預(yù)制樁基礎(chǔ)箱式生態(tài)護(hù)岸在吳淞江整治工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

沈宏新，蔣永佳，魏 海，尹小龍

（昆山市水務(wù)工程建設(shè)管理處，江蘇蘇州 215300）

吳淞江整治工程是國(guó)務(wù)院明確的172 項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一，也是長(zhǎng)三角一體化發(fā)展規(guī)劃綱要中，確定的流域治理骨干工程和省際重大水利項(xiàng)目。工程涉及上海、江蘇兩地，匡算總投資831 億元，其中，吳淞江整治工程江蘇段位于蘇州市，全長(zhǎng)61.7 km，整治工程主要包括河道整治、配套擴(kuò)建水利樞紐、新改建跨河橋梁、水系影響調(diào)整等，建成后將增加太湖洪水出路，提高流域防洪能力，增強(qiáng)陽(yáng)澄淀泖區(qū)防洪排澇能力，兼顧改善生態(tài)、水資源、水環(huán)境和航運(yùn)條件。參照已有大型水利工程實(shí)踐，為加快吳淞江（江蘇段）整治工程建設(shè)，積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，吳淞江（江蘇段）整治工程一期（黃墅江～油墩港段）作為先導(dǎo)段先行啟動(dòng)。

本工程等別為Ⅱ等，河道及堤防、主要建筑級(jí)別為2 級(jí)，次要建筑物為3 級(jí)，臨時(shí)工程為4 級(jí)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：流域防洪為100 年一遇，區(qū)域防洪為50 年一遇；航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí)航道；抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)計(jì)烈度為Ⅶ度；本工程永久建筑物設(shè)計(jì)使用年限50 年，閘門合理使用年限50 年；利用河道堤頂作為防汛道路，路面結(jié)構(gòu)型式參照四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

吳淞江（江蘇段）整治工程一期（黃墅江～油墩港段）主要建設(shè)內(nèi)容包括河道整治4.39 km（含護(hù)岸、堤防及防汛道路等），支河口門拆建、加固改造以及新建支河橋梁。其中一標(biāo)段涉及河道長(zhǎng)1.5 km，建設(shè)內(nèi)容包括護(hù)岸1 366 m、防汛道路及堤防1 320 m，新建支河橋1 座，加固閘站2 座以及拆建閘站1座。

1 方案設(shè)計(jì)

本期工程位于昆山花橋與上海交叉段，方案設(shè)計(jì)階段綜合考慮了防洪、通航、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量、安全、景觀、生態(tài)以及沿河市民親水需要等相關(guān)因素，并需與吳淞江沿線生態(tài)廊道以及上海段建設(shè)相協(xié)調(diào)。

在施工一標(biāo)段（樁號(hào)57+470～57+588、57+800～58+000）中，河道設(shè)計(jì)河口與現(xiàn)狀河口大致重合，若采用現(xiàn)澆擋墻護(hù)岸，需在河道中填筑圍堰，縮窄現(xiàn)有航道寬度，影響通航安全。其次，根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段勘察結(jié)果，河口位置下分布為土體，而現(xiàn)狀堤后5～10 m 的表層草皮植被下存在碎磚、混凝土碎塊、碎石等建筑廢棄物，以及塑料布、木頭等其他廢棄物，厚度最大可達(dá)地面以下16 m。若采用現(xiàn)澆擋墻型護(hù)岸，開挖底板時(shí)將面臨大量建筑、生活廢棄物的處置難題，同時(shí)需外購(gòu)大量?jī)?yōu)質(zhì)土源進(jìn)行墻后回填，額外增加工期及投資，加大施工難度。

根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力、穩(wěn)定性、基礎(chǔ)沉降、抗沖分析以及生態(tài)設(shè)計(jì)等結(jié)果，該段護(hù)岸采用前排連續(xù)預(yù)制排樁+后排預(yù)制樁拉錨結(jié)構(gòu)，樁頂蓋板頂高程4.26 m（吳淞高程，下同），在控制總投資的同時(shí)，具有預(yù)制構(gòu)件比例高、抗沖刷能力強(qiáng)、減少土方（雜填土）開挖及處理，降低施工難度和縮短工期等優(yōu)點(diǎn)［1］。后設(shè)階梯式二級(jí)箱式生態(tài)護(hù)岸接至堤頂高程5.46 m，上設(shè)人行步道+堤頂防汛道路。箱式生態(tài)護(hù)岸具有生態(tài)和景觀的特點(diǎn)，并具備施工速度快、造價(jià)合理、透水性好、工廠化生產(chǎn)等條件［2］，目前在水利、市政、生態(tài)修復(fù)工程中得到較好的應(yīng)用。

2 施工管理

2.1 預(yù)制樁基礎(chǔ)

本工程A1型護(hù)岸擋墻采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，迎水側(cè)采用密打400 mm×400 mm，樁長(zhǎng)15 m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土護(hù)壁空心預(yù)制方樁；背水側(cè)施打500 mm×500 mm，間隔80 cm，樁長(zhǎng)9 m 的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制方樁。所有預(yù)制樁的沉樁作業(yè)均為水上施工，主要施工順序?yàn)椋洪_挖（清障）→定位→預(yù)制樁施工→護(hù)壁空心樁注漿孔灌漿→土工布設(shè)置→樁間土回填→鋼筋混凝土蓋板施工。

本工程河線較長(zhǎng)，打樁前應(yīng)先試樁。鑒于樁基施工具有重要性、隱蔽性、施工過程和工藝復(fù)雜性、難于返工等特點(diǎn)，應(yīng)全程跟蹤監(jiān)控并記錄其施工質(zhì)量。對(duì)于預(yù)制樁，嚴(yán)格進(jìn)場(chǎng)產(chǎn)品檢測(cè)，應(yīng)從定位放線、樁的起吊就位、垂直度控制、打樁、送樁等工序上嚴(yán)格把關(guān)，防止樁身斷裂［3］。為保證樁基礎(chǔ)水下部分濾土排水的作用，防止后期河道水下清淤施工及日常運(yùn)行期間樁后側(cè)填土流失，在基礎(chǔ)防滲反濾設(shè)計(jì)中采用迎水側(cè)護(hù)壁空心預(yù)制方樁間注漿孔注漿，樁后鋪設(shè)土工織物的措施，施工中應(yīng)保證反濾措施按設(shè)計(jì)要求施工。鋼筋混凝土蓋板應(yīng)重點(diǎn)做好樁頭端部鋼筋錨固連接、泄水管預(yù)埋、伸縮縫處鋼筋布設(shè)及保護(hù)層厚度等施工控制。

2.2 堤防填筑與防汛道路

堤防設(shè)計(jì)壓實(shí)度為0.93，頂高層為4.17 m。堤防護(hù)岸工程的施工準(zhǔn)備與施工工藝流程為：施工測(cè)量→土體開挖施工→堤基整平→堤防填筑→壓實(shí)施工控制→混凝土施工控制→邊坡修整與養(yǎng)護(hù)→交界面處理。施工前應(yīng)先作碾壓試驗(yàn)，確定最佳鋪土厚度、最優(yōu)含水率和合理的壓實(shí)遍數(shù)［4］，施工時(shí)分層鋪設(shè)、平整和壓實(shí)，控制每層鋪土厚度小于30 cm。堤防施工時(shí)，必須嚴(yán)格控制清基及回填土料指標(biāo)，采用壓實(shí)度指標(biāo)控制土方回填質(zhì)量，使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

為了便于工程管理和防汛搶險(xiǎn)，利用堤頂作防汛道路，路面采用瀝青混凝土。施工程序?yàn)椋簻y(cè)量放線→路槽施工→80 cm 6%石灰土路床填筑→20 cm12%石灰土基層→18 cm 水泥穩(wěn)定碎石墊層→1 cm 下封層→6 cm AC20 瀝青混凝土→4 cm AC13 瀝青混凝土→排水溝施工→培路肩土方。路基、灰土及水穩(wěn)施工時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，確定相關(guān)參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)“彈簧”“松散”“起皮”等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)處理措施，且嚴(yán)禁“薄層補(bǔ)貼”，嚴(yán)格按照《堤壩道路施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)范》（DB32T 2710—2014）進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。為提高瀝青面層外觀，減少施工縫，盡可能待沿線施工基本完成后，連續(xù)攤鋪4 cm AC13的面層瀝青。

2.3 二級(jí)箱式生態(tài)護(hù)岸

本工程二級(jí)箱式生態(tài)護(hù)岸共3 層，階梯坡度為1∶0.3，根據(jù)生態(tài)砌塊設(shè)計(jì)特點(diǎn)，無(wú)需采用垂直連接件。鑒于工程運(yùn)行期間，最下一層砌塊會(huì)處于水位線以下，應(yīng)采用碎石或塊石回填，上部?jī)蓪悠鰤K內(nèi)采用耕種土回填便于植物生長(zhǎng)［5］。施工順序如下：基礎(chǔ)鋪漿找平→分層吊裝→分層組裝（含橫向連接螺栓及砌塊間擋土插件）→分層回填（含砌塊內(nèi)土工織物布設(shè)及材料回填、砌塊間碎石回填）→墻后反濾施工（土工織物鋪設(shè)、碎石回填）→砌塊內(nèi)綠化種植與養(yǎng)護(hù)。

箱式生態(tài)砌塊制品應(yīng)按吊裝設(shè)計(jì)要求采取3點(diǎn)吊或4點(diǎn)吊，吊裝過程中應(yīng)慢起慢落，并按設(shè)計(jì)坡比要求進(jìn)行錯(cuò)臺(tái)或堆疊，吊裝就位后及時(shí)安裝構(gòu)件之間的橫向連接螺栓。每層護(hù)岸構(gòu)件安裝完畢后及時(shí)回填框體內(nèi)填料，針對(duì)下層有開孔的框體若采用塊石回填，塊石尺寸不應(yīng)小于框體表面開孔處的最小尺寸；若回填碎石或者種植土，應(yīng)在框體內(nèi)（底部、前口及側(cè)面開口處）按設(shè)計(jì)墊好土工布后再回填種植土，防止水流沖刷流失。墻后反濾層回填及土工布鋪貼應(yīng)和框體回填同步進(jìn)行，生態(tài)砌塊中縫處設(shè)置的相應(yīng)配套插件應(yīng)安裝牢固，并在中縫內(nèi)回填碎石濾層，保證縫內(nèi)及墻后反濾回填的質(zhì)量。生態(tài)砌塊內(nèi)播種的植物，應(yīng)視氣候條件等加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保證存活率。

2.4 設(shè)計(jì)建議及施工注意要點(diǎn)

（1）預(yù)制樁基礎(chǔ)。預(yù)制樁基礎(chǔ)前排護(hù)壁空心樁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要高于后排樁，且有防滲反濾要求，沉樁作業(yè)時(shí)，建議先打后排樁以免造成前排護(hù)壁空心樁的擠壓變形；在保證后排樁樁頂高程及軸線允許偏差滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，樁身可適當(dāng)后傾，預(yù)留前傾變形。在前排護(hù)壁空心樁樁間注漿孔施工時(shí)，需先將孔內(nèi)土體清空，水中注漿可采取外套膜袋等防漏漿措施，務(wù)必保證注漿范圍及質(zhì)量。前排樁后土工織物應(yīng)保證鋪設(shè)位置和搭接長(zhǎng)度且做好固定措施，防止反濾體系的破壞。同時(shí)，在鋼筋混凝土蓋板施工時(shí)，應(yīng)保證向上凸起的齒檻鋼筋設(shè)置滿足設(shè)計(jì)要求，防止生態(tài)砌塊因側(cè)向土壓力發(fā)生剪切破壞。

（2）堤防填筑。由于A1 型護(hù)岸堤防底部原狀土質(zhì)較差，且景觀步道路基位于預(yù)制樁基礎(chǔ)混凝土蓋板和土堤防之上，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩種不同剛度基礎(chǔ)的過度，或采取防不平衡沉降的措施［6］。本工程在實(shí)際施工中，在樁基礎(chǔ)混凝土蓋板填土側(cè)一定范圍進(jìn)行超寬超深開挖處理，超挖部分采用6%石灰土回填至設(shè)計(jì)灰土路床，同時(shí)，在兩種不同剛度基礎(chǔ)的交界位置以上每隔30 cm 厚度通長(zhǎng)設(shè)置（共3 層）寬度6 m 的土工格柵加筋層，減少不均勻沉降［7］。

（3）箱式生態(tài)護(hù)岸。根據(jù)本工程設(shè)計(jì)，生態(tài)砌塊與防汛道路結(jié)構(gòu)之間有反濾層。為了施工方便，且保證施工質(zhì)量，箱式生態(tài)砌塊應(yīng)待下部承臺(tái)基礎(chǔ)工程驗(yàn)收合格，且堤防及防汛道路水穩(wěn)邊坡按設(shè)計(jì)修整完成后，進(jìn)行分層施工。鑒于生態(tài)砌塊為整體吊裝，為保證砌塊平穩(wěn)，防止出現(xiàn)因應(yīng)力集中而發(fā)生破壞等情況，應(yīng)在鋼筋混凝土蓋板平臺(tái)基礎(chǔ)頂面采用砂漿找平。同時(shí)設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)考慮生態(tài)砌塊與其他建筑物（如：排水管口等）相接時(shí)，周圍可用現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行處理，保證整體外觀質(zhì)量。

（4）景觀綠化。本段主體實(shí)施時(shí)，園林綠化管理部門配套進(jìn)行擋墻沿線生態(tài)景觀提升工程，同時(shí)鑒于每層生態(tài)砌塊高度僅為0.5 m，框內(nèi)、親水平臺(tái)以及景觀濕地設(shè)計(jì)中綠化品種的選擇宜根據(jù)工程運(yùn)行水位，綜合耐旱、耐澇、景觀、生態(tài)、協(xié)調(diào)等各方面因素，進(jìn)行綠化斷面及平面深化設(shè)計(jì)，在發(fā)揮防洪、除澇、通航等功能的同時(shí)，為沿線居民提供一個(gè)自然、生態(tài)、安全、協(xié)調(diào)的濱江綠地空間。

3 安全文明施工

本工程施工過程中需做好防洪度汛、航道作業(yè)安全保障、施工排水、高邊坡、預(yù)制樁吊裝及施工、土方回填、混凝土施工、防沉溺、臨時(shí)用電、高溫、揚(yáng)塵、噪聲等安全文明措施的保障。嚴(yán)格遵循“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的工作方針，落實(shí)各參建單位主體責(zé)任，實(shí)行分級(jí)管理、分級(jí)負(fù)責(zé)。參建單位是工程安全生產(chǎn)的責(zé)任主體，應(yīng)當(dāng)建立健全全員安全生產(chǎn)責(zé)任制和安全生產(chǎn)規(guī)章制度，加大對(duì)安全生產(chǎn)資金、物資、技術(shù)、人員的投入保障力度，改善安全生產(chǎn)條件，加強(qiáng)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、信息化建設(shè)，開展安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)，加強(qiáng)危險(xiǎn)性較大工程管理，構(gòu)建安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理雙重預(yù)防機(jī)制，健全風(fēng)險(xiǎn)防范化解機(jī)制，加強(qiáng)應(yīng)急管理，提高安全生產(chǎn)水平，確保安全生產(chǎn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文以吳淞江（江蘇段）整治工程一期（黃墅江-油墩港段）工程中較為典型的預(yù)制樁基礎(chǔ)箱式生態(tài)砌塊擋墻為案例，從方案設(shè)計(jì)、施工管理方面分析了預(yù)制樁基礎(chǔ)、堤防填筑、防汛道路、二級(jí)箱式生態(tài)護(hù)岸，并重點(diǎn)對(duì)該類型擋墻設(shè)計(jì)、施工及組織等注意要點(diǎn)進(jìn)行剖析。一期工程一標(biāo)段于2022 年5 月16 日召開開工動(dòng)員會(huì)，施工期間克服了諸多困難，并按期完成各項(xiàng)建設(shè)任務(wù)，目前已順利通過完工驗(yàn)收。根據(jù)施工結(jié)果，整體效果良好，為后續(xù)工程的推進(jìn)起到了很好的技術(shù)指導(dǎo)和借鑒。