边世学
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【摘 要】 本文以徐州市区某河道治理工程仿木桩施工为例，结合现场土质密实、黏性大的特点，直接施打仿木桩，沉桩难度大且桩头容易破损。通过试桩试验，采用仿木桩引孔设备钻孔，再用沉桩设备静压至设计高程，有效解决了直接沉桩难度大，桩头易损坏的问题。采用引孔设备后，引孔效果好，有效解决了因下沉不到位而采取截桩影响施工进度的问题。通过在本工程的成功应用，为以后类似土质条件下的仿木桩施工总结了经验。
【关键词】 仿木桩 施工 质量控制
1 前言
在注重人与自然和谐相处的今天，人们对环境的要求日益提高，河道已不仅具有“泄洪、排涝、蓄水”等基本功能，而且还应有“景观、生态、对周边环境呼应”等功能。在确保防洪、行洪安全的基础上，护岸的结构形式也由过去单一的重力式浆砌块石挡墙，逐步呈现出多样性。复合式的生态护坡已成为河道治理中一道独特的风景线。现结合徐州市区某河道治理工程，介绍河道仿木桩的应用及其质量控制。
2 工程概述
徐州市区某河道治理工程，根据施工图纸主要分布在河道两岸。施工内容主要有：打仿木桩、铺设土工布、回填种植土、水生植物播种等。仿木桩桩长5米，桩顶标高29.7米，清淤完成后两岸泥土面28.9米，桩体进入黏土层4.2米。仿木桩施工完成后择机对露出泥面的桩体集中进行喷漆施工，同时铺设土工布，回填种植土，最后种植水生植物。种植平台结构断面图如图1。
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图1 种植平台结构断面图
3 仿木桩施工
3.1 施工流程
测量放线→桩位放样→打控制桩→挂控制线→打仿木桩→检查垂直度、桩顶标高。
3.2 施工方法
3.2.1测量放线
根据施工图纸确定的仿木桩桩位的起始位置，采用全站仪现场定位，并放样现场桩位及高程控制点。利用水准仪控制桩顶标高，用钢卷尺控制仿木桩轴线位置。图纸要求桩顶标高为29.7m，仿木桩中心线距河道挡墙2.5m。
3.2.2布置控制桩
控制桩的布置和质量控制是仿木桩施工的重点。布置控制桩的目的主要是作为后续桩位施打时的参照物。只有把控制桩的设计标高和轴线位置确定了，后续的桩位才能按照控制桩位进行施工，才能保证施打完成后的仿木桩的高程在一个平面，轴线在一条线上。整体效果才会平顺、美观。因河道挡墙有平直段，也有弧线段，为保证仿木桩施打完成后整体平顺、美观，在平直段两根控制桩之间的距离不超过10m，弧段两根控制桩之间的距离不超过5m。同时两根控制桩之间的距离必须为仿木桩直径的整倍数。
施工时首先用全站仪放样出施打段首末两根仿木桩的位置，用钢钎做好标记，然后用引孔设备进行引孔。引孔的准确与否直接影响仿木桩的轴线位置和垂直度。引孔设备由打桩机改装而成，采用Φ220mm螺旋钻杆，钻杆与打桩机大臂刚性连接。打桩机来回移动调整桩位位置，通过液压杆调整大臂的弯曲度使钻杆与水面保持垂直，然后慢慢下沉钻杆至淤泥面，并用吊球吊线检查钻杆垂直度。钻杆刚开始进入泥层时，应慢慢施压旋转，当钻孔孔深超过1m后，再次检查钻杆垂直度，若有误差及时调整钻杆进行纠偏。随着孔深的增加，钻杆在孔内基本固定后开始正常施压下沉。本工程仿木桩长度5m，桩顶设计高程露出泥面0.8m，桩沉入泥面以下4.2m。引孔钻杆长度5m，施工中引孔深度按4 m控制。为防止孔深超引，用红漆在钻杆上做出标记，每次引孔至红漆标记位置时停止引孔。
引孔完成后慢慢提出钻杆让开孔位，然后由打桩设备用仿木桩专用夹具夹住仿木桩。仿木桩桩头伸入夹具深度用钢卷尺测量，然后在夹具外面用红漆标注清楚，便于沉桩时控制桩顶高程。打桩机夹住仿木桩后，利用大臂将仿木桩吊起，打桩机来回移动调整桩位位置，利用大臂调整弯曲度使仿木桩与水面保持垂直。人工配合扶正仿木桩端头，然后慢慢将仿木桩送入引好的孔内，同时调整仿木桩垂直度，使其垂直进入孔内。因引孔深度未达到设计孔深，此时仿木桩下沉至孔底后需用打桩机静压至设计深度。若引孔效果不好，静压下沉困难时可以适当开启振动辅助下沉。开启振动时应控制振动频率，防止振动频率过大造成桩头破损。仿木桩桩顶高程的控制，在桩位旁边用钢钎提前做好参照，当仿木桩夹具上的红漆标识接近钢钎顶部高程时，应注意下沉力度慢慢下沉，直到与设计标高齐平为止。沉桩完成后用水准仪检查标高。
3.2.3仿木桩试打
在仿木桩开始施工前，根据现场情况，选取一段作为试验段进行试打，以便确定引孔设备、引孔孔深，仿木桩静压等相关施工参数以及检查试打完成后的效果。同时总结试打过程中遇到的相关技术、质量控制等问题，为正常施工总结经验。
1、两端的控制桩施打完成后，两桩之间用尼龙线拉线控制桩位轴线（每段长度不超过10m）。
2、两根控制桩之间的仿木桩必须从一端向另一端依次施打。从控制桩开始，以前一根桩顶高程为基准，当仿木桩夹具上标注的红漆与上一根已完成仿木桩桩顶高程一致时，停止下沉。此时抽出夹具后仿木桩桩顶与前一根肯定齐平，从而有效控制设计桩顶高程。
3、根据仿木桩试打经验，河道地下黏土层密实，黏性较大。直接施打仿木桩成桩难度很大，而且试打过程中因下沉困难，导致大部分仿木桩未打到设计桩底标高，而桩头就已经破损，无法继续施打。针对该种地质条件仿木桩下沉困难问题，经多次讨论、试验，最终确定先采用钻孔设备进行引孔，然后在引孔位置施打仿木桩。采取该措施后，施打效果明显改观，下沉效果较好。另外，在试打仿木桩过程中还遇到因地下土层局部存在孤石或其它较硬土质时，无法引孔至设计桩深。对于这种情况，可根据现场实际情况进行调整，对引孔后无法施打到设计桩深的仿木桩，经振动锤击仍不能下沉时，应不再强行下沉，超出设计桩顶标高的桩体用专用工具截断即可。仿木桩试打效果如图2。
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图2 仿木桩试打效果图
3.2.4 施打仿木桩
仿木桩施打时，引孔设备和打桩机设备均在河道岸边阶地上，能满足设备行走及操作要求。施打前根据控制桩位，从一端开始逐根施打。仿木桩的施工与控制桩的施工方法相同，每根桩均需要先引孔，再用打桩设备在引好的孔内沉入仿木桩，其轴线和高程均按控制桩进行控制，这里不再重述。施打过程中沉桩操作司机应按照指挥人员的提示慢慢下沉，下沉过程中根据提示控制好轴线位置和桩顶标高，出现偏差及时调整。采用引孔设备后，因引孔效果较好，仿木桩基本能顺利下沉至设计桩底高程，解决了因下沉不到位需采取截桩的问题，施工进度明显加快。而且，桩身断裂和桩头开裂、破损等质量问题得到有效的控制，施工质量容易保证，成桩整体效果较好。但在施工过程中也存在因地下孤石或其它障碍物，导致个别仿木桩成桩困难的现象，此时，操作人员应根据引孔的效果，结合沉桩设备的受力及抖动情况判断是否继续下沉，如无法下沉时，不可强行下沉，应停止下沉，超出设计桩顶的部位采取截桩处理。在施工过程中如果出现引孔超钻时，可在孔内回填碎石并比设计桩深高出约50cm，然后直接静压沉入仿木桩至设计桩深即可。
3.2.5 仿木桩缺陷修补
在施打过程中，桩头和桩身难免有破损和掉角等质量问题。对于这些问题采取以下修补措施：
1、对于无法下沉导致桩头破损的，在设计桩顶标高位置通过截桩方式解决，截面按仿木桩要求处理即可。
2、对于达到设计桩顶标高而桩头已经破损的，将破损部位清除，保留桩体内钢筋并调整至原有位置，用生产仿木桩的模具在桩体外固定并伸出设计桩顶标高，采用高强砂浆将破损的桩头浇筑修补。模具拆除后将接茬处用角磨机打磨圆顺即可。
3、对于桩体施打过程中掉角、掉块等问题，将破损部位清理干净，涂刷界面剂，用高强砂浆修补即可。
3.2.6 仿木桩喷漆
仿木桩全部施打完成后，应择机集中进行桩头喷漆施工。施工前应联系河道管理部门降低河道水位至淤泥面，桩头出露并干燥后开始喷漆施工。喷漆由仿木桩厂家安排经验丰富的技术人员及操作人员进行施工。喷漆前首先勾兑油漆、调色完成试验段，经各方认可并验收合格后进行正常施工。
3.2.7 仿木桩验收标准
根据江苏省《内河航道生态护岸工程质量检验标准》（DB32/T 2976-2016），仿木桩验收标准见下表2。
表2 仿木桩验收标准
4 土工布
1、土工布布设前应联系河道管理部门降低河道水位至淤泥面以下0.2m后开始铺设，铺设前淤泥面应找平，树枝、块石、杂草等可能损坏土工布的障碍物应清理干净。
2、土工布铺设位置：原有淤泥层与回填土接触面，位于仿木桩向护岸方向一侧，仿木桩位置放至顶标高位置处，底部位置淤泥位置压住为止。
3、土工布为无纺土工织物，重量为350g/m2,土工布搭接长度不小于30cm，上游压下游。
4、土工布进场后对土工布进行验收，其技术要求满足《土工合成材料短纤针刺非织造土工布》（GB/T17639-2008）的规定。
5 种植平台回填
1、土工布铺设完成后，应开始疏浚土的回填施工。
2、回填土满足设计要求的黏土，不得用淤泥、腐殖土及建筑垃圾。
3、回填土厚度800mm，采用小型压路机分层碾压，每层控制在300mm以内。
4、回填土压实度为0.91，每层压实度检测合格并经验收合格后才能进行下一层土料的铺设。
5、回填土采用小型运输车运至护岸边，用小型挖掘机配合手推车倒运至施工面，人工进行摊铺。
6、回填过程中应保护已经铺设完成的土工布，对出现褶皱的重新铺设平整。对造成破损的及时修补。
6 结束语
徐州市区某河道综合整治工程中，因河道黏土层土质密实、黏性大，仿木桩直接采用静压沉桩，很难下沉至设计桩深，剩余桩头还得采取截桩处理，影响施工进度。若采用振动下沉，极易造成桩头开裂、破损，桩身断裂，施工质量难以保证。针对该种地层，采用仿木桩引孔设备钻孔，然后再用沉桩设备静压至设计高程，有效解决了直接沉桩难度大，桩头易损坏的问题。同时，采用引孔设备后，因引孔效果较好，仿木桩基本能顺利下沉至设计桩底高程，解决了因下沉不到位需采取截桩的问题，施工进度明显加快。仿木桩桩身断裂和桩头开裂、破损等质量问题得到有效的控制，施工质量容易保证，成桩整体效果较好。通过在徐州项目的成功应用，为以后类似土质条件下的仿木桩施工总结了经验。
参考文献：
［1］ 《内河航道生态护岸工程质量检验标准》（DB32/T 2976-2016）