甄溢濤

(臺山市水利工程建設(shè)管理中心，廣東 臺山 529200)

0 前 言

空心管樁截面形狀規(guī)則對稱，為 “c蜂巢六邊形”構(gòu)造，兩端增設(shè)榫卯結(jié)合部，構(gòu)造出類似于十二邊形的中空管狀擋土支護樁。此類管狀用于堤壩護岸中，體現(xiàn)出多重優(yōu)勢，不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能，而且質(zhì)量安全、工期短，最主要的是能節(jié)省占地空間，不會對周圍環(huán)境帶來震動影響[1-2〗。

1 工程概況

大隆洞流域位于臺山市中南部，流域面積710km2，臺山市境內(nèi)678.7km2，主河道長62km，臺山市境內(nèi)47km，平均河床比降0.78‰，涉及到7個鎮(zhèn)。干流大隆洞河發(fā)源于臺山婆髻山，向北流經(jīng)墩寨、折向東經(jīng)?？诓海c支流端芬水相匯，至三合海匯合斗山河、鎮(zhèn)口河兩支流。

工程區(qū)擬整治端芬水位于江門市臺山市端芬鎮(zhèn)，地貌較為單一，為沖積平原地貌，大隆洞河兩岸多為農(nóng)田、魚塘、村道、村落等，河道兩側(cè)堤防護岸較差。

臺山市大隆洞河(大隆洞至三夾海段)治理工程，主要是對河流兩岸進行護岸，河流干流全長約25.93km，周圍地勢平坦，干流河道寬約10-200m，周圍地勢平坦，河道寬約5-30m，河水水量較大，植被發(fā)育。工程區(qū)位于村落和農(nóng)田、道路區(qū)，周圍以村道、農(nóng)田、魚塘、房屋為主，管線較稀疏，交通較便利。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)測繪與鉆孔揭露，工程區(qū)內(nèi)揭露的地層主要為第四系人工填土層(Q4ml)、河流沖積層(Q4al)及殘積層(Q4el)。①層人工填土層較為松散，壓實度較低。經(jīng)實地測繪，在部分區(qū)段存在的主要工程問題為該層土中砂礫含量較多，土樣砂感強烈，透水性偏大，在汛期存在一定的滲漏隱患。②1層、②4層粉質(zhì)黏土的地基承載力可滿足一般小型擋土墻的承載需求，基礎(chǔ)底部可置于粉質(zhì)黏土層中一定深度。②3層中粗砂層屬強透水層，在高水位下容易發(fā)生滲透破壞。因此，需對該粗砂層采用黏土鋪蓋、深挖截滲槽等措施以加大滲徑進行處理。根據(jù)堤防現(xiàn)狀，對外坡進行護坡防沖處理。

3 工程施工的難點分析

通過從水流條件、岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件與岸坡險情等角度進行歸類，可以將岸堤分成四類工程地質(zhì)條件類別，具體如表1所示。

參照表1，結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查，本項目區(qū)堤段大都為天然岸坡，部分為人工岸坡。根據(jù)岸坡巖土性質(zhì)、河水與堤身接觸關(guān)系、岸坡的現(xiàn)狀、岸坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)對堤岸穩(wěn)定性進行評價。本工程防洪堤及護坡堤岸工程地質(zhì)條件主要為基本穩(wěn)定岸坡和穩(wěn)定性較差岸坡，應(yīng)對岸坡采取工程防護措施,各個土層開挖邊坡建議值統(tǒng)計如表2。

表1 堤岸工程地質(zhì)條件分類表

表2 各個土層開挖邊坡建議值表

1.坡高低于5m時取較陡坡度值，坡高>8m取較緩坡度值。

由于歷史問題，大隆洞河兩岸多為農(nóng)田、魚塘、村道、村落，河道兩側(cè)堤防護岸較差；施工段范圍內(nèi)有很多老舊的房屋，離岸邊很近，最近的房屋不足2m，實際施工方案的選擇要考慮對這些老舊房屋的影響。

4 護岸方案的對比與選擇

4.1 板樁護岸方案

根據(jù)此護岸工程的實際情況，從水安全的可行性分析最初選擇板樁護岸方案。這一護岸方案的優(yōu)勢體現(xiàn)在：擋土面積大，截面力學(xué)性能更優(yōu)，特別是U形板樁，其結(jié)構(gòu)形式為等效工字型結(jié)構(gòu)，能發(fā)揮理想的抗彎、抗剪性能，而且工期短、適用范圍更廣，因為板樁多為工廠預(yù)制、機械現(xiàn)場施工，從而縮短了工期，而且板樁護岸法可以結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件，來選擇施工方法，而且可以靈活選擇各種輔助功能進行沉樁，能適應(yīng)各種地質(zhì)條件的岸堤保護。同時，板樁護岸能達到理想的安全性，具體體現(xiàn)在：其護岸耐久性與良好的止水效果，因為板樁質(zhì)地多為高性能混凝土，更為牢固，可以滿足各類工程應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計要求。同時，板樁護岸止水效果好，特別是U形板樁預(yù)埋了止水膠條，構(gòu)件制作時預(yù)埋在企口處，從而讓樁間連接緊密、無縫隙，達到理想的止水效果。

此外，板樁護岸工程的造價更低，特別是U型板樁能夠被用作臨時支護與永久支護，也能根據(jù)工程實況與現(xiàn)實需求作為支承樁來使用，從而極大地控制了場地的征用，減少對周圍環(huán)境的破壞，從而降低工程造價。

然而，板樁護岸施工的弊端體現(xiàn)在板樁可能占據(jù)較大的空間面積，而且實際施工中不僅產(chǎn)生較大的噪音，而且會產(chǎn)生較大的震動，對四周環(huán)境難免帶來影響對周邊房屋可能會造成較大的影響。

4.2 空心管樁護岸

空心管樁截面形狀規(guī)則對稱，為 “c蜂巢六邊形”構(gòu)造，兩端增設(shè)榫卯結(jié)合部，構(gòu)造出類似于十二邊形的中空管狀擋土支護樁。此類管狀用于堤壩護岸中，體現(xiàn)出以下優(yōu)勢：

1)外觀設(shè)計科學(xué)。特有的圓弧榫卯設(shè)計，能確保管樁間密切吻合，結(jié)構(gòu)安全性好，且持久耐用，能有效抵御變形，而且日后能多次清淤處理，不會發(fā)生結(jié)構(gòu)錯位問題，而且樁型整體美觀[3]。

2)優(yōu)良的力學(xué)性能。樁體骨架多為配筋對稱分布，截面剛度較大，抗剪性能更優(yōu)，而且能抵御水體沖擊，適合水利工程堤岸防護中的應(yīng)用。

3)質(zhì)量安全，工期短。空心管樁利用了成熟的管樁生產(chǎn)工藝，而且樁身混凝土密度高、強度大。而且PCS支護樁不受施工季節(jié)的限制，能靈活適應(yīng)各種氣候條件與地質(zhì)條件。

4)占地面積小，震動小。PCS支護樁另外一個典型優(yōu)勢為:占用土地資源少，而且施工中不會產(chǎn)生太大的噪音，這樣就節(jié)省了工程場地的空間，也不會對工程附近的房屋、建筑以及其他公共設(shè)施等帶來震動影響。

此外，管樁護岸主要采用現(xiàn)場靜壓壓樁施工，機械化與自動化水平較高，能確保質(zhì)量，而且施工速度快、擋土性好，能夠提高抗腐蝕、抗老化能力，最主要的是其造價較低，年修費用也較少，空心管樁的預(yù)期使用壽命也更長，達到40-50a[4]。

由于歷史問題，大隆洞河兩岸多為農(nóng)田、魚塘、村道、村落，兩側(cè)堤防護岸較差；施工段范圍內(nèi)有很多老舊的房屋，離岸邊很近，最近的房屋距離<2m，實際施工方案的選擇要考慮對這些老舊房屋的影響，空心管樁產(chǎn)生的震動較小，更優(yōu)；而且空心管樁占用河道斷面空間較小,與板樁支護相比，空心管樁支護的優(yōu)勢更為明顯。

4.3 板樁與空心管樁方案的造價對比：

板樁護岸施工內(nèi)容包括：打樁機靜壓樁、冠梁施工、樁后土工織布鋪設(shè)與土方回填等?？招墓軜兜闹ёo施工流程與板樁護岸大體相似，其造價對比表格見表3。

表3 板樁護岸和空心管樁護岸的建設(shè)投資表

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算板樁護岸年度周期成本，其中年度使用成本：

(1)

空心管樁年度使用成本：

(2)

從以上的造價對比表能看出，板樁護岸投資雖然更低，然而，其護岸年限則相對于管樁護岸較短，而且維修周期也較短，這就意味著管樁方案從整體上能控制維護成本，其造價也相對較低，所以，綜合對比應(yīng)選擇管樁護岸模式。

5 結(jié) 論

基于水安全的可行性分析，結(jié)論是兩種方案都符合；然而由于歷史問題 ，大隆洞河兩岸多為農(nóng)田、魚塘、村道、村落，兩側(cè)堤防護岸較差，施工段范圍內(nèi)有很多老舊的房屋，離岸邊很近，最近的房屋不足2m，實際施工方案的選擇要考慮對這些老舊房屋的影響，空心管樁產(chǎn)生的震動較小，更優(yōu)；而且空心管樁占用河道斷面空間較??；此外，梅家大院位于該段施工范圍內(nèi)，梅家大院作為當(dāng)?shù)匾粋€重點打造的歷史人文景點，護岸施工要結(jié)合鄉(xiāng)村振興的理念，空心管樁方案更優(yōu)。