□彭田生（东莞市水利勘测设计院有限公司）

桩基础防洪墙加固方案

□彭田生（东莞市水利勘测设计院有限公司）

防洪工程涉及面非常广，与人民的生命财产安全息息相关，是重要的基础设施。各时期、各地方建设的防洪工程，各式各样、标准不一，经过多年运行，损毁严重，有很多防洪工程已无法满足相应的设计标准和防洪功能的要求，这就需要对无法满足设计要求的防洪工程进行加固处理，文章对20世纪80年代修建的桩基础防洪墙的加固设计进行了简要的分析。

防洪标准；防洪工程；桩基础防洪墙；防渗

1 前言

新中国成立以来，进行了一系列大规模的防洪工程建设，这些防洪工程在新中国成立以后，发挥了非常重要的作用，防洪减灾效益显著。经过几十年的风雨沧桑，加之当时在技术上、设计上、施工上等一些方面存在的不足，还有时下经济发展的需要，很多防洪工程都存在标准低、材料老化、结构形式不合理、损毁严重、缺乏后期的维护管理等问题。有很多防洪工程已无法满足相应的设计标准和防洪功能的要求，这就需要对无法满足设计要求的防洪工程进行加固处理，文章对20世纪80年代修建的桩基础防洪墙的加固设计进行了简要的分析。

2 工程概况

工程位于亚热带地区，地形较为平坦，地面高约为4.20～5.50m。根据地质勘察揭示，该区段场地地层主要为第四纪杂填土、素填土、细砂、淤泥质粉质粘土和卵石。桩端所在砂卵石层主要以圆、亚圆状居多，卵石粒径以2.00～6.00cm居多，砂多为中细砂，密实。

该段防洪墙除险加固工程，修建于20世纪80年代，桩基础钢筋混凝土结构，修建后，发生大洪水期间，多处发生渗漏、管涌现象，经安全鉴定认为原防洪墙结构不合理，必须进行加固处理。

3 工程现状及存在的主要问题

3.1 工程现状

该段防洪墙2级防洪工程，50a一遇洪水标准设防，全长约1.20km，底宽2.30m，顶宽0.40m，墙高4.92m，桩基础钢筋混凝土结构，灌注桩桩距1.20m，排距1.20m，在防洪墙前、后广泛分布有房屋、车库等，且和防洪墙的距离很近，有很多建筑物距防洪墙只有3.00m左右，施工场地非常狭窄，给设计和施工带来了很大困难。

3.2 工程存在的主要问题

一是防洪标准不够，按照《堤防工程设计规范》中堤顶高程的计算公式进行验算，墙顶高程低0.50m；二是断面不稳定，经断面稳定验算，单桩水平承载力不满足规范要求；三是基础下无防渗措施，大洪水期间多处发生渗漏、管涌。

4 防洪墙加固设计

4.1 解决桩基混凝土防洪墙水平承载力不足的问题

为了解决桩基混凝土防洪墙水平承载力不足的问题，初步拟定了三个方案进行分析比较。方案一，假定桩基失效，按重力式防洪墙设计，每延米需要增加混凝土10.93m3，此方案彻底改变了原结构的受力条件，虽然在理论计算上可以满足要求，但是墙体基础经过了多次洪水的破坏已经是千疮百孔，加上原有桩基的影响，受力条件复杂，且场地狭小，大体积混凝土实施困难。方案二，迎水侧增加一排钻孔灌注桩，此方案虽然没有改变原结构的受力原理，但是新增加的桩要想起作用，桩与承台之间，新接长的承台与原承台之间，必须联接好，尤其是接长承台的钢筋必须与原承台的钢筋焊接，施工困难。方案三，在背水侧增加一排钻孔灌注桩，此方案没有改变原结构的受力原理，仍按桩基础进行设计，受力明确，土工膜防渗放在迎水侧，这样可以缓解由于场地狭窄带来的施工不便，综合以上原因，推荐采用方案三。

4.2 解决防洪墙的防渗问题

方案一，钻孔灌浆法。①钻孔：沿堤线2.00m间距布孔，用风钻在承台迎水侧钻竖向成30°角斜孔，穿透承台底板；②打管：将孔径32mm的钢管插入打好的孔中，再用套有盖帽的重锤将钢管打入土中；③封孔：用水玻璃水泥浆封住钢管与混凝土接触部位的缝隙，以免漏浆；④洗孔：用DN15软水管插入灌浆管中，用高压水将管内残渣冲出；⑤压力灌浆。此方案曾经进行了灌浆试验，试验结果没能达到预期的防渗效果，检验结果表明，试验没能在土中形成防渗帷幕，分析其原因在于防洪墙基础土质可灌性较差。

方案二：采用土工膜防渗。土工膜防渗在全国各地的防洪工程中得到了广泛应用，很多新建的防洪墙工程，其基础防渗处理都采用土工膜，已经形成了一整套较为成熟的设计、施工工艺，且造价较省，可以利用人工开槽，解决了场地狭窄不便于机械化作业的难题。综上所述，选定采用土工膜防渗。

4.3 防洪墙加固与防渗设计

在墙顶采用钢筋混凝土加高0.50m，原混凝土防洪墙内、外侧用C25混凝土护面；在墙背水侧增加一排φ600的钻孔灌注桩来增加水平承载力，灌注桩桩距1.20m，排距1.20m，平均桩长为8.80m，打入砂卵层0.50m，桩顶设0.70m厚的混凝土盖板，与原防洪墙承台紧密联接，使其行成整体，共同受力。

防渗采用土工膜水平和垂直防渗相结合的方式。由于该防洪墙位于市区，防洪墙前后的建筑物分布较多，施工场地狭窄，给设计和施工带来了极大的困难，设计是一定要分段进行，因地制宜。迎水侧无建筑物时，防渗土工膜水平段采用3.00m，垂直段采用3.00m；迎水侧建筑物与防洪墙的距离在3.00m左右时，防渗土工膜水平段采用1.50m；垂直段采用3.00m；迎水侧建筑物与防洪墙的距离在5m左右时，防渗土工膜水平段采用2.50m，垂直段采用3.00m。

为解决基土与承台底脱离，确保在设计水头作用下不再产生漏水现象。沿墙轴线方向布置一排灌浆孔，孔径45mm，间距4m，对基土与承台底进行回填灌浆。

5 防洪墙加固施工

墙后桩基础及承台施工，施工程序：放线布桩位→钻孔→检测孔深→下钢筋笼→浇筑混凝土→土方开挖→截桩→绑钢筋→浇筑混凝土→铺土工膜→土方回填。人工放线布桩位，用白灰点好桩位，桩间距1.20m，桩径600mm；采用冲击钻进行造孔，泥浆护壁，利用测绳绑铅锤，测量孔深；将制作好的钢筋用钻机吊起，下入孔内；用导管下料，浇至设计高程；土方开挖以人工开挖为主，配小型挖掘机。

基土与承台底的回填灌浆施工，造孔采用手提式风钻在前趾与墙交线处打斜孔，与地面成60°角，穿透承台混凝土，孔径45mm。造孔完成后，用φ25钢管，长400mm，插入孔内200mm，外露200mm，用以接灌浆胶管，用水玻璃水泥浆封堵管与孔之间的缝隙，灌浆采用42.5级普通硅酸盐水泥，灌浆压力为0.10～0.20MPa，水灰比为1∶2～1∶1，灌浆时由稀到浓，如发现有冒灌现象，应采取间歇灌浆，每次间歇时间不得超过30min，当耗浆量达到1.00～2.00L/min，再延续30min屏浆。

土工膜铺设，采用人工和机械相结合的施工方法，由于场地非常狭窄，铺设槽采用挖掘机和人工相结合的方法开挖，深3.00m，宽0.80m，沟槽支护采用钢板桩支护，先铺设垂直段，后铺设水平段，与原防洪墙的联接按图纸施工。铺设时应保持平顺，松紧适度，预留余量以适应防洪墙设计情况下的变形，土工膜的联接采用焊接。

6 结语

防洪工程涉及面非常广，与人民的生命财产安全息息相关，是重要的基础设施，是社会可持续发展的重要保障。我国大部分地区的防洪工程，底子薄，施工质量差，管理维护不到位。各时期、各地方建设的防洪工程，各式各样、标准不一、不系统、不封闭，经过多年运行，损毁严重，加之管理不善，各地方占河、占堤的现象非常普遍，给防洪工程加固带来了极大的难度，给设计和施工提出了更高的要求。要想做好这项工作，就要有一个安全可靠、经济可行的设计方案，这就要求一定要把基础工作做扎实，把工程的历史、灾情、现状、存在的问题调查清楚，并且要有先进的设计理念，善于创新，因地制宜，把可行的方案全都想到，进行技术经济比较，推荐安全可靠、经济合理，符合时下的设计方案。

TU473.1

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1673-8853（2017）09-0051-02

2017-6-1

编辑：刘 青