岸坡修復(fù)工程建設(shè)中鉆孔灌注樁護(hù)岸的應(yīng)用

王彩云

（惠州市華禹水利水電工程勘測設(shè)計有限公司，廣東 惠州 516000）

0 引言

在現(xiàn)階段的岸坡修復(fù)工程中，鉆孔灌注樁屬于常見的方式，因具有施工占地面積小、機(jī)械設(shè)備配置簡單、操作便捷、成樁質(zhì)量可靠、對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢而取得廣泛的應(yīng)用。在不穩(wěn)定岸坡中設(shè)置鉆孔灌注樁有利于提升坡腳基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，屬于岸坡加固的優(yōu)質(zhì)方法。

1 工程概況

2021 年8 月7 日，惠州市惠陽區(qū)淡水河因當(dāng)?shù)仄战荡蟊┯甓仁购铀划惓Ｉ蠞q，引發(fā)洪水災(zāi)害，洪水沖刷作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致淡水河左岸失穩(wěn)塌陷。從該河道的既有建設(shè)狀況來看，未建設(shè)堤防建筑物，因此洪水引發(fā)的災(zāi)害屬于自然岸坡塌陷，該部分長度約為60m。針對該狀況，需加強(qiáng)對岸坡的修復(fù)，切實提升岸坡的穩(wěn)定性。

2 岸坡修復(fù)方案的提出、對比分析及選擇

以復(fù)式斷面的形式為宜，基本組成為下部矩形斷面和上部梯形斷面。此處著重以下部斷面的護(hù)岸施工為例，初步提出護(hù)岸方案，經(jīng)對比分析后予以選擇。具體如下。

（1）方案一：灌注樁護(hù)岸。機(jī)械設(shè)備配套簡單，主要涉及平整設(shè)備、打樁平臺，無基坑開挖作業(yè)，工作量較少，能夠避免因護(hù)岸施工而導(dǎo)致的大范圍開挖、征地拆遷問題；不足之處在于周期較長，建設(shè)成本較高。

（2）方案二：重力式擋墻護(hù)岸。結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性均較好，即便由于外部因素作用而導(dǎo)致局部受損，也依然可高效修復(fù)，同時建設(shè)成本相對較低；不足之處在于對地基承載力提出較高的要求，可能由于地基性質(zhì)較差而影響到護(hù)岸施工效果，若局部存在軟基，需安排針對性的處理，同時需滿足干地作業(yè)施工的要求。

初步提出兩種護(hù)岸方案后，做對比分析，確定適宜的方案。

若采用重力式擋墻的方案，需根據(jù)項目現(xiàn)場的河床特點修建圍堰結(jié)構(gòu)，在此前提下才可實現(xiàn)干地作業(yè)施工。并且，此類擋墻施工中涉及較大規(guī)模的基坑開挖作業(yè)。而現(xiàn)場基巖埋藏較淺，河床以砂卵石層居多，基坑防滲和邊坡防護(hù)均屬于重難點施工內(nèi)容。從經(jīng)濟(jì)效益的角度來看，本項目的投資較少，需要盡可能精簡作業(yè)方案，以便以較少的成本進(jìn)行施工。為此，提出水上挖除砂卵石、回填粘土的方案，按照該思路施工后，可達(dá)到截滲的效果。但根據(jù)實際施工狀況可知，邊坡處有厚度較大的粉砂層，基坑開挖期間伴隨較強(qiáng)的擾動作用，易導(dǎo)致原地下水流動狀態(tài)受到影響，在水文條件的干擾下，該土層產(chǎn)生流砂，因此鋼板樁截滲支護(hù)的方案缺乏可行性[1]。

對于灌注樁護(hù)岸方案，其具有更突出的應(yīng)用優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在如下兩方面。

（1）現(xiàn)場基巖埋藏較淺，此地質(zhì)條件能夠?qū)嘧短峁┹^強(qiáng)的水平支撐作用，該樁體結(jié)構(gòu)下部可直接嵌巖。

（2）未涉及基坑開挖作業(yè)，可規(guī)避圍巖截滲及各類作業(yè)難點。現(xiàn)場施工條件得到優(yōu)化，可直接向坡腳順勢推動現(xiàn)狀松填土方，高效建成尺寸適宜且穩(wěn)定可靠的作業(yè)平臺，以滿足打樁作業(yè)的空間要求。

綜合考慮操作便捷性、質(zhì)量可控性、經(jīng)濟(jì)效益性等因素，經(jīng)過對比分析后，最終選擇的是灌注樁護(hù)岸的方案。

3 鉆孔灌注樁護(hù)岸施工工藝分析

施工工藝流程，如圖1 所示。

圖1 鉆孔灌注樁施工流程

3.1 護(hù)筒的制作與埋設(shè)

鉆孔樁施工中，用3～5mm 厚的鋼板制作鋼護(hù)筒。于護(hù)筒的上、中、下三處的外側(cè)焊加勁肋，用于提高鋼護(hù)筒的剛度，防止變形。根據(jù)鉆孔樁直徑，在該值的基礎(chǔ)上增加25cm，作為護(hù)筒外徑的控制要求。護(hù)筒埋設(shè)環(huán)節(jié)，精細(xì)化調(diào)整護(hù)筒的姿態(tài)，使其對準(zhǔn)樁位中心，位置偏差不超過5cm，傾斜度不超過1%。

3.2 泥漿的拌制

取優(yōu)質(zhì)黏土，做打碎處理，以便降低成漿難度、保證成漿質(zhì)量、縮短作業(yè)時間。向護(hù)筒內(nèi)投加打碎的粘土，用沖擊錐沖擊制漿，得到均勻性較好的泥漿。漿液制作后若存在多余的泥漿，則借助管子導(dǎo)入泥漿池，現(xiàn)場存在需求時可及時取用[2]。

3.3 鉆機(jī)就位

護(hù)筒埋設(shè)到位后，鉆機(jī)就位，以便進(jìn)入鉆孔施工環(huán)節(jié)。鉆錐中心對準(zhǔn)測放的樁位，誤差不超過5cm。鉆機(jī)需維持平整、穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.4 鉆孔工藝

鉆孔工藝如圖2 所示。

圖2 鉆孔工藝

（1）鉆進(jìn)前，先向護(hù)筒內(nèi)摻入適量的粘土。施工現(xiàn)場存在偏疏松的地表土?xí)r，有必要增加小片石，將制備好的泥漿以及適量的清水注入，啟用鉆機(jī)，隨著鉆頭的運行，依托外力作用將材料擠向孔壁。沖擊鉆孔以小沖程的方式進(jìn)行，鉆孔樁上部淤泥段的施工可采用沖抓鉆，目的在于維持孔壁的穩(wěn)定性（避免坍孔）以及提高施工效率。沖擊鉆孔具有擾動性，因此在鄰孔混凝土灌注完成且具備適宜的強(qiáng)度后方可進(jìn)行施工，采取此方法避免鄰孔坍塌問題[3]。

（2）鉆孔期間，司鉆人員加強(qiáng)對現(xiàn)場情況的觀察，例如鋼絲繩的回彈狀態(tài)、鉆錐運行時產(chǎn)生的沖擊聲，根據(jù)此類信息判斷孔底情況，進(jìn)而動態(tài)調(diào)節(jié)作業(yè)方案。嚴(yán)格控制孔內(nèi)泥漿面的高度，適宜狀態(tài)是高出護(hù)筒腳至少0.5m，此時可發(fā)揮出泥漿護(hù)壁的作用，維持孔壁的穩(wěn)定性與完整性。為避免泥漿溢出，要求泥漿面低于護(hù)筒頂面0.3m。沖擊鉆孔時做到勤抽碴，現(xiàn)場作業(yè)人員加強(qiáng)對鉆頭和鋼絲繩使用狀態(tài)的檢查，必要時安排換新。

3.5 鋼筋籠的吊裝

（1）起重機(jī)分段起吊鋼筋籠，吊裝作業(yè)緩慢進(jìn)行，穩(wěn)定鋼筋籠各節(jié)段，避免因磕碰而導(dǎo)致局部變形、受損。

（2）鋼筋籠以垂直的狀態(tài)下放入孔，必須準(zhǔn)確對準(zhǔn)孔位，全程均維持穩(wěn)定，不可與孔壁發(fā)生剮蹭。若鋼筋籠下放期間遇障礙物，先查明原因，再妥善處理，禁止強(qiáng)制性下放。

（3）某鋼筋籠節(jié)段下放到位后，用鋼管將其臨時置于鉆機(jī)平臺上，再以此為基準(zhǔn)，吊裝另一段，實現(xiàn)鋼筋籠節(jié)段的精準(zhǔn)對接。經(jīng)過焊接后，使相鄰兩節(jié)段穩(wěn)定結(jié)合。按照前述的思路逐段下放鋼筋籠，最后用掛鉤將上面一段掛在護(hù)筒上，以焊接的方法將掛鉤與護(hù)筒內(nèi)壁穩(wěn)定結(jié)合至一體，提升鋼護(hù)筒的穩(wěn)定性，確保其在混凝土澆筑過程中無上浮、偏移的異常狀況。

（4）主筋焊接部位應(yīng)保持潔凈，焊接時調(diào)整好上下各節(jié)主筋的位置，確認(rèn)無誤后兩邊對稱焊接。焊接作業(yè)由具有資質(zhì)的焊工進(jìn)行，焊縫應(yīng)飽滿。

（5）按順序依次將各節(jié)段鋼筋籠下放入孔后，做全面的檢查，若鋼筋籠的位置、穩(wěn)定性各方面均無誤，將其吊筋與孔口板固定，此舉有利于增強(qiáng)鋼筋籠的穩(wěn)定性。鋼筋籠吊裝如圖3 所示。

圖3 鋼筋籠吊裝

3.6 混凝土灌注施工

3.6.1 材料、導(dǎo)管、漏斗、儲料斗的準(zhǔn)備工作

（1）材料的準(zhǔn)備。碎石、砂的級配應(yīng)良好，保持潔凈，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸控制材料的最大顆粒尺寸。集料中存在影響混凝土性能的雜物時，需安排清洗和過篩處理，剔除不利于施工的雜物，在此前提下方可投入使用。

（2）導(dǎo)管的準(zhǔn)備?；炷凉嘧⒉捎玫綄?dǎo)管，以3mm厚的鋼板為原材料卷制成型。導(dǎo)管分節(jié)制作，單節(jié)長度根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件而定，滿足便于拆裝、搬運的要求，并對各節(jié)段的長度做靈活的調(diào)整，下端節(jié)以4～6m 為宜，中間節(jié)約為2m。為便于調(diào)節(jié)漏斗的高度，于漏斗下配置長約1m 的上端節(jié)導(dǎo)管。中間節(jié)兩端焊厚度為10～12mm 的法蘭，有利于螺栓的有效連接。法蘭邊緣比導(dǎo)管外壁略大40～50mm，在一端法蘭周邊焊一對小吊耳。相鄰兩節(jié)法蘭間墊橡膠墊，內(nèi)側(cè)略窄于法蘭內(nèi)緣。

（3）漏斗的準(zhǔn)備。用2～3mm 厚的鋼板制作成型。漏斗形態(tài)主要有兩種：①尺寸為1000mm×1000mm×800mm 的錐形漏斗。②直徑約800mm、高約900mm 的圓錐形漏斗。

（4）儲料斗。以加勁肋和3mm 厚的鋼板為基礎(chǔ)材料制作而成，出口設(shè)閘門，底部呈斜坡狀，于儲料斗出口下方的位置設(shè)活動溜槽，并根據(jù)該溜槽的尺寸接合適規(guī)格的漏斗。

3.6.2 混凝土的拌和

鉆孔樁施工采用標(biāo)號為25 號的混凝土，坍落度18～22cm。原材料取用方面，選用粒徑為0.5～3cm 的機(jī)制碎石，每1m3混凝土的水泥用量以試驗結(jié)果為準(zhǔn)。在準(zhǔn)備好水泥、碎石等各類原材料后，按照配合比精準(zhǔn)稱量，摻料并做充分的拌和。拌和時間不短于2～2.5min，具體以混凝土的拌和狀態(tài)為準(zhǔn)，必須保證拌和后的混凝土具有均勻性。若攪拌機(jī)停用時間在30min 以上，需及時清理殘留在攪拌機(jī)內(nèi)的混凝土，避免其發(fā)生固結(jié)。為避免由于拌和設(shè)備故障而導(dǎo)致現(xiàn)場停機(jī)等料，額外準(zhǔn)備一臺攪拌機(jī)，以備不時之需。

3.6.3 鉆孔樁的混凝土灌注

混凝土灌注遵循連續(xù)性原則，盡可能避免中斷。加強(qiáng)施工管理，盡可能縮短每斗混凝土灌注間隔時間[4]?；炷凉嘧r，施工人員及時探測混凝土的高度，根據(jù)實際灌注情況適時提升導(dǎo)管并做拆除處理，全程導(dǎo)管埋深以2～4m 為宜，最大不超過6m。鉆孔樁混凝土灌注的細(xì)節(jié)較多，主要做如下分析。

（1）混凝土灌注前，檢測孔底沉渣厚度，超出許可范圍時用射水管沖射3～5min，直至孔底沉渣達(dá)標(biāo)為止。

（2）嚴(yán)格控制導(dǎo)管的位置，要求其下端與樁底的距離穩(wěn)定在0.3～0.4m。

（3）根據(jù)混凝土灌注情況動態(tài)控制導(dǎo)管的埋深。

（4）相較于樁頂設(shè)計標(biāo)高，實際標(biāo)高略高0.5m 左右。

（5）禁止采用漏水的導(dǎo)管，否則易影響混凝土灌注的正常進(jìn)行，甚至誘發(fā)斷樁事故。

（6）鉆孔樁上部混凝土初凝時，隨即解除對鋼筋籠的固定，此時能夠給予鋼筋籠適度的變化空間，以便隨著混凝土的收縮而適度收縮。

3.7 樁頭的清理

樁頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的25%后，將無須使用的護(hù)筒拆除并對樁頭多余部分做鑿除處理。鑿除作業(yè)應(yīng)精細(xì)化，為此采取人工鑿除的作業(yè)方法。

4 鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制措施

（1）混凝土拌和階段，相關(guān)作業(yè)人員加強(qiáng)對原材料質(zhì)量、拌和時間、坍落度等方面的控制，以免由于拌和方法不合理而影響到混凝土的強(qiáng)度。

（2）混凝土灌注階段，及時檢測并嚴(yán)格控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管埋深，全程遵循動態(tài)化控制的原則。其中，導(dǎo)管埋深以2～4m 為宜。

（3）隨灌注的持續(xù)進(jìn)行，待實際位置距樁頂標(biāo)高8～10m 時，需要在原坍落度（18～20cm）的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)臏p小處理，此時以12～16cm 為宜，經(jīng)過坍落度的調(diào)整后，提高樁身上部混凝土的抗壓強(qiáng)度。

（4）混凝土灌注時，適當(dāng)抽動導(dǎo)管，以便順暢拔管。導(dǎo)管升降幅度不可過大，否則孔壁易受到混凝土的沖刷作用，從而導(dǎo)致孔壁失穩(wěn)[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，鉆孔灌注樁在岸坡修復(fù)工程中具有可行性，經(jīng)過本文有關(guān)于工程實例的分析，提出鉆孔灌注樁加固岸坡的具體要點。按照方案規(guī)范施工后，順利建成鉆孔灌注樁，岸坡得到有效的加固處理，穩(wěn)定性得以提升，綜合應(yīng)用效果突出。