桩板式挡墙在水利工程河道治理的应用(桩板式挡墙施工工艺)

 【摘要】随着经济社会的发展，对防洪安全保障、生态环境保护等提出了越来越高的要求，而城区及农村的河道因年代久远及设计的问题，已无法满足需要。在近年来的河道治理过程中，施工作业场地的问题愈发突出，尤其在城区无法通过大开挖的形式重新建设挡墙，而桩板式挡墙较好地解决了此类问题，有效降低了对治理河道的周边影响。

【关键词】桩板式挡墙；水利工程；河道治理；质量控制

水利工程中的河道治理主要包括疏浚、护岸工程、护坡工程及其他配套工程，其中发挥基础性作用的是护岸工程，护岸工程按材料分的主要形式有混凝土挡墙（重力式、扶壁式等）、（浆砌）块石挡墙、桩板式（管桩式）挡墙、钢板桩挡墙，以及近年来流行的格宾笼（框格）生态挡墙等，均有各自的优缺点，适用情况不同。本文以泰兴市天星港的河道治理项目为例，阐述桩板式挡墙在江苏平原地带城区河道的具体应用。

1工程概况

天星港地处通扬运河以南地区，承担泰兴城区南部区域引排通道功能，是泰州市通南地区重要的引、排综合利用河道，是通南高沙土区横向骨干通江河道，全长31.48km。天星港整治前河底高程▽0.00~▽-2.00m左右，河道底宽8~18m，边坡1∶3。天星港西段江口至羌溪河地处沿江圩区，东段羌溪河至季黄河地处通南高沙土地区，因引排频繁导致河道超负荷运行、河道消能建筑物配套不足，局部由于边坡不稳、无护岸等问题造成岸坡在风浪的冲刷下塌坍，险情频发，危及临河而居的两岸群众的生命财产安全。同时由于局部河段淤积严重，导致天星港引水、排涝能力在逐年下降，现状部分河底高程比原设计平均高出约0.8m，且边坡坍塌严重限制了水流流速，现状仅为原设计引排能力的85%左右。主要问题表现在：（1）河坡坍塌，导致河堤坍塌、滑坡，造成防洪隐患；（2）河道淤积，过水段面减小，排涝标准削减，调蓄能力减弱；（3）天星港为通航河道，岸坡长期处于通航无防护的状态，对人民群众的生命及财产安全有极大的隐患；（4）水土流失，水流不畅，水环境质量下降。

2河道设计

天星港天星闸~印庄东桥（桩号0+000~12+385）两岸护砌共计24122m（双侧），其中桩板式护岸长22916m，管桩式生态框护岸长1206m。桩板式护岸：（金沙中沟~印庄东桥）（桩号K6+520~12+385）两岸建设桩板式挡墙护岸长11916m。采用C30钢筋混凝土预制方桩与C30预制板连接的组合结构；设计方桩尺寸为0.4m×0.3m，桩顶高程▽2.75m（伸入盖梁5cm），桩底高程▽-4.80m，间距2.0m。桩间安装C30钢筋混凝土预制板，预制板宽1.98m，高2.2m，厚0.12m，每两根桩之间安置一块，安装板底高程▽0.50m，顶高程▽2.70m。方桩及预制板上部采用0.6m×0.3mC30钢筋混凝土压顶，顶高程▽3.00m。压顶后预留不小于1m平台接不陡于1︰3.0边坡至现状建筑物，坡面撒播狗牙草固坡；在高程▽1.60m桩前预留安全平台再1︰3.0连接至设计河床。

3施工工艺

3.1预制桩护岸施工总体工艺

预制方桩护岸施工的工艺流程如下：桩位轴线定位→打桩平台就位→准备桩冒及送桩→单桩逐根连续施打→土方开挖、预制板安装→铺设土工布、土方回填→成桩移机。预制方桩护岸施工工艺流程图见图1。

3.2预制桩板主要施工方法

3.2.1测量放样在沉桩施工前，对现场的测量控制基线和基线点进行复核，根据现场情况进行施工平面坐标控制点和高程基准点的引测，及进行沉桩施工基线的放样。根据设计图纸编制工程桩测量定位图，并保证轴线控制点不受打桩时振动和挤土影响，保证控制点的准确性。根据实际打桩线路图，按施工区域测量定位控制网。在桩位中心点打入一根长钢筋并做好标记。桩机移位后，应进行第二次放样。核样根据轴线控制网点所标示的工程桩位坐标点（X,Y值），采用坐标法进行放样，保证工程桩位偏差值小于10mm。预制桩在施工前，应根据施工桩长在匹配的工程桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明长度，以便观察桩入土深度及记录每米沉桩锤击数。3.2.2桩机就位因为本工程采用水上工程船打桩，其主要是调整工程船，保持船身的稳定即可。根据打桩机架下端的角度计初调桩架的垂直度，并用线坠由桩帽中心吊下与露出水面标记（桩位）中心点对中。

3.3预制桩起吊，对中调直及沉桩

在方桩达到设计强度100％并有一定的龄期后进行方桩的吊运打设。根据工程地质情况，桩尖将进入层③粉砂层，方桩打设以标高控制为主，贯入度控制为辅。3.3.1预制桩摆放（1）预制桩应由运输船上用吊机将桩转运至打桩机导轨前，采用专用吊钩钩住两端内壁直接进行图1.水平起吊，预制桩摆放宜采用两点支法。3.3.2预制桩入桩预制桩摆放平稳后，在距预制桩端头长0.2m处，将捆桩钢丝绳套牢，一端栓在打桩机的卷扬机主钩上，另一端钢丝绳挂在吊车主钩，打桩机主卷扬向上先提桩，吊车在后端辅助用力，使预制桩与水下泥面基本呈45°~60°角向上提升，将预制桩上口，喂入桩帽内，将吊车一端钢丝绳松开取下，将预制桩移至桩位中心。3.3.3对中预制桩插入桩位中心后，先用桩锤自重将桩插入地下30~50cm，桩身稳定后，调正桩身、桩锤、桩帽的中心线重合，使之打入方向成一直线。3.3.4调正用全站仪测定预制桩垂直度，全站仪与导轨成正交方向进行测定，使插入地面时桩身的垂直度偏差不大于0.5%。3.3.5射水沉桩（1）吊插桩基时要注意及时引送输水胶管，防止拉断与脱落；基桩插正立稳后，压上桩帽桩锤，并开始用较小水压，使桩靠自重下沉。（2）初期应控制桩身不使下沉过快，以免阻塞射水管嘴，并注意随时控制和校正桩的方向。（3）下沉渐趋缓慢时，可开锤轻击，沉至一定深度已能保持桩身稳定后，可逐步加大水压和锤的冲击动能。（4）沉桩至距设计标高一定距离（1.0m以上）停止射水，拔出射水管，进行锤击或振动使桩下沉至设计要求标高。3.3.6锤打（1）预制桩最后1m采用桩锤将桩徐徐打入，直至预制桩沉一定深度不动为止，同时用仪器观测预制桩的中心位置和角度，确认无误后，再转为正常施打，必要时，宜拔出重插，直至满足设计要求。（2）正常打桩宜采用重锤低击，锤重根据设计图及地质勘查资料选择确定。根据本河道桩位布置图一端向另一端分段进行。（3）根据桩入土深度，先长后短。根据桩长度高度先长后短。

3.4预制板安装

在方桩沉桩后，可进行预制板基槽开挖，开挖先采用液压反铲进行开槽，然后进行预制板安装，最后在铺设土工布后分层回填压实。

4质量控制及检测

根据现场情况，混凝土预制桩在施工现场预制，预制桩表面应平整密实。预制桩钢筋的连接以及钢筋骨架的允许偏差，应符合江苏省《水利工程施工质量检验与评定规范》（DB32/T2334.1—2013）的要求。

4.1预制桩吊运规定

（1）预制桩设计强度达70%方可起吊，达到100%时才能运输和沉桩。（2）桩起吊时应采取相应措施，保证安全平稳，保证桩身质量。（3）水平运输时，应做到桩身平稳放置，严禁在场地上直接拖拉桩体。

4.2预制桩打设要求

（1）预制桩施工应主要采用水上平台沉桩法施工，最后1.0m要求采用锤击法施工，顶部需设置与桩顶钢筋匹配的桩头施打。根据规范、设计及试打标准确定的标高和最后三阵贯入度(桩端位于一般土层：以控制桩端高程为主；桩端位于坚硬、硬塑土层：以控制贯入度为主，最后3阵均不大于设计值)来确定可否成桩，满足要求后，做好记录，会同有关部门做好中间验收工作。（2）应严格控制桩的垂直度及桩顶偏位，偏差值小于1%，即顺河方向偏差应小于20mm；横河方向的偏差不得大于20mm。（3）桩尖沉至设计高程后，桩顶混凝土伸入盖梁内5cm，并按设计要求扳出钢筋锚入盖梁内。

4.3预制桩检测要求

采用低应变法进行桩身完整性检测，桩基检测数量测20%且不应小于10根；同时进行单桩水平静载试验，采用多循环加载法，对实测曲线进行综合计算分析单桩水平承载力特征值是否满足设计要求。其他检测要求等亦满足江苏省《水利工程施工质量检验与评定规范》（DB32/T2334.2—2013）的要求。

5结语

通过对泰兴市天星港河道治理项目的总结，可以看出桩板式挡墙在水利工程河道治理中的优势，即不断流、不大开挖，对周边影响较小，同时与传统的混凝土挡墙相比较，还具有造价低、工期短、桩板均可工厂化预制等特点，在水利工程河道治理中有着较好的成本优势、环保优势，有效地节约和保护了资源，对其他地域砂土地质的河道治理也具有一定的参考意义。