樁基礎(chǔ)防洪墻加固方案

□彭田生（東莞市水利勘測設(shè)計院有限公司）

樁基礎(chǔ)防洪墻加固方案

□彭田生（東莞市水利勘測設(shè)計院有限公司）

防洪工程涉及面非常廣，與人民的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，是重要的基礎(chǔ)設(shè)施。各時期、各地方建設(shè)的防洪工程，各式各樣、標(biāo)準(zhǔn)不一，經(jīng)過多年運行，損毀嚴(yán)重，有很多防洪工程已無法滿足相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和防洪功能的要求，這就需要對無法滿足設(shè)計要求的防洪工程進(jìn)行加固處理，文章對20世紀(jì)80年代修建的樁基礎(chǔ)防洪墻的加固設(shè)計進(jìn)行了簡要的分析。

防洪標(biāo)準(zhǔn)；防洪工程；樁基礎(chǔ)防洪墻；防滲

1 前言

新中國成立以來，進(jìn)行了一系列大規(guī)模的防洪工程建設(shè)，這些防洪工程在新中國成立以后，發(fā)揮了非常重要的作用，防洪減災(zāi)效益顯著。經(jīng)過幾十年的風(fēng)雨滄桑，加之當(dāng)時在技術(shù)上、設(shè)計上、施工上等一些方面存在的不足，還有時下經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，很多防洪工程都存在標(biāo)準(zhǔn)低、材料老化、結(jié)構(gòu)形式不合理、損毀嚴(yán)重、缺乏后期的維護(hù)管理等問題。有很多防洪工程已無法滿足相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和防洪功能的要求，這就需要對無法滿足設(shè)計要求的防洪工程進(jìn)行加固處理，文章對20世紀(jì)80年代修建的樁基礎(chǔ)防洪墻的加固設(shè)計進(jìn)行了簡要的分析。

2 工程概況

工程位于亞熱帶地區(qū)，地形較為平坦，地面高約為4.20～5.50m。根據(jù)地質(zhì)勘察揭示，該區(qū)段場地地層主要為第四紀(jì)雜填土、素填土、細(xì)砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和卵石。樁端所在砂卵石層主要以圓、亞圓狀居多，卵石粒徑以2.00～6.00cm居多，砂多為中細(xì)砂，密實。

該段防洪墻除險加固工程，修建于20世紀(jì)80年代，樁基礎(chǔ)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，修建后，發(fā)生大洪水期間，多處發(fā)生滲漏、管涌現(xiàn)象，經(jīng)安全鑒定認(rèn)為原防洪墻結(jié)構(gòu)不合理，必須進(jìn)行加固處理。

3 工程現(xiàn)狀及存在的主要問題

3.1 工程現(xiàn)狀

該段防洪墻2級防洪工程，50a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，全長約1.20km，底寬2.30m，頂寬0.40m，墻高4.92m，樁基礎(chǔ)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，灌注樁樁距1.20m，排距1.20m，在防洪墻前、后廣泛分布有房屋、車庫等，且和防洪墻的距離很近，有很多建筑物距防洪墻只有3.00m左右，施工場地非常狹窄，給設(shè)計和施工帶來了很大困難。

3.2 工程存在的主要問題

一是防洪標(biāo)準(zhǔn)不夠，按照《堤防工程設(shè)計規(guī)范》中堤頂高程的計算公式進(jìn)行驗算，墻頂高程低0.50m；二是斷面不穩(wěn)定，經(jīng)斷面穩(wěn)定驗算，單樁水平承載力不滿足規(guī)范要求；三是基礎(chǔ)下無防滲措施，大洪水期間多處發(fā)生滲漏、管涌。

4 防洪墻加固設(shè)計

4.1 解決樁基混凝土防洪墻水平承載力不足的問題

為了解決樁基混凝土防洪墻水平承載力不足的問題，初步擬定了三個方案進(jìn)行分析比較。方案一，假定樁基失效，按重力式防洪墻設(shè)計，每延米需要增加混凝土10.93m3，此方案徹底改變了原結(jié)構(gòu)的受力條件，雖然在理論計算上可以滿足要求，但是墻體基礎(chǔ)經(jīng)過了多次洪水的破壞已經(jīng)是千瘡百孔，加上原有樁基的影響，受力條件復(fù)雜，且場地狹小，大體積混凝土實施困難。方案二，迎水側(cè)增加一排鉆孔灌注樁，此方案雖然沒有改變原結(jié)構(gòu)的受力原理，但是新增加的樁要想起作用，樁與承臺之間，新接長的承臺與原承臺之間，必須聯(lián)接好，尤其是接長承臺的鋼筋必須與原承臺的鋼筋焊接，施工困難。方案三，在背水側(cè)增加一排鉆孔灌注樁，此方案沒有改變原結(jié)構(gòu)的受力原理，仍按樁基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計，受力明確，土工膜防滲放在迎水側(cè)，這樣可以緩解由于場地狹窄帶來的施工不便，綜合以上原因，推薦采用方案三。

4.2 解決防洪墻的防滲問題

方案一，鉆孔灌漿法。①鉆孔：沿堤線2.00m間距布孔，用風(fēng)鉆在承臺迎水側(cè)鉆豎向成30°角斜孔，穿透承臺底板；②打管：將孔徑32mm的鋼管插入打好的孔中，再用套有蓋帽的重錘將鋼管打入土中；③封孔：用水玻璃水泥漿封住鋼管與混凝土接觸部位的縫隙，以免漏漿；④洗孔：用DN15軟水管插入灌漿管中，用高壓水將管內(nèi)殘渣沖出；⑤壓力灌漿。此方案曾經(jīng)進(jìn)行了灌漿試驗，試驗結(jié)果沒能達(dá)到預(yù)期的防滲效果，檢驗結(jié)果表明，試驗沒能在土中形成防滲帷幕，分析其原因在于防洪墻基礎(chǔ)土質(zhì)可灌性較差。

方案二：采用土工膜防滲。土工膜防滲在全國各地的防洪工程中得到了廣泛應(yīng)用，很多新建的防洪墻工程，其基礎(chǔ)防滲處理都采用土工膜，已經(jīng)形成了一整套較為成熟的設(shè)計、施工工藝，且造價較省，可以利用人工開槽，解決了場地狹窄不便于機(jī)械化作業(yè)的難題。綜上所述，選定采用土工膜防滲。

4.3 防洪墻加固與防滲設(shè)計

在墻頂采用鋼筋混凝土加高0.50m，原混凝土防洪墻內(nèi)、外側(cè)用C25混凝土護(hù)面；在墻背水側(cè)增加一排φ600的鉆孔灌注樁來增加水平承載力，灌注樁樁距1.20m，排距1.20m，平均樁長為8.80m，打入砂卵層0.50m，樁頂設(shè)0.70m厚的混凝土蓋板，與原防洪墻承臺緊密聯(lián)接，使其行成整體，共同受力。

防滲采用土工膜水平和垂直防滲相結(jié)合的方式。由于該防洪墻位于市區(qū)，防洪墻前后的建筑物分布較多，施工場地狹窄，給設(shè)計和施工帶來了極大的困難，設(shè)計是一定要分段進(jìn)行，因地制宜。迎水側(cè)無建筑物時，防滲土工膜水平段采用3.00m，垂直段采用3.00m；迎水側(cè)建筑物與防洪墻的距離在3.00m左右時，防滲土工膜水平段采用1.50m；垂直段采用3.00m；迎水側(cè)建筑物與防洪墻的距離在5m左右時，防滲土工膜水平段采用2.50m，垂直段采用3.00m。

為解決基土與承臺底脫離，確保在設(shè)計水頭作用下不再產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。沿墻軸線方向布置一排灌漿孔，孔徑45mm，間距4m，對基土與承臺底進(jìn)行回填灌漿。

5 防洪墻加固施工

墻后樁基礎(chǔ)及承臺施工，施工程序：放線布樁位→鉆孔→檢測孔深→下鋼筋籠→澆筑混凝土→土方開挖→截樁→綁鋼筋→澆筑混凝土→鋪土工膜→土方回填。人工放線布樁位，用白灰點好樁位，樁間距1.20m，樁徑600mm；采用沖擊鉆進(jìn)行造孔，泥漿護(hù)壁，利用測繩綁鉛錘，測量孔深；將制作好的鋼筋用鉆機(jī)吊起，下入孔內(nèi)；用導(dǎo)管下料，澆至設(shè)計高程；土方開挖以人工開挖為主，配小型挖掘機(jī)。

基土與承臺底的回填灌漿施工，造孔采用手提式風(fēng)鉆在前趾與墻交線處打斜孔，與地面成60°角，穿透承臺混凝土，孔徑45mm。造孔完成后，用φ25鋼管，長400mm，插入孔內(nèi)200mm，外露200mm，用以接灌漿膠管，用水玻璃水泥漿封堵管與孔之間的縫隙，灌漿采用42.5級普通硅酸鹽水泥，灌漿壓力為0.10～0.20MPa，水灰比為1∶2～1∶1，灌漿時由稀到濃，如發(fā)現(xiàn)有冒灌現(xiàn)象，應(yīng)采取間歇灌漿，每次間歇時間不得超過30min，當(dāng)耗漿量達(dá)到1.00～2.00L/min，再延續(xù)30min屏漿。

土工膜鋪設(shè)，采用人工和機(jī)械相結(jié)合的施工方法，由于場地非常狹窄，鋪設(shè)槽采用挖掘機(jī)和人工相結(jié)合的方法開挖，深3.00m，寬0.80m，溝槽支護(hù)采用鋼板樁支護(hù)，先鋪設(shè)垂直段，后鋪設(shè)水平段，與原防洪墻的聯(lián)接按圖紙施工。鋪設(shè)時應(yīng)保持平順，松緊適度，預(yù)留余量以適應(yīng)防洪墻設(shè)計情況下的變形，土工膜的聯(lián)接采用焊接。

6 結(jié)語

防洪工程涉及面非常廣，與人民的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是社會可持續(xù)發(fā)展的重要保障。我國大部分地區(qū)的防洪工程，底子薄，施工質(zhì)量差，管理維護(hù)不到位。各時期、各地方建設(shè)的防洪工程，各式各樣、標(biāo)準(zhǔn)不一、不系統(tǒng)、不封閉，經(jīng)過多年運行，損毀嚴(yán)重，加之管理不善，各地方占河、占堤的現(xiàn)象非常普遍，給防洪工程加固帶來了極大的難度，給設(shè)計和施工提出了更高的要求。要想做好這項工作，就要有一個安全可靠、經(jīng)濟(jì)可行的設(shè)計方案，這就要求一定要把基礎(chǔ)工作做扎實，把工程的歷史、災(zāi)情、現(xiàn)狀、存在的問題調(diào)查清楚，并且要有先進(jìn)的設(shè)計理念，善于創(chuàng)新，因地制宜，把可行的方案全都想到，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，推薦安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，符合時下的設(shè)計方案。

TU473.1

A

1673-8853（2017）09-0051-02

2017-6-1

編輯：劉 青