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河道护岸工程的管桩方案研究

范文

陆正平

摘要：北一支岸坡长期以来受雨水、风浪、人类无规律活动的影响，岸坡坍塌严重，需要进行改造加固。本研究考虑在河道迎水面新建护岸，即拟建木桩护岸和管桩护岸。为了选出较优的护岸，从施工方法、工期、造价、年度寿命周期成本几方面出发对木桩护岸和管桩护岸进行比较。结果表明，宜选择管桩护岸。管桩护岸已经在北一支河道成功应用，可以在今后的河道整治工程中进行广泛推广。

关键词：河道治理;木桩护岸;管桩护岸

中图分类号：TV223文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）19-0064-03

Abstract： The north bank slope has been affected by rain， wind and waves and irregular human activities for a long time. In this study， it is considered to build new revetment on the upstream of the river， that is， to build timber pile revetment and pipe pile revetment. In order to select the better revetment， the paper compares the timber pile revetment with the pipe pile revetment from the aspects of construction method， construction period， cost and annual life cycle cost. The results show that it is better to choose pipe pile for bank protection. Pipe pile revetment has been successfully applied in a North River channel， which can be widely used in river regulation projects in the future.

Keywords： river regulation;timber pile revetment;pipe pile revetment

为了保证水利工程安全运行，改善水流条件，提升环境质量，适应区域经济发展要求，岸坡防护成为河道治理中的重要组成部分。河道两侧楼宇林立，民宅、庭院、工业厂房、围挡依河而建，受地形条件的限制，传统的河道护砌方案涉及征地、拆迁等一系列问题，大开挖还可能造成建筑物地基松弛，并在一定程度上增加成本。通过对河道护岸工程方案的比选，确定最佳的建设投资方案，以实现结构稳固、技术可行、造价合理、工期较短、外表美观、使用寿命长、年度寿命周期成本小的目标。

1 工程概况

北一支位于淮安经济技术开发区徐杨街道办事处境内，北起深圳路，南到板闸干渠，全长2.0 km，是开发区主要的排水河道之一，排涝面积达15 km2。随着经济發展速度的加快，为了适应现代化城镇建设的需要，城市排水对河道的要求越来越高，活水清淤、治臭防黑、生态修复、控源截污、景观美丽成为城市河道治理的主旋律。该河道2017年度被区党工委管委会列入2017—2020年度黑臭河道治理工程之一。

2 护岸方案

河道迎水面因长期雨水冲刷、水位涨落变化的影响，岸坡土方发生坍塌现象，需要对迎水面进行护岸处理。背水面紧邻多层、小高层等建筑物，一方面大开挖施工可能会造成周围建筑物地基基础松弛，给建筑物带来较大的安全隐患;另一方面，征地、拆迁难度相对较大，一定程度上加大了护岸工程的投资成本。考虑到造价、工期、安全、资金流等因素，故不采用传统的大开挖施工进行护岸，而是考虑在河道迎水面新建护岸。本研究拟建木桩护岸和管桩护岸。其中，木桩护岸，拟设排桩长度为4.0 m，桩径（小头）为14 cm，桩顶设冠梁，尺寸为0.5 m×0.4 m（长×宽）;管桩护岸，拟设排桩长度为4.0 m，桩径为0.3 m，桩顶设冠梁，尺寸为0.5 m×0.4 m（长×宽）。为了选出较优的护岸，接下来从施工方法、工期、造价、年度寿命周期成本几方面出发对木桩护岸和管桩护岸进行比较。

3 方案比选

3.1 施工方法及工期比较

木桩排桩护岸，工序简单，材料轻，易于运输，现场静压压桩施工，机械化程度高，质量标准可控制，速度快，对排水和土质湿润程度、颗粒粗细等要求比较低，且密排的木桩外形美观，亲水性和挡土性都比较好，自然原生态、环境优美、实用美观，而且投资较少;但是，受水位涨落的影响，木质的腐蚀难以控制，年修复费用较高，使用寿命一般在10～20年。

管桩排桩护岸工序与木桩基本相似，现场静压压桩施工，机械化程度高，质量标准可控制，速度快，欣赏性优，挡土性好，抗老化、抗腐蚀程度高，年修理费用低，使用寿命较长，一般在40～50年;但是，重量较重，运输不便，质量控制存在一定的困难，投资较大。

3.2 造价比较

为便于工程量计算，本次以100 m为计量单位进行护岸工程计价和造价分析对比[1-4]。概算编制根据《江苏省水利工程概算定额》，并结合淮安市当地材料价格。

3.2.1 木桩护岸。木桩护岸施工主要包括打桩机静压压桩、冠梁施工、桩后土工织布铺设、土方回填、河堤整理。不考虑施工围堰及排水，其造价概算见表1[1]。

3.2.2 管桩护岸。管桩护岸与木桩护岸施工程序基本相似，其概算见表2[1]。

通过造价对比可知，木桩护岸投资较低、见效快，但是未考虑到资金的使用价值、使用年限、年维护费用等因素（基准折现率按6%计算）。木桩护岸与管桩护岸建筑投资如表3所示。

4 年度寿命周期成本计算

4.1 木桩护岸年度周期成本[LCCM]

①年度建设成本（设置费）计算：

考虑到资金使用价值、使用年限、年维护费用、大修理费用，由于管桩年度寿命成本较低，宜选用管桩护岸。

5 工程施工

北一支管桩护岸工程已顺利实施，管桩均由工厂生产，陆上运输至工程现场，以静压打桩机进行压桩作业，按照图纸并结合现状河道线型进行桩位的放样。现场施工记录显示，1台班压桩机（1台吊机配合）1天约能压桩5 0 m（两侧同时施工）。同时，进行冠梁的浇筑以及桩后的土工织布的铺设、土方回填、护栏的安装、工地清理等工作，保障护岸工程按计划工期完成。

城市河道具有一定的特殊性，类似北一支的河道还有很多，管桩护岸在北一支河道的成功应用，能为其他河道的整治提供借鉴。

参考文献：

[1]胡德宏，夏春跃，严云翔.浅议仿木排桩护岸在圩堤加固工程的应用[J].江苏水利，2016（9）：16-19.

[2]胡永强，汤连生，李兆源.静压桩桩-土界面滑动摩擦机制研究[J].岩土力学，2015（5）：1288-1294.

[3]何友林.PHC管桩堆放层数的计算方法探讨[J].混凝土与水泥制品，2014（10）：38-41.

[4]赵春风，杜兴华，赵程，等.中掘预应力管桩挤土效应试验研究[J].岩土工程学报，2013（3）：415-421.

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