已饱和开发的建成区内城市河道护岸型式-灌注排桩挡土墙在某项工程中的应用

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年3月第8期   作者:刘宏武
[导读] 在已经饱和开发的建城区当中,因建筑物密集,
        摘  要:在已经饱和开发的建城区当中,因建筑物密集,规划用地受到限制,开展河道护岸工程需要重点考虑到拆迁以及开挖条件等多种问题。因此,为了满足河道护岸的工程要求,需要结合现场条件重点对河道护岸的具体形式进行优化,在确保行洪断面的前提下,尽量减少拆迁面积。本文介绍灌注排桩挡土墙在深圳市龙岗河城市河道护岸工程中的应用,分析灌注排桩挡土墙工程具体应用特点。
        关键词:城建区;河道护岸;灌注排桩;挡土墙
        灌注排桩挡土墙是把支护结构和永久挡墙合二为一重要结构型式,具有适应性强、工艺技术成熟的特点,特别是在已经饱和开发的建城区进行河道治理中,具有节约施工用地的显著优点。下文介绍灌注排桩挡土墙在具体工程中应用。
 一.工程概况
        龙岗河流域水环境综合整治工程——龙岗河干流综合治理工程一期工程,主要的目的是通过河道拓宽、岸坡恢复、环保疏浚等措施修复河道生态、提高河道防洪标准、改善河道水质,达到“绿色、生态、宜居”的要求。
        该工程第十标段位于圳埔岭桥上下游,河道拓宽段采用灌注排桩挡土墙。原河道边坡为老旧浆石挡墙和自然土坡,两岸的地形比较平坦,但两岸建筑物多,左侧紧邻河道有学校、商场,右侧为道路及密集工厂(右侧现状地物依次为拓宽后河道开口线、2.0m人行道、4.5m硬化道路、工厂办公楼房),河道只能向右拓宽,拆迁工作量极大,拆迁推进十分艰难,因此,在进行该工程设计时,选用拆迁量最少的灌注排桩挡墙结构型式。
二、挡墙结构型式的选择及河道工程设计
        按照挡土墙结构形式及结构特点,可分为重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、自立式、加筋土等不同挡土墙。这些挡墙都存在需要进行开挖施工,开挖方式:放坡开挖和支护开挖。放坡开挖需要较宽的场地条件,本工程因场地受限,设计采用灌注桩支护结构兼作为永久挡土墙结构形式。
        本次工程设计主要包含了河道的平面设计以及断面设计两个方面。平面设计,是为保障河道行洪断面的宽度,并顺应原本河道工程的线路走势[1],同时,避免因为河道断面过多而影响河道的过流能力和水流稳定性[2]。
        从断面设计来看,依据河道防洪标准100年一遇,结合河道矩形断面、设计比降、河底标高、建成后河道糙率等综合情况进行调洪演算,确定的河道宽为80米,挡墙高度为7.0m。考虑到两岸建筑密集性的因素,落实水利工程的自然、生态、环保的理念,工程注重坡岸绿化设计,不仅具备排水抗洪功能,还打造成为城市当中一道靓丽风景线。
三、灌注排桩挡土墙结构设计
        为了确保本次灌注排桩设计的合理性,在结构设计方面遵从建筑基坑支护技术的要求规范,遵从具体的结构计算公式来进行设计。
        首先,根据朗肯理论进行土压力分层计算,具体计算公式如下:
       
        本次经过上述结构计算,设计出合理的灌注排桩指标。本次遵从上述公式所得出的设计计算结果如表2所示。

        考虑到现场地下水较丰富,设计考虑桩间增加旋喷止水措施,旋喷桩与灌注桩形成复合排桩。
        经计算选择“Φ1400 @1800mm C30钢筋混凝土灌注桩+Φ800 @1800m旋喷桩”+300mm厚砼挂壁板的挡墙结构型式,挡墙高7.0m,桩长21m。
四、灌注排桩挡土墙应用效果
        灌注桩挡墙需占用宽度:河道拓宽3.0m+灌注桩直径1.4m+挂壁厚0.3m=4.7m。重力式、悬臂式等挡墙需占用宽度:河道拓宽3.0m+挡墙底板宽度4.9m+工作面及基坑排水宽度1.0m+放坡10.5(7*1.5)m=19.4m。
        采用灌注桩挡墙节约征地宽度14.7m,不需要进行拆迁(备注:避免了右侧工厂楼房9栋拆迁),而且在施工中采取填河5m内借河道作为桩机施工平台,保证了施工期间厂区公路交通畅通。
        另,龙岗地区地质较复杂,在钻孔及浇筑砼施工中发现存在3处局部小溶洞(5m3、12m3、8m3),经专家指导,钻孔中采取回填块石砂浆、浇筑中直接浇注砼的措施进行了及时有效处理,避免了明开挖过程中酿成塌方的事故。
        由于不需要进行征拆,该工程施工十分顺利,该工程于2010年8月13日开始施工,2010年12月30日完工,目前工程一直结构安全运行良好。
结束语
        在已经饱和开发的城建区内开展河道护岸工程,采用灌注排桩挡土墙结构型式优势十分明显,一是可最大化地节约土地减少拆迁工程量,具有显著经济效益;二是灌注桩几乎对所有地层都适用,具有适应性广特点;三是施工工艺技术成熟,具有施工操作性强的特点;四是施工安全性高,特别需要重点说明的是对于沿海的深圳地区,溶洞发达,但其溶洞体积一般较小且成点珠状分布,具有相互独立或通过水系连通的地质特点,采用灌注桩+旋喷桩工艺,在施工中可对溶洞进行充填加固,可有效避免明开挖施工过程因存在溶洞而酿成的塌方安全事故。
参考文献
[1]严顺. 排桩挡土墙在水利护岸工程中的实践应用[J]. 居舍, 2018(8).
[2]田丽英. 灌注桩结合短板桩技术在内河航道护岸加固中的应用[J]. 中国水运(下半月), 2019, 019(006):117-118.
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