

⑤2層泥質(zhì)礫卵石，局部夾中細砂，雜色，很濕～飽和，稍密～中密狀，礫石含量約30%，卵石約60%，卵礫石成分以灰?guī)r為主，該層分布普遍，未鉆穿，揭露最大厚度7.60m，揭露該層最低高程-8.65m。

3 波浪樁應(yīng)用優(yōu)勢及常見施工方法

3.1 工程應(yīng)用優(yōu)勢

波浪樁為預應(yīng)力混凝土構(gòu)件，采用先張法工藝制作，特點是強度高、抗裂性能好。利用波浪狀連排樁結(jié)構(gòu)作為河岸擋土結(jié)構(gòu)，并根據(jù)工程地基及外觀造型等情況，排樁可布設(shè)為“m”或“S”型，對墻后回填土的力學性質(zhì)要求較低，可以回填淤泥。預應(yīng)力混凝土構(gòu)件工廠規(guī)模化生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)能有保證，對后續(xù)施工過程質(zhì)量管控帶來一定便利。波浪樁施工不需要搭建圍堰，借助機械進行垂直沉樁，可以節(jié)省較多施工成本和工期；樁入土深度可以根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況隨時調(diào)整，減少傳統(tǒng)施工中軟基處理施工成本；不需要基礎(chǔ)開挖，避免了基坑邊坡占地以及對工地附近既有建筑物的影響。

3.2 常見施工方法及適用巖土層

常見施工方法有：振動法，適用于淤泥質(zhì)土、淤泥、松散回填土、松散～中密砂性土；錘擊法，適用于可～硬塑狀黏性土、稍密～中密狀砂土、回填土、淤泥質(zhì)土、淤泥、極軟巖等；射水法，適用于砂土、中密～密實粉土；植樁法，適用于軟巖、中密～密實砂卵石層、硬塑～堅硬狀黏性土。

4 波浪樁在港口灣水庫灌區(qū)工程中的應(yīng)用

4.1 明確波浪樁施工基本情況

4.1.1 設(shè)計指標

初定波浪樁樁長7m，要求樁底穿透淤泥質(zhì)土層伸入堅實土層，深度不少于2.5m，施工過程中根據(jù)地質(zhì)條件隨時調(diào)整樁長。波浪樁設(shè)計抗彎強度60kN/m，設(shè)計抗剪強度55kN。

4.1.2 施工計劃

根據(jù)工程總體布置，采用波浪樁結(jié)構(gòu)擋土墻起訖斷面樁號：0+000～2+583.8，總長2583.8m。波浪樁直徑0.588，設(shè)計采用8790 根樁。計劃工期為80 天，每天需要完成110 根樁沉樁任務(wù)，方能按期完成。

4.1.3 試樁安排

施工時，先打試樁，經(jīng)相關(guān)單位指導、檢測，檢驗成樁效果并確定成樁控制標準，再推進施工。本工程臨時高程點根據(jù)業(yè)主提供的水準點引至現(xiàn)場，沉樁時樁頂標高先預留0.3～0.5m 余量，測量畫線后二次準確沉至設(shè)計高程。合格后方可進入下一工序，施工上部結(jié)構(gòu)。

首次試樁工作在青湖干渠樁號1+646 處進行。此次試驗共施工了22 根樁，分別編號1～22 號。其中1～10 號樁樁長5m；11 號樁樁長6m；12～21 號樁樁長4m；22 號樁樁長7m。樁頂高程均為6.92m。

4.1.4 試樁方法及要求

（1）分別將1～22 號樁均施工至樁頂高程6.92m。

（2）對每根波浪樁進行坐標測量，形成記錄。

（3）進行渠道清淤至設(shè)計高程5.42m。

（4）樁后土方回填，并采用碾壓設(shè)備按設(shè)計要求進行壓實。

（5）待回填土穩(wěn)定后對每根波浪樁進行坐標復測。

4.1.5 試樁過程及成果

（1）22 號樁長7m，波浪樁沉樁至樁頂高程7.32m后阻力增大導致無法繼續(xù)沉樁。1～21 號樁樁頂均達設(shè)計高程6.92m。

（2）樁后填土前、后，分別對波浪樁樁頂坐標位置采集，發(fā)現(xiàn)21 根樁都有不同程度的位移和傾斜：5m 樁最大位移為35cm；6m 樁位移12cm；4m 樁最大位移為38cm。位移最大處多位于樁中部區(qū)域。

4.1.6 試樁結(jié)論

施工中每50m 試樁一次，根據(jù)地質(zhì)條件情況，稍好的部位采用5.5m 樁長，地質(zhì)較差時可根據(jù)試樁情況適當延長樁的長度。試樁時應(yīng)根據(jù)波浪樁下沉情況判斷樁底進入持力層高程，要求波浪樁伸入持力層深度不小于2.5m。

4.2 波浪樁進場驗收

為保證施工質(zhì)量，必須對波浪樁進行入場前驗收，要求質(zhì)檢人員與監(jiān)理單位共同進行驗收，供樁單位積極配合，要求波浪樁的外觀完好且具備質(zhì)量保證書，方能入場。另外，施工人員需要在每次壓樁前一天，合理安排好樁進場規(guī)格、數(shù)量，每天進場樁數(shù)不少于110 根。

4.3 樁基施工

做好前期場地勘察，確保施工現(xiàn)場沒有障礙物，如線纜、樹木、管道、電桿等。明確好具體的施工起始位置，確定好波浪樁卸樁位置以及樁機行進路線等。施工人員結(jié)合打樁位置、波浪樁樁型規(guī)格等情況，合理選擇樁機，并待樁機入場后及時進行夾嘴改造。在卸樁時，應(yīng)當使用掛鉤將波浪樁兩端掛在裝卸車上。施工人員按照設(shè)計位置進行放線，同時根據(jù)放線位置對打樁位置進行清理，確保現(xiàn)場無雜物，避免沉樁發(fā)生樁身歪斜、破碎等情況。在放線起始位置，要對第一根波浪樁進行施打，并安排專人對樁垂直度進行檢查，確保樁身處于豎直狀態(tài)，垂直度誤差控制在0.5%以內(nèi)，若誤差不符合要求必須在波浪樁進入持力層前及時糾正。仔細觀察沉樁過程，一旦發(fā)現(xiàn)壓樁力超出正常情況、樁身漂移、樁頂破損等情況，施工人員必須及時找出原因，妥善處理后才能繼續(xù)施工。在沉樁中，施工人員需要與設(shè)計標高進行對比，避免一次性超深。二次復壓施工作業(yè)中，必須借助水準儀、水準尺對沉樁標高進行測量，同時由專人操作，本工程配置的是一臺DS32 水準儀。復測頻率為每100 根樁測量一次，中間排樁帶線找齊。復壓與初次沉樁時間間隔不宜過長，避免發(fā)生樁底土體板結(jié)致使二次沉樁困難。

4.4 施工方法

施工人員借助樁機將第一根波浪樁打入水底土層，并將該樁作為支點，使用吊車將導向架吊起、放置，確保導向架橫梁放在第一根波浪樁樁頂位置，支腿則插到水底土層中，確保打樁作業(yè)過程中，導向架始終處于橫平豎直狀態(tài)，防止位移。

樁機懸臂借助夾嘴較強夾持力，將第二根波浪樁放在指定位置，確保其下端插入到導向槽內(nèi)，盡量保證后一根波浪樁與前一根靠緊。

將導向輪移動到第二根波浪樁附近，并大力拉緊手拉葫蘆，讓導向輪與樁最大限度貼合，同時與第一根波浪樁充分接觸；而后在打樁機施打作用下，第二根波浪樁逐步與前一根波浪樁緊密連接。

（4）當波浪樁施打到設(shè)計標高后，將手動葫蘆置于放松狀態(tài)，同時讓導向輪移動，進入下一個裝維作業(yè)。

（5）按照上述步驟重復，確保波浪樁布滿整個導向槽；而后再利用吊車起吊導向架，運用夾嘴對波浪樁進行復壓作業(yè)，確保所有樁頂標高達到設(shè)計標高。

（6）重復步驟（2）～（5），確保所有波浪樁施打完成。

5 結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展、工廠化生產(chǎn)技術(shù)的成熟以及大型施工設(shè)備的普及，波浪樁新工藝用于渠道、河流等小型水利防護工程施工成為可能。總結(jié)港口灣水庫灌區(qū)工程經(jīng)驗，波浪樁擋土墻適用于擋土高度不大、施工條件和地質(zhì)條件較差的場地，如圩區(qū)內(nèi)水系清淤整治、水環(huán)境改善等工程，具有一定的推廣價值■