河道治理中护壁桩施工技术探讨

王建忠 陈涛

（1、江阴市顾山水利农机管理服务站，江苏江阴 214400 2、江阴市长泾水利农机管理服务站，江苏江阴 214400）

东横河作为江阴高新区重要的景观打造工程，是高新区的重要景观轴线，能够展现城区品质、凸显城区风貌的重要区域。东横河景观带设计围绕打造“活力水岸、品质休闲”的城市中央景观轴的设计目标，以文化体验、休闲商业、乐活宜居为主题，根植江阴文化、营造生动多样的滨水活动空间，构建江阴高新区休闲活力水岸的目的地。

东横河驳岸及绿化工程（镇区段及金童小学段）驳岸部分结合绿化设计，重点利用河道廊道的连续性，将东横河建设为载体的水景观带，对城东居住区的建设具有重要的意义。

1 概况

东横河驳岸及绿化工程的驳岸部分，西起老金童桥东侧，东至长山大道西侧，全长1695m。工程建设内容为现有挡墙勾缝、修复，以及新建护岸。其中勾缝、修复挡墙940m；新建一级护岸为护壁桩，长2307m，设计顶高程3.0m（黄海高程，下同），桩长6m、8m、10m、12m；新建二级护岸为砼框生态护岸，长1613.6m，设计顶高程4.5m（局部降低处理），护岸高1.5m，底部采用5m长杉木桩处理。二级护岸与一级护岸最小间距2.2m。具体工程内容见表1。

表1 工程内容

本文主要以新建一级护岸的护壁桩施打为施工实例，介绍了护壁桩在河道治理中的施工特点，以及以及连排护壁桩密打的施工控制。

2 护壁桩施工

本工程主要以新建一级护岸2307 米为例，通过护壁桩护岸施工，保证了东横河河道岸坡的稳定，再配合新建二级护岸的砼框生态护岸，形成水景观带。具体见图1，图2。

图1 一级护岸结构形式断面图

2.1 工程地质

本工程的勘察深度范围内,地基土质由表及里分为如下。

（1）层杂镇土:场区普遍分布,土层厚度1.50-5.70m,平均2.88m;本层底部高程: 0.97- 5.45m,平均2.73m;层底埋深厚度1.50-5.70m, 平均2.88m。(1-1) 层淤泥质土夹粉士: 土层厚度:1.10-9.30m,平均2.95m; 本层底部高程: -6.95-1.80m,平均-0.39m;层底埋深本层底部高程2.80-13.50m,平均5.42m，单桥静探Ps 标准值=0.829MPa。

（2）层重粉质壤土:土层厚度1.00-8.30m,平均3.05m; 本层底部高程: -6.46- 2.85m,平均-1.41m;层底埋深厚度5.00- 1.00m,平均6.91m，单桥静柳Ps 标准值= 2.564MPa。

（3）层重粉质壤土夹粉土:该层未钻透。单桥静探Ps 标准值=3.077MPa。

根据本工程地质勘探土工试验测试统计结合本地区经验,本工程地基承载力的数值如下:

（1-1）层淤泥质土夹粉土σo=80kPa。

（2）层重粉质壤土σo=180kPa。

（3）层重粉质壤土央粉土σo=150kPa。

2.2 壁体桩规格

本工程采用的壁体桩都是由专业预制场加工制作。

2.2.1 原材料

a.采用42.5 级的普通硅酸盐水泥。

b.细骨料主要为天然硬质中粗砂或者人工砂，细度模数达到2.3～3.2（人工砂达到2.5～3.5），含泥量不能超过1.0%，并且不能含有泥块。细骨料中含氯离子不得大于0.01%，含硫化物及硫酸盐不得大于0.5%。

c. 粗骨料主要为碎石或破碎的卵石，最大粒径不得大于25mm。粗骨料中含硫化物及硫酸盐不得大于0.5%。

2.2.2 混凝土抗压强度

本工程采用的是预应力高强度混凝土壁体柱，混凝土强度大于C80 等级。

2.2.3 外观质量要求

a.粘皮和麻面

局部麻面和蜂窝表面不得大于桩表面的0.5%; 麻面和蜂窝的深度不得大于5mm，必须通过修补处理才能使用。

b.桩身合缝漏浆完好

每处漏浆长度不得大于300mm，深度不得大于5mm ,总漏浆长度不得大于壁体桩长度的10%，必须修补完好才能使用。

2.2.4 抗弯性能

a.壁体桩的抗弯承载力大于157KN.M。

b.壁体桩通过进行抗弯试验，测试桩的抗裂弯矩，在加载至设计值时，桩身不允许有裂缝。

c.加载至设计值的极限弯矩时，壁体桩不得出现下列任何一种情况:

受拉钢筋被拉断；

受压区混凝土破坏；

受拉区混凝土裂缝宽度超过1.5mm。

2.2.5 壁体桩制作允许偏差

桩体宽度:±5%；桩身长度±0.5%L；壁厚-5mm；桩身混凝土保护层厚度+10mm ,-5mm；桩身弯曲偏差L/1000；桩尖偏中心距≤10mm。(L 为单节桩长)

2.2.6 壁体桩成品保护

壁体桩预制，吊装运输和成品堆放，必须达到《建筑桩基技术规范》(JGJ-94）规定的要求。

2.3 壁体桩施工

2.3.1 桩位控制

a.桩位定位采用GPS 加导线定位测量。

壁体桩施工机械及导向架等配套安装材料进场到位后，先按测放轴线布置桩位线，打设固定定位型钢，在打设过程中定位型钢的垂直角度要严格控制，垂直偏差一般不超过1/200，定位型钢可以适当加长插入土内深度，保证固定牢固。

b. 用水准仪测量桩顶控制导线，方便壁体桩施工时控制桩顶高程，同时进行贯入度控制。

2.3.2 关键节点控制

a.在施工过程中，壁体桩采用合理有效的紧固装置，同时可提供水平约束力，确保了桩缝间扣合严密。特别是本工程采用新型的绿色混凝土壁体桩，在紧固装置上设计加工了上下间距约1 米的两点滑轮卡槽式，采用人工手拉葫芦作为加力结构，主要优点：一是上下两点独立相互施力比一点施力更有效帮助壁体桩在施工过程中调节垂直度；二是滑轮卡槽式装置对比普通槽式装置，更有助于对桩侧起到保护作用；三是根据现场的实际情况，考虑到施力的大小结合施工经验，人工手拉葫芦的施力装置更容易灵活调节。

b. 壁体桩施打到设计高程后，必须采取对应的措施保证与前一根桩连接形成一整体，特别是在后继壁体桩施工过程中要注意避免将刚施工好的壁体桩一起带下，尤其在施工短桩时这种情况容易出现。

2.3.3 沉桩工艺

a. 由于本工程壁体桩是密打，桩身必须连接紧密，打桩过程最为关键。本工程设计采用锤击法，沿着河道岸线单方向顺序施工，确保打桩达到紧密的效果，由于施工时会产生沉桩震动及挤土效应，容易对周围环境产生不利影响，所以比须采取适应本工程特点的措施，比如增加应力释放孔，控制沉桩速率防挤沟等。

b.根据本工程采用的壁体桩截面尺寸以及工程地质条件决定采用锤击法时，必须确定锤的自重和落距大小。特别要注意在锤击过程中容易出现的锤击拉应力以及锤击压应力。在没有之前经验数据时，可以选用苏G/T17-2012 图集第50 页表中数值加以参照。同时可以在施工沉桩过程中验证，土层主要以较坚硬以及硬塑的黏性土，还有中密以上的粉土、砂土、碎石类土及风化岩等作为持力层时，桩端进入的主要控制指标为贯入度，一般设计单位都以桩端标高作为辅助指标，再根据锤重和地基土质条件确定锤击总数，选用与本工程壁体桩相适应的桩锤。

c.本工程采用单根施打的方式施打壁体桩，先根据桩的方向打设导向架，本工程导向架主要采用定型工字型钢，在施打过程中作为壁体桩的导向，同时确保壁体桩圆口对接紧密。本工程壁体桩施打通过标高控制沉桩高程。

d.在壁体桩施打过程中，打桩施工机械通过导向架保持和桩在同一轴线上，在施打过程中必须加强对壁体桩沉桩过程的观测，如果在施工中出现的异常现象，必须暂停施工，作好施工原始记录，排查清楚异常现象的原因，并找到有效解决方案后才允许下一步施工。

e.壁体桩施打完成时，为了保证桩基形成一个整体，要求对施打好的壁体桩进行夹桩，并同步进行测量沉桩偏位误差。施打过程中选择相对便利的作业条件，按顺序作业，方便控制壁体桩间的结合程度。同时严格按规范要求施工，做到控制好壁体桩施打质量。

f.本项目采用锤击机械施工PC 壁体桩，待PC 壁体桩施工完毕后采用高压水泥浆填充桩侧孔止水，后施工桩顶冠梁。见图3。

3 结论

3.1 壁体桩截面主要是正方形，是一种新型混合配筋预应力混凝土空心桩。水平承载力高，止水效果佳。

3.2 壁体桩可以用于河道整治的永久护岸，起到河岸挡土作用，结合二级生态护岸工程，产生良好的生态景观效果。

3.3 壁体桩综合经济效益好。不会出现传统木桩护岸容易腐烂的现象，使用寿命不长的问题。主要是壁体桩施打过程比较简单便捷，工程完工后维护成本相对比较低。