鋼板樁在內(nèi)河航道護(hù)岸工程中的應(yīng)用

沈旭鴻

摘 要：鋼板樁作為一種柔性、快捷、可重復(fù)利用的綠色建材，廣泛應(yīng)用于碼頭、船塢、水閘、圍堰支護(hù)等工程領(lǐng)域，有著較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合京杭運(yùn)河蘇南段三級航道整治工程闡述鋼板樁護(hù)岸的適用范圍，并對設(shè)計(jì)、施工、防腐等方面進(jìn)行分析。通過工程應(yīng)用為鋼板樁護(hù)岸在江蘇省干線航道網(wǎng)乃至長三角地區(qū)高等級航道建設(shè)中的推廣和應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鋼板樁;航道;護(hù)岸

中圖分類號：U617.8? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）10-0136-03＼

1引言

為貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的要求，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建和諧環(huán)保、節(jié)能減排的內(nèi)河運(yùn)輸環(huán)境將成為航道建設(shè)的必然要求之一。目前，國內(nèi)航道工程擋墻護(hù)岸的結(jié)構(gòu)型式普遍采用現(xiàn)澆混凝土、漿砌塊石等剛性結(jié)構(gòu)，以抵御水流沖刷、船舶撞擊。隨著社會發(fā)展，航道工程建設(shè)與周邊生態(tài)環(huán)境、人文景觀相協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)盡量采用柔性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念逐步得到推廣。鋼板樁在資源節(jié)約、經(jīng)濟(jì)適用方面較傳統(tǒng)的漿砌塊石、鋼筋混凝土護(hù)岸具有無可比擬的優(yōu)勢，作為一種柔性、快捷、可重復(fù)利用的綠色建材有著較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

2鋼板樁護(hù)岸的適用性

京杭運(yùn)河蘇南段北起長江諫壁口門，南至江浙交界的鴨子壩，全長約212km，是江蘇省干線航道網(wǎng)中重要的骨干航道，在運(yùn)河上常年有大量船舶航行，是京杭運(yùn)河上船舶密度最高的河段之一。隨著航道貨運(yùn)量的增長，船舶運(yùn)行繁忙，運(yùn)河現(xiàn)有通過能力不足，且部分航段護(hù)岸出現(xiàn)了沖刷、坍塌等現(xiàn)象，更加影響了通航能力，為發(fā)揮國家水運(yùn)主通道資源優(yōu)勢，江蘇省開展了全線三級航道整治工程。

京杭運(yùn)河蘇南段部分段落兩岸房屋及廠區(qū)密集，采用傳統(tǒng)的護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式需要開挖施工，施工周期長，對周邊環(huán)境影響大，且征地拆遷費(fèi)用高。而鋼板樁護(hù)岸的利用有效地減少了工程周期，節(jié)省了土地資源，避免了社會矛盾，節(jié)約了工程總投資。在綜合考慮工程及征地拆遷費(fèi)用的情況下，鋼板樁護(hù)岸在拆遷困難段具有明顯優(yōu)勢。

3工程方案的選擇及設(shè)計(jì)

3.1項(xiàng)目概況

京杭運(yùn)河蘇南段原設(shè)計(jì)多采用重力式擋墻方案。某局部段落由于部分護(hù)岸后方廠房和房屋密集，采用傳統(tǒng)的護(hù)岸形式需要大開挖施工，征地拆遷難度大。

3.2工程地質(zhì)

項(xiàng)目所在河段流經(jīng)區(qū)域在地形地貌上屬于長江下游沖湖積平原工程地質(zhì)區(qū)太湖水網(wǎng)平原工程地質(zhì)亞區(qū)，地勢寬廣平坦，地面高程▽4.0～▽6.0（1985國家高程基準(zhǔn)），地勢總體比較平坦。運(yùn)河沿岸多分布有民房和廠房，田間多分布有溝渠浜塘，河流縱橫成網(wǎng)，素有“水鄉(xiāng)澤國”之稱。

地層巖性主要包括：1b填土（粉質(zhì)粘土含碎石，主要為原駁岸段填土）;1-1粉質(zhì)粘土（灰黃、褐灰、黃灰色，可塑為主，中等壓縮性，部分為粉土或粉質(zhì)粘土混粉砂）;2-1（粉質(zhì)）粘土（灰黃色、褐黃色，硬塑，部分可塑，夾鐵錳結(jié)核，中等壓縮性）;2-1a粉質(zhì)粘土（灰黃色、褐黃色，軟塑為主，中等壓縮性）;3-1粘土、粉質(zhì)粘土（灰黃色、灰色，可塑～硬塑，中等壓縮性）。

3.3設(shè)計(jì)方案的確定

為確保計(jì)航道底寬、口寬及水深等斷面標(biāo)準(zhǔn)滿足三級航道整治要求，避免護(hù)岸后方房屋及廠房拆遷，減少對周邊生產(chǎn)、生活的影響。在方案比選階段，從經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的角度出發(fā)，根據(jù)設(shè)計(jì)目的考慮了鋼筋混凝土排樁墻、地下連續(xù)墻、預(yù)制板樁墻等多個方案。但是最終根據(jù)現(xiàn)場條件考慮到鋼板樁具有施工快捷、工期短、施工場地小對周邊道路出行及生產(chǎn)、生活影響小、安全環(huán)保、外形美觀等優(yōu)勢而最終選擇了鋼板樁+土層錨桿作為護(hù)岸設(shè)計(jì)方案。

3.4設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式

鋼板樁護(hù)岸采用U型鋼板樁+墻后土層錨桿的結(jié)構(gòu)型式。鋼板樁型號采用600寬冷彎U型鋼板樁，鋼材強(qiáng)度等級為Q345。在鋼板樁護(hù)岸頂部往下約2.5m位置，設(shè)置分散壓縮型預(yù)應(yīng)力土錨，錨桿間距為2.4米，錨桿與水平夾角為20°。

4施工

（1）打樁機(jī)械進(jìn)場，施工完成鋼板樁護(hù)岸。鋼板樁施打時必須以兩端平面尺寸控制。打樁時宜根據(jù)鋼板樁的特性、土質(zhì)及周邊場地等情況選定經(jīng)濟(jì)合理的施工機(jī)械和施工方法。鋼板樁之間通過鎖扣咬合聯(lián)成整體，樁在打入前應(yīng)將樁尖處的凹槽口封閉，避免泥土擠入，鎖口應(yīng)涂以油脂、瀝青等止水材料。由于鋼板樁作為護(hù)岸直接暴露在外，故對其外觀要求較高，所以對鋼板樁的偏位、垂直度要求較高。施打鋼板樁要求樁頂水平偏差不得大于50mm，樁身垂直度不得大于1/320。同時完成鋼導(dǎo)梁焊接安裝施工。

（2）錨桿機(jī)械進(jìn)場，施工完以錨桿中心位置，按照設(shè)計(jì)傾角鉆孔（鋼板樁及鋼導(dǎo)梁上亦需要開孔），并需要適當(dāng)清孔。同時需要完成土錨錨桿（含注漿管）的加工與組裝。

（3）待錨桿加工完成后將其插入，并對鉆孔內(nèi)采用水泥砂漿進(jìn)行注漿。砂漿用水泥宜采用采用中砂，硅酸鹽水泥不得低于42.5級，水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007中規(guī)定的數(shù)值。注漿壓力不宜小于0.4MPa。注漿管頭部需插入鉆孔，距孔底宜留有50～100mm的空隙，待孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時可以停止注漿，然后進(jìn)行止?jié){密封裝置的注漿，注漿壓力≥2.5MPa。

（4）對錨固體進(jìn)行二次高壓注漿。當(dāng)首次注漿形成的水泥土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可開展二次劈裂注漿，注漿壓力應(yīng)≥0.8MPa。高壓注漿材料可采用純水泥漿，水灰比為0.45。二次高壓注漿時需將鉆孔口用水玻璃等材料封密實(shí)。

（5）施工完成鋼臺座及錨頭等構(gòu)件。當(dāng)錨固體達(dá)到要求后對土錨進(jìn)行張拉，采用循環(huán)加載方式進(jìn)行張拉，起始荷載可取0.1～0.2倍的錨桿拉力設(shè)計(jì)值，逐級加載增量宜取0.15的錨桿拉力設(shè)計(jì)值。每級加載錨頭位移不超過0.1mm的情況下，方能進(jìn)行下一級荷載的施加。當(dāng)達(dá)到1.05～1.10倍的錨桿拉力設(shè)計(jì)值時，需要保持相應(yīng)荷載15min，之后才能卸荷至鎖定值，并對土錨進(jìn)行鎖定。

5防腐處理

鋼板樁結(jié)構(gòu)有部分長期浸泡在水中，還有部分處于水和空氣的干、濕交替中，因此必須做好鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕處理。U型鋼板樁在水位變幅區(qū)臨水面采用噴鋅防腐，鋼板樁其余部位及鋼導(dǎo)梁等其他附屬金屬結(jié)構(gòu)面層需涂防銹漆及面漆各兩道。

6結(jié)論

通過工程應(yīng)用的實(shí)踐可知，與傳統(tǒng)重力式結(jié)構(gòu)相比，施工過程中鋼板樁護(hù)岸可以最大效果地減少后方房屋拆遷量，滿足了三級航道整治的要求。鋼板樁施工過程中，具有進(jìn)度快、占用空間少，環(huán)境影響小的特點(diǎn)。鋼板樁護(hù)岸在京杭運(yùn)河常州段三級航道工程中的應(yīng)用，為其在航道建設(shè)中的推廣和應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。

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