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      木樁擠石法在濱海地基處理的運用

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      木樁擠石法在濱海地基處理的運用

      本文作者:杜輝1禹作利1姜永2作者單位:1.天津市水利工程有限公司2.天津市水務局

      1工程概況

      為滿足天津市濱海新區加快發展的要求、確保塘沽沿海道路美化帶寬度,北塘港段原海擋需要改線。改線后的新海擋部分坐落在淤泥質土層之上,緊鄰新建碼頭,為倒T形鋼筋混凝土擋墻,墻高2.82m,底寬2.5m、頂寬0.5m。淤泥層厚度8m,處理寬度自碼頭護坡外邊線向西15m。應急工程主體須在1個月內完成,工期緊張。由于淤泥質土層厚度不大,加上受場地條件及工期限制,采用靜壓混凝土管樁、灌注樁及軟基換填等均不可能。而木樁施工速度快,施工質量易于保證,且有較好的耐久性,設計將上層淤泥清除3m后打入8m長松木樁,樁間回填碎石料進行軟基處理,如圖1所示。

      2松木樁特點及力學性能

      (1)耐久性好:松木本身含有大量油脂,在打入前又經過防腐處理,置于與空氣隔絕的淤泥質土中,基本斷絕了其氧化變質的外界因素。19世紀末20世紀初,中國境內修建的鐵路橋梁樁基大量采用松木樁,至今運營狀況良好。從廢棄的橋梁樁基中拔出的樁體來看,經過近百年的動力荷載的作用,木材成色和材質均反映出材料具有持續的強度。

      (2)具有輕質高強的優點:當松木樁所承受壓力與纖維方向一致時,其破壞極限狀態是木材纖維喪失穩定性,并非纖維產生斷裂,所以它的強度較高。相關試驗及工程實例證明,由于松木組織纖維的結構特點,松木樁具有較好的抗拉、抗壓、抗彎和抗剪4種強度。

      (3)有較強的吸濕膨脹性能:進入淤泥中的松木樁,隨著吸附水的增加將發生體積膨脹,增強了樁間土的擠密程度。

      (4)樁體質量易于控制:松木樁為自然生長且生長周期長,質地致密,只要控制好樁徑,沒有疵病,樁體強度基本一致。

      (5)施工方便:木樁施工不需要大型靜壓設備,也不需要其他砂石料運輸設備,解決了由于基礎軟弱難于承載大型設備的難題。

      3施工過程及施工方法

      3.1清除上層淤泥

      地質勘探資料顯示,淤泥層下為黏土持力層。由于淤泥層厚度較大,為確保木樁進入持力層、增強木樁整體效果,施工時,首先利用挖掘機清除上表面以下3m范圍內淤泥。由于工期和場地限制,絞吸等施工工藝均不具備作業條件,淤泥質地段又無法承載運輸車輛,清淤時只能采用多臺挖掘機接力倒運開挖清淤的方式進行,即一臺挖掘機將開挖的淤泥傳遞給下一臺挖掘機、下一臺挖掘機再將淤泥傳遞給另一臺挖掘機,這樣將淤泥轉運至岸邊堆泥場。為避免挖掘機在清淤過程中下陷,在挖掘機操作平臺下墊有一定厚度的工程渣土及鋼板。

      3.2打樁

      上層淤泥清除后,在基槽表面鋪撒石灰,以通過石灰的吸濕性降低淤泥中的含水量。然后,根據設計樁位,在軟基處理范圍內,用液壓振動錘將瀝青防腐處理的松木樁打入軟基內。松木樁直徑20(梢)~30(根)m,間距1.5m,梅花形布置,預留2m樁頭。

      3.3樁間嵌碎石

      一部分松木樁打入完成后,立即拋填2m厚碎石,碎石層與木樁頂齊平后用振動碾反復碾壓至密實。

      3.4鋪三七灰土層

      碎石層上為1m厚的三七灰土基礎層,該層也是擋墻的建基層,嚴格按確定好的碾壓參數進行碾壓。

      4質量控制要點

      (1)進場的松木樁必須控制好外觀質量,要求樁徑大小一致、無蟲害、無腐爛或嚴重干裂。最好選用新樁,以免由于打樁振動或地質變化導致樁身斷裂。

      (2)松木樁去皮后,應在瀝青中浸泡數日或至少涂刷兩遍瀝青防腐。

      (3)松木樁樁頭削成錐形,以利打樁。

      (4)本工程緊鄰碼頭,打樁時自碼頭一側向外側施打,避免對碼頭造成擠壓破壞。

      (5)控制樁體垂直度,確保樁體垂直打入軟基內部。

      (6)回填的片石能夠將所有木樁加固為一個整體,因此必須碾壓密實。

      5建議

      渤海灣為典型的粉砂淤泥質平原海岸,基礎軟弱,淤泥層厚度普遍較大。在工期、場地及資金允許的條件下,建議采用混凝土靜力壓樁進行基礎處理,以保證樁基深入持力層,形成足夠的支撐力和摩擦力。特殊情況采用木樁時,應選用優質松木樁,樁頂尤其要嚴格進行防腐處理。同時,為防打入過程中樁頂開裂,樁頂要加箍,且盡可能將木樁端頭打入持力土層,必要時可接長樁錘或將樁頂聯系成為整體,增強樁基的整體性。

      6結語

      在工期緊張、場地有限、工程質量要求相對較低的軟基處理工程中,松木樁基礎處理應該說是不錯的選擇。工程結束至今已6年有余,從外觀看,該軟基加固處理段擋墻始終如一,無不均勻沉降及傾斜失穩現象,得到了業主的認可。

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