海邊護(hù)岸浪損后咬合樁和注漿修復(fù)方案的比選及注漿技術(shù)

胡茂剛

摘 要：位于海岸邊的護(hù)岸經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)、潮水的襲擊，漲退潮循環(huán)容易造成水土流失，導(dǎo)致護(hù)岸毀損及護(hù)岸后方地基下沉。通過對(duì)咬合樁及注漿兩種修復(fù)方案的比選，根據(jù)施工可行性，選定注漿修復(fù)方案，介紹修復(fù)原理及關(guān)鍵工序，該技術(shù)較好地解決護(hù)岸修復(fù)耐久性與可行性的難題，修復(fù)工作質(zhì)量可控。

關(guān)鍵詞：浪損護(hù)岸；方案比選；注漿修復(fù)技術(shù)

1 概述

修復(fù)的護(hù)岸位于廈門市思明區(qū)環(huán)島路書法廣場(chǎng)前，護(hù)岸高約3.5m，護(hù)岸頂寬約3米，斷面需修復(fù)的長(zhǎng)度約150m，護(hù)岸墻原為漿砌條石護(hù)岸，護(hù)岸頂為書法廣場(chǎng)，護(hù)岸底為海灘。由于受到海浪潮水長(zhǎng)年沖刷，護(hù)岸基礎(chǔ)被部分掏空，出現(xiàn)崩塌，護(hù)岸頂?shù)孛娉料荩诵凶o(hù)欄垮塌。為減災(zāi)、防災(zāi)，需對(duì)該護(hù)岸進(jìn)行排險(xiǎn)修復(fù)。

2 維修加固方案比選

2.1 咬合樁方案

修復(fù)方案：待修復(fù)的護(hù)岸防護(hù)采用咬合樁結(jié)構(gòu)，咬合樁采用長(zhǎng)短樁間隔配置，長(zhǎng)樁為鋼筋砼樁，樁徑為0.9m，樁長(zhǎng)為20m。短樁為素砼，樁徑1m，樁長(zhǎng)8m，間距1.6m。先構(gòu)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(gòu)筑冠梁，在冠梁上布置壁厚為30cm鋼筋砼護(hù)面板（見圖1）。

該設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)合理，防護(hù)效果直觀可靠，耐久性很好，如果該方案位于砂質(zhì)海床，且潮差較小時(shí)將是一個(gè)優(yōu)秀的防護(hù)方案。由于加固段護(hù)岸位于廈門灣海域，外側(cè)無掩護(hù)，潮差較大，正常潮差在5m左右。施工咬合樁必須構(gòu)筑圍堰及鉆孔平臺(tái)，圍堰與鉆孔平臺(tái)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(hù)筒埋設(shè)及成孔造成極大的困難。咬合樁施工工藝要求連續(xù)性很強(qiáng)，短樁必須在相鄰的長(zhǎng)樁砼初凝前完成鉆孔，如果咬合效果不佳將降低防護(hù)效果。工期且跨越臺(tái)風(fēng)季節(jié)，極易遭遇臺(tái)風(fēng)（在后來的施工期間，廈門遭受到莫蘭蒂臺(tái)風(fēng)的重創(chuàng)）。經(jīng)過業(yè)界專家多次論證，得出結(jié)論該咬合樁防護(hù)方案很難實(shí)施，成本極大及質(zhì)量隱患較大。

2.2 拋石與注漿修復(fù)方案

方案2為拋石注漿方案。臨海面墻基采用澆筑砼防護(hù)，墻體基礎(chǔ)采用灌漿加固，墻前采用塊石護(hù)底，護(hù)底長(zhǎng)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(gòu)造將已垮塌部分拆除，更換墻頂砼蓋板并加厚，墻后設(shè)置截水溝，在墻頂砼板內(nèi)埋設(shè)水管將積水排入大海。方案見圖2。

該方案防護(hù)效果較好，可實(shí)施性較強(qiáng)，且造價(jià)合理。在防護(hù)墻根部澆筑砼，對(duì)護(hù)墻起到較好的防護(hù)作用，臨海面拋石可以較好抵御臺(tái)風(fēng)及海潮對(duì)條石護(hù)墻的侵蝕。護(hù)墻后面構(gòu)筑高壓旋噴樁有效防止后方泥土隨潮水流失，從而導(dǎo)致地基沉降。最終選定該方案。

3 拋石注漿修復(fù)施工技術(shù)

整個(gè)施工修復(fù)工均按照《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量控制。修復(fù)工藝流程如下：

現(xiàn)場(chǎng)圍擋施工——澆筑護(hù)腳砼——碎石墊層及拋石護(hù)腳——護(hù)岸基礎(chǔ)注漿——用潛孔鉆機(jī)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(fù)工作采用的主要設(shè)備有：挖掘機(jī)、裝載機(jī)、潛孔鉆機(jī)、旋噴樁機(jī)、汽車吊、自卸汽車、砼攪拌車等。

3.1 墻前防護(hù)拋石施工要點(diǎn)

拋石護(hù)底施工流程：施工放樣——船舶靠岸——攤鋪碎石、塊石墊層——檢查、調(diào)平、整平——拋石——找補(bǔ)整形——驗(yàn)收。

材料質(zhì)量要求：護(hù)底塊石重量不小于500kg；護(hù)底塊石層下設(shè)置300mm厚碎石墊層；石料質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、無片狀、無風(fēng)化和裂紋，飽水抗壓強(qiáng)度不低于50MPa。石料驗(yàn)收合格后，分段進(jìn)行拋設(shè)護(hù)底塊石施工。

平板駁船按計(jì)劃直接乘高潮進(jìn)入拋石位置，采用挖掘機(jī)拋石。

3.2 旋噴樁施工技術(shù)

高壓旋噴樁施工工藝流程：清理施工場(chǎng)地——測(cè)量放樣——用潛孔鉆機(jī)引孔——挖排漿溝——鉆機(jī)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(zhuǎn)噴射至高于設(shè)計(jì)樁頂停止噴射、移機(jī)。

3.3 高壓旋噴注漿施工流程及技術(shù)措施

①測(cè)量定位，清理施工場(chǎng)地，依據(jù)控制樁和設(shè)計(jì)圖，放出旋噴樁孔位。②準(zhǔn)備排漿溝及泥漿池，施工工程中將廢棄的冒漿液導(dǎo)入泥漿池，沉淀凝結(jié)后集中運(yùn)至場(chǎng)外存放或棄置。③用潛孔鉆機(jī)引孔，鑒于后方孤石較多，高壓旋噴樁鉆機(jī)難以成孔，故先引孔。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)放線移動(dòng)鉆機(jī)，使鉆桿頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心。同時(shí)為保證鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度，鉆機(jī)就位后作水平校正，使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)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(gè)方向進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)偏斜，則在機(jī)座下加墊木塊進(jìn)行調(diào)整。④旋噴鉆機(jī)就位鉆孔，鉆進(jìn)成孔，孔徑為φ90mm，按已引的孔進(jìn)行成孔，平面位置偏差不大于50mm。⑤配置水泥漿。水灰比按設(shè)計(jì)規(guī)定，不隨意更改，在噴漿配置過程中防止水泥漿沉淀，使?jié)舛冉档?。每次投料后拌合時(shí)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(zhuǎn)和提升。旋噴前檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，其壓力和流量滿足設(shè)計(jì)要求。注漿管及噴嘴內(nèi)無任何雜物。保持注漿管接頭的密封圈良好。當(dāng)注漿管貫入土中，噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，按確定的施工參數(shù)噴射注漿。噴射時(shí)先達(dá)到預(yù)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(dāng)提升至設(shè)計(jì)樁頂下1.0m深度時(shí)，放慢提升速度至設(shè)計(jì)高程。⑦噴射作業(yè)結(jié)束后，將冒出的漿液回灌到孔內(nèi)，直至不下沉為止。⑧沖洗機(jī)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(shí)，妥善清洗泵體和噴漿管道）。⑨記錄實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、注漿量等資料；移動(dòng)旋噴機(jī)具至下一孔位。

3.4 旋噴樁質(zhì)量控制措施

①旋噴施工前將鉆架安放平穩(wěn)牢固，定位準(zhǔn)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(yàn)樁，確定合理的旋噴參數(shù)和漿液配合比。旋噴深度、直徑、抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。③為使?jié){液因延時(shí)而不致沉淀和離析，及早提高復(fù)合固結(jié)體的強(qiáng)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?，F(xiàn)象，若超20%或完全不冒漿時(shí)，查明原因，調(diào)整旋噴參數(shù)或改變噴嘴直徑。⑤保持鉆桿旋轉(zhuǎn)和提升連續(xù)不中斷，拆卸接長(zhǎng)鉆桿或繼續(xù)旋噴時(shí)保持鉆桿有10-15cm的搭接長(zhǎng)度，以免出現(xiàn)斷樁。⑥旋噴過程中如因機(jī)械故障中斷旋噴時(shí)，重新鉆至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高并重新旋噴。⑦制作漿液時(shí)，水灰比按設(shè)計(jì)進(jìn)行，嚴(yán)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(shí)，用濾網(wǎng)進(jìn)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(xiàn)驟然下降、上升或大量冒漿等異常情況時(shí)，查明原因并及時(shí)采取措施。一旦出現(xiàn)中斷供漿，立即將噴管下沉至停供點(diǎn)以下0.3m，待復(fù)供后再行提升。⑨按規(guī)定作好質(zhì)量檢驗(yàn)，采取鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜載試驗(yàn)等方法進(jìn)行，檢查點(diǎn)的數(shù)量按規(guī)范辦理。質(zhì)量檢驗(yàn)在注漿結(jié)束28天后進(jìn)行，對(duì)檢驗(yàn)不合格的復(fù)噴。

3.5 高壓旋噴樁施工應(yīng)急措施

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：孔口冒漿量小于注漿量的20%為正?，F(xiàn)象，若超過20%或完全不冒漿時(shí)， 查明原因并采取相應(yīng)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(shí)間，使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固。另外在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再后繼續(xù)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(yīng)，注漿量大大超過旋噴固結(jié)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(dāng)縮小噴嘴孔徑；③加快提升旋噴速度。旋噴時(shí)，做好壓力，流量和冒漿量的量測(cè)工作，鉆桿的旋噴和提升連續(xù)不斷。當(dāng)拆卸鉆桿繼續(xù)旋噴時(shí)，注意保持鉆桿有0.5m的搭接長(zhǎng)度，不得使噴射固結(jié)體脫節(jié)。

3.6 擋墻修復(fù)技術(shù)要點(diǎn)

施工順序：①拆除垮塌擋墻。②在原位置分段分層砌筑新?lián)鯄?，保持相鄰兩工作段的砌筑高差不超過1000mm。③計(jì)算層數(shù)，選好石料，砌筑時(shí)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(dāng)墻體大于或等于兩塊石料寬度時(shí)，采用順砌，每砌兩層后，砌下一個(gè)丁層。

4 結(jié)論

采用拋石與注漿方案相結(jié)合的方案，較好的解決海邊浪損護(hù)岸的修復(fù)工作，比咬合樁方案簡(jiǎn)單易行，施工方便，施工周期短，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)干擾小，造價(jià)合理，減少質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。采用拋石與注漿法修復(fù)護(hù)岸為類似工程修復(fù)提供技術(shù)借鑒。