护坡结构设计及钻孔灌注桩施工工艺探究

郑晓霞

（辽宁省营口水文局，辽宁营口115003）

1 概况

工程位于大辽河干流左岸上游，从营口市大兴村始至下游营口港东端，支流劳动河为劳动河闸下至河口段及劳动河支流虎庄河闸下至河口段。

工程设计防洪标准为100年一遇，工程级别：大辽河左岸NDLZK0+000~NDLZK1+412.31段为1级，NDLZK1+412.31~NDLZK4+970.42段为2级；劳动河左岸NLDZK0+000~NLDZK1+389.01为1级，劳动河右岸NLDYK0+000~NLDYK1+224.12为2级；虎庄河左岸NHZZK0+000~NHZZK1+509.37和右岸NHZYK0+000~NHZYK1+419.06为1级。工程主要建设内容：永久工程新建堤防4.13 km，培高加固6.38 km，新建及维修改建穿堤建筑物12座；土方开挖约42万m3，堤身填筑约46万m3，钻孔灌注桩约9 400 m，水工砖护坡约10万m2，现浇混凝土约2万m3，堤顶路约为5.8万m2；临时工程编织袋土围堰约为13万m3，钢板桩围堰约为3.6万m2。

2 护坡工程

2.1 直立式护坡

采用悬臂式挡土墙形式，现浇C30F200W4钢筋混凝土结构。具体施工部位位于桩号NDLZK1+415.23~NDLZK1+615.23，NDLZK2+214.80~NDLZK2+264.80，施工总长250.00 m，，以及NDLZK0+519.90~NDLZK0+844.38段的挡土墙，此段长324.48 m。

挡土墙混凝土采用商品混凝土；模板采用覆膜胶合板模板，拉接采用对拉螺栓。施工工艺流程：基槽开挖→基础处理→垫层施工→挡墙底板施工→挡墙立壁施工→墙后回填[1]。

2.1.1 基槽开挖

基槽土方采用人工配合挖掘机进行开挖。测量员随挖随测，控制线位和高程，开挖边坡为1∶1.5，开挖宽度和深度只许超挖不能欠挖，超挖部分用碎石换填层相同填料进行回填压实。

2.1.2 地基处理

基槽位于低液限粘土层中，开挖至设计高程后换填50 cm碎石并夯实，相对密度不小于0.65。当地质与设计不符或换填碎石基面产生软弹等情况时，由监理、业主、设计及施工方共同现场确定处理方案（增加换填厚度等），直至满足设计要求[2]。

2.1.3 混凝土垫层施工

挡墙垫层为10 cm厚C20素混凝土，采用商品混凝土，泵送浇筑。在换填碎石层面上铺设土工布，设置木模板，每侧比挡墙基础宽出10 cm。垫层顶的高度偏差在0~20 mm之内，轴线位移在50 mm之内，平面尺寸偏差在+100 mm~0之内。

2.1.4 挡墙主体施工

挡墙每10 m设一处沉降缝，沉降缝采用闭水泡沫板，故每10 m为一个施工段，各施工段采用跳仓施工。墙体分二次浇筑完成，每个工作段施工工序：绑扎底板钢筋→支底板模板→浇筑底板和贴角混凝土→设立脚手架→支挡墙立壁模板→浇筑挡墙立壁混凝土→墙背回填[3]。

1）钢筋工程

底板钢筋的安装：根据在垫层面上的测量放样线位，布设C30F200W4混凝土垫块，在垫块上水平放置钢筋，及时放置纵向钢筋，以蹬筋为马蹬，根据设计放置和绑紧上部水平钢筋，将纵向钢筋磨损并在相交处焊接，对墙体的垂直钢筋进行预处理。

立壁钢筋的安装：底板的混凝土强度达到2.5 MPa后，进行立壁钢筋安装。焊接定位钢筋，绑扎横向钢筋并点焊，最后穿纵向钢筋并绑扎[4]。校核线位，确保钢筋间距和保护层的厚度。

2）模板工程

挡墙混凝土模板采用覆膜胶合板，分两次支模：先底板和贴角，再立壁。所有模板和支撑必须确保结构和组件的正确形状[5]、大小和相对位置，有足够的强度和稳定性，模板表面平整，接头紧密，无泄漏；生产简单，装拆方便，经济耐用[6]。

3）混凝土工程

挡土墙第一次浇筑挡土墙底板及贴角，高度至底板底面上2.0 m处；第二次浇筑至挡墙顶面。混凝土采用C30 F200W4混凝土。浇筑立壁时，与底板的结合面按照施工缝的处理方法，施工前先凿毛，凿开松散的混凝土和浮浆，用水清洗，然后支撑墙模板。开始浇筑混凝土时，先在结合面上刷一层水泥浆，再浇筑立壁混凝土。

挡土墙内设置泄水孔，采用ϕ100 mmPVC排水管，间距为1.5 m×1.5 m，墙后管口用土工布包裹。

挡土墙每隔10 m设置沉降缝1道，缝板为2 cm厚的聚乙烯闭孔泡沫板，按挡墙断面裁剪泡沫板，用钢钉固定于挡墙断面上，浇筑混凝土时应保证振捣密实，但又不能破坏泡沫板。混凝土浇筑完进行收浆后，应及时洒水养护，养护时间不宜少于28 d。拆模时切莫损坏墙面。

4）下游护坡

为防止雨水冲刷，下游坝坡采用草皮护坡。坝坡设纵横向排水沟。间距60 m设1条横向排水沟，坝顶路缘石安装时预留缺口与排水沟连接，与建筑物衔接处可适当加密。竖向排水沟共设3条，位于马道、弃土压重平台及压重平台坡脚处，竖向排水沟安装时预留缺口与水平排水沟连接。

2.2 斜坡式护坡

工程斜坡式护坡采用钢绞线铰接预制水工砖铺设，水工砖C30F200规格为550 mm×400 mm×150 mm；钢绞线1×7型，直径为9 mm（含涂塑层），抗拉强度为40 kN。

具体施工工序：准备场地→铺设土工布→铺设碎石垫层→铺设铰接水工砖→锚固锁紧→上下混凝土现浇带施工[6]。

2.2.1 基面准备

混凝土现浇带和堤身填筑施工完成，坡面削坡压实平整。

2.2.2 铺设土工布和碎石垫层

坡面整理好后，铺设短纤针刺土工布（断裂强度为15 kN/m）。根据要铺设的水工砖部位分段铺设土工布，土工布搭接至少30 cm，采用人工缝合。上铺一层碎石垫层，起到反滤并调整水工砖平整度的作用。

2.2.3 铺设铰接水工砖

水工砖运输至施工现场，按需排放在堤顶。测量人员先进行平面和高程的测设，沿堤轴线方向5 m一块规方调整、挂线，铺砖工人利用木板滑放水工砖，由坡脚至堤顶逐层铺设[7]。每条钢绞线U型铰连水工砖，下方穿过预埋筋，上方浇筑在二期混凝土内。边铺边调整，保证整齐、平整。

2.3 草皮护坡

背水面坡面采用草皮护坡，该工程草皮采用马尼拉，满铺形式。

2.3.1 施工工序

施工准备→测量和布置→场地布置→表层土壤准备和铺设→草皮播种→管理和维护→移交验收。

2.3.2 场地平整

斜坡表面处理采用0.4铲斗容量的小型挖掘机和小型推耙细造机，如果在平缓的斜坡上不能使用机械作业，则使用手动精加工进行。为了使表层土壤疏松并促进植物生长，深翻耕作层，用机器松开20～30 cm深的耕作层，使坡粘土形成种植土壤，在一些土壤理化性质较差的地区进行土壤改良和处理。

2.3.3 表土铺设

对工作场地进行平整和处理，并在获得监理工程师的批准后，立即铺设表土，当表土过湿或不利于铺设时，不应进行铺设。铺设后，将表层土滚动以保持大坝的坡度符合设计坡度比，并由排水沟排水。

3 钻孔灌注桩施工

该工程堤防加固形式为双排灌注桩结构，桩径为80 cm，桩长为8 m和12 m。沿堤防中心线每隔1.0 m设置1根灌注桩，每8.1 m设置1条宽2 cm的沉降缝。具体施工方案：平整场地→准备泥浆→埋入保护管→铺设工作平台→安装和定位钻机→钻入孔→清理孔并检查孔的质量→放下钢笼→倒入水下混凝土→拔出保护管→检查质量。

3.1 测量定位

首先对钻孔桩桩位放样，埋好护筒后在护筒四周标记。

3.2 围堰及作业平台

作业平台顶面标高应高于施工水位1.0～1.5 m，顶面面积应满足钻机和吊机行走需要。

3.3 埋设护筒

护筒用钢板卷制，用回转钻机时，护筒内径宜大于钻头直径10 cm。护筒埋置应稳定，其中心线与桩位中心的允许偏差为±50 mm；竖直倾斜偏差不大于1%。护筒顶端应高出地面0.3 m以上；当有承压水时，应高出承压水位1.5～2.0 m。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1.0 m，在砂土中不宜小于1.5 m，在回填土中应超过填土层0.2 m。护筒与坑壁之间应分层回填粘性土并对称夯实。

3.4 钻机就位

钻机的位置对于钻探质量以及能否顺利钻探至关重要，当钻机就位时，管锥的中心应与桩位置的中心对齐，并且钻垫应牢固固定，钻机放置位置应稳定，并且不允许下沉或移位，钻孔时要注意土层的变化并做好记录。

3.5 吊装钢筋笼

钢筋笼由钢筋班负责分段制作，用吊车安装。钢筋笼定位后，及时浇注混凝土，以防止坍孔。

3.6 灌注混凝土

管道下口到孔底的距离应为0.3～0.5 m，初浇混凝土时，应先浇少量水泥砂浆，管道的混凝土贮存和贮存料斗应使管道的初始埋深不小于1.0 m，埋深应控制在2.0~5.0 m，当混凝土进入钢架下端时，应将管深埋，并减慢浇筑速度，及时测量管道的埋深和管道内外混凝土的高度差，并填写灌注记录。桩顶灌注高度应比设计高程加高0.5～0.8 m，桩头宜人工凿除。

4 结语

随着社会经济水平迅猛发展，城市规划更重视美观，各种护坡已被广泛应用于交通、水利、市政等工程项目，而采用钻孔灌注桩作为工程桩的建设项目日益增多。钻孔灌注桩具有适用于不同地质条件、桩径桩长变幅大、噪声震动小等优点。灌注桩后注浆技术已逐步得到应用和推广，其对提高钻孔灌注桩的承载力、减小桩基沉降等方面作用获得了广泛的认可。该技术在浙江台州等土质空隙大、扩散性好的软土层或碎石层丰富地域尤为适用，可大幅度提高桩强度。