海边护岸浪损后咬合桩和注浆修复方案的比选及注浆技术

胡茂刚

摘 要：位于海岸边的护岸经常受到台风、潮水的袭击，涨退潮循环容易造成水土流失，导致护岸毁损及护岸后方地基下沉。通过对咬合桩及注浆两种修复方案的比选，根据施工可行性，选定注浆修复方案，介绍修复原理及关键工序，该技术较好地解决护岸修复耐久性与可行性的难题，修复工作质量可控。

关键词：浪损护岸；方案比选；注浆修复技术

1 概述

修复的护岸位于厦门市思明区环岛路书法广场前，护岸高约3.5m，护岸顶宽约3米，断面需修复的长度约150m，护岸墙原为浆砌条石护岸，护岸顶为书法广场，护岸底为海滩。由于受到海浪潮水长年冲刷，护岸基础被部分掏空，出现崩塌，护岸顶地面沉陷，人行护栏垮塌。为减灾、防灾，需对该护岸进行排险修复。

2 维修加固方案比选

2.1 咬合桩方案

修复方案：待修复的护岸防护采用咬合桩结构，咬合桩采用长短桩间隔配置，长桩为钢筋砼桩，桩径为0.9m，桩长为20m。短桩为素砼，桩径1m，桩长8m，间距1.6m。先构筑围堰，施工素砼桩，在素砼桩初凝前施工配筋砼桩。在桩底上构筑冠梁，在冠梁上布置壁厚为30cm钢筋砼护面板（见图1）。

该设计方案结构合理，防护效果直观可靠，耐久性很好，如果该方案位于砂质海床，且潮差较小时将是一个优秀的防护方案。由于加固段护岸位于厦门湾海域，外侧无掩护，潮差较大，正常潮差在5m左右。施工咬合桩必须构筑围堰及钻孔平台，围堰与钻孔平台的成本很高，施工后还需拆除。该处海床底孤石、乱石较多，均给护筒埋设及成孔造成极大的困难。咬合桩施工工艺要求连续性很强，短桩必须在相邻的长桩砼初凝前完成钻孔，如果咬合效果不佳将降低防护效果。工期且跨越台风季节，极易遭遇台风（在后来的施工期间，厦门遭受到莫兰蒂台风的重创）。经过业界专家多次论证，得出结论该咬合桩防护方案很难实施，成本极大及质量隐患较大。

2.2 抛石与注浆修复方案

方案2为抛石注浆方案。临海面墙基采用浇筑砼防护，墙体基础采用灌浆加固，墙前采用块石护底，护底长度不少与13m。墙后采用高压注浆形成止水帷幕墙，防止水土流失。上部构造将已垮塌部分拆除，更换墙顶砼盖板并加厚，墙后设置截水沟，在墙顶砼板内埋设水管将积水排入大海。方案见图2。

该方案防护效果较好，可实施性较强，且造价合理。在防护墙根部浇筑砼，对护墙起到较好的防护作用，临海面抛石可以较好抵御台风及海潮对条石护墙的侵蚀。护墙后面构筑高压旋喷桩有效防止后方泥土随潮水流失，从而导致地基沉降。最终选定该方案。

3 抛石注浆修复施工技术

整个施工修复工均按照《水运工程质量检验标准》的规定进行质量控制。修复工艺流程如下：

现场围挡施工——浇筑护脚砼——碎石垫层及抛石护脚——护岸基础注浆——用潜孔钻机引孔——施工旋喷桩——拆除砼压板及条石——浆砌挡墙——压顶板施工——截水沟。

该修复工作采用的主要设备有：挖掘机、装载机、潜孔钻机、旋喷桩机、汽车吊、自卸汽车、砼搅拌车等。

3.1 墙前防护抛石施工要点

抛石护底施工流程：施工放样——船舶靠岸——摊铺碎石、块石垫层——检查、调平、整平——抛石——找补整形——验收。

材料质量要求：护底块石重量不小于500kg；护底块石层下设置300mm厚碎石垫层；石料质地坚实、无片状、无风化和裂纹，饱水抗压强度不低于50MPa。石料验收合格后，分段进行抛设护底块石施工。

平板驳船按计划直接乘高潮进入抛石位置，采用挖掘机抛石。

3.2 旋喷桩施工技术

高压旋喷桩施工工艺流程：清理施工场地——测量放样——用潜孔钻机引孔——挖排浆沟——钻机就位钻孔——浆液制备——钻孔到位——开启高压注浆泵注浆——提升钻杆——旋转喷射至高于设计桩顶停止喷射、移机。

3.3 高压旋喷注浆施工流程及技术措施

①测量定位，清理施工场地，依据控制桩和设计图，放出旋喷桩孔位。②准备排浆沟及泥浆池，施工工程中将废弃的冒浆液导入泥浆池，沉淀凝结后集中运至场外存放或弃置。③用潜孔钻机引孔，鉴于后方孤石较多，高压旋喷桩钻机难以成孔，故先引孔。根据现场放线移动钻机，使钻杆头对准孔位中心。同时为保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后作水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。在校直纠偏检查中，利用垂球（高度不得低于1.5m）从垂直两个方向进行检查，若发现偏斜，则在机座下加墊木块进行调整。④旋喷钻机就位钻孔，钻进成孔，孔径为φ90mm，按已引的孔进行成孔，平面位置偏差不大于50mm。⑤配置水泥浆。水灰比按设计规定，不随意更改，在喷浆配置过程中防止水泥浆沉淀，使浓度降低。每次投料后拌合时间不少于3min，待压浆前将浆液倒入集料斗中，水泥浆随拌随用。⑥旋喷浆液，先喷浆后旋转和提升。旋喷前检查高压设备和管路系统，其压力和流量满足设计要求。注浆管及喷嘴内无任何杂物。保持注浆管接头的密封圈良好。当注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，按确定的施工参数喷射注浆。喷射时先达到预定的喷射压力，流量正常后再逐渐提升注浆管，由下而上旋喷注浆。当提升至设计桩顶下1.0m深度时，放慢提升速度至设计高程。⑦喷射作业结束后，将冒出的浆液回灌到孔内，直至不下沉为止。⑧冲洗机具，高压喷射注浆完毕，迅速拔出注浆管彻底清洗浆管和注浆泵，防止被浆液凝固堵塞（因故停工3h时，妥善清洗泵体和喷浆管道）。⑨记录实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、注浆量等资料；移动旋喷机具至下一孔位。

3.4 旋喷桩质量控制措施

①旋喷施工前将钻架安放平稳牢固，定位准确，喷射管倾斜度不大于1.5%，桩心偏差不大于5cm。②正式开工前作试验桩，确定合理的旋喷参数和浆液配合比。旋喷深度、直径、抗压强度符合设计要求。③为使浆液因延时而不致沉淀和离析，及早提高复合固结体的强度掺入2%的缓凝剂。④旋喷过程中冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超20%或完全不冒浆时，查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。⑤保持钻杆旋转和提升连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时保持钻杆有10-15cm的搭接长度，以免出现断桩。⑥旋喷过程中如因机械故障中断旋喷时，重新钻至桩底设计标高并重新旋喷。⑦制作浆液时，水灰比按设计进行，严格控制，不得随意改变。在旋喷过程中，防止泥浆沉淀、浓度降低，不使用受潮或过期水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，用滤网进行过滤，过滤筛孔小于喷嘴直径1/2。⑧高压喷射注浆过程中出现骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，查明原因并及时采取措施。一旦出现中断供浆，立即将喷管下沉至停供点以下0.3m，待复供后再行提升。⑨按规定作好质量检验，采取钻孔取芯、标准贯入、静载试验等方法进行，检查点的数量按规范办理。质量检验在注浆结束28天后进行，对检验不合格的复喷。

3.5 高压旋喷桩施工应急措施

根据经验：孔口冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时， 查明原因并采取相应措施。若因地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短时间，使浆液在一定土层范围内凝固。另外在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再后继续正常旋喷。冒浆过大的主要原因一般是：有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致，减少冒浆的措施有三种：①提高旋喷压力；②适当缩小喷嘴孔径；③加快提升旋喷速度。旋喷时，做好压力，流量和冒浆量的量测工作，钻杆的旋喷和提升连续不断。当拆卸钻杆继续旋喷时，注意保持钻杆有0.5m的搭接长度，不得使喷射固结体脱节。

3.6 挡墙修复技术要点

施工顺序：①拆除垮塌挡墙。②在原位置分段分层砌筑新挡墙，保持相邻两工作段的砌筑高差不超过1000mm。③计算层数，选好石料，砌筑时控制石料的砌筑高度和砌缝的横平竖直。④采用丁、顺相间的砌筑形式，当墙体大于或等于两块石料宽度时，采用顺砌，每砌两层后，砌下一个丁层。

4 结论

采用抛石与注浆方案相结合的方案，较好的解决海边浪损护岸的修复工作，比咬合桩方案简单易行，施工方便，施工周期短，对现场干扰小，造价合理，减少质量风险。采用抛石与注浆法修复护岸为类似工程修复提供技术借鉴。