松木樁在涵閘軟基處理中的應(yīng)用

張華衍

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

在最近幾年的堤防工程施工中，大量軟土地基涵閘的新建，使得軟基處理變得越來(lái)越受重視，在我省沿海地區(qū)廣泛分布著海相沉積的深厚軟土，軟土地基的地質(zhì)條件一般比較差、承載力低，其地基常為呈流、軟塑性狀態(tài)的淤泥，極易產(chǎn)生不均勻沉降、堤身塌陷和滑移，給涵閘基礎(chǔ)工程的施工帶來(lái)許多困難。軟弱地基是一種不良地基，由于軟土具有強(qiáng)度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性，因此在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩(wěn)定問(wèn)題。在軟弱土地基上的建筑物往往會(huì)出現(xiàn)地基強(qiáng)度和變形不能滿足施工要求的問(wèn)題，因而常常需要采取措施，進(jìn)行地基處理。處理的目的是要提高軟弱地基的強(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定，降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。本文結(jié)合近幾年在軟土地基處興建涵閘的施工情況，經(jīng)比較分析，初步推薦經(jīng)濟(jì)合理的松木樁處理技術(shù)，以供業(yè)內(nèi)同行日后在進(jìn)行類似工程的施工控制時(shí)能起到一定的參考價(jià)值。

1 工程概況

茂名市茂港區(qū)城區(qū)防洪工程的任務(wù)為：以完善城市防洪（潮）、排澇體系為主，結(jié)合城市發(fā)展、環(huán)境美化、旅游景觀、生態(tài)保護(hù)等綜合整治工程。茂港區(qū)城區(qū)防洪工程等級(jí)為III等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，臨時(shí)性建筑物為5級(jí)，防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)為5~20年一遇。擋潮堤防長(zhǎng)度為20.576km。瓊凡河防洪堤堤防長(zhǎng)度為6.12km，13座排水涵閘。

1.1 工程地質(zhì)

地貌單元上屬海成地貌，受海水的沖蝕和堆積作用而成，鉆孔深度范圍內(nèi)揭露的地層為第四系海相沖積砂土層。（大堤，水閘）場(chǎng)地土類別：屬中軟，Ⅲ類場(chǎng)地土。地震烈度屬Ⅶ度區(qū)。

1.2 主要項(xiàng)目工程量

本工程施工內(nèi)容包括：擋水工程、觀測(cè)工程、擋潮堤防工程（20.576km）、瓊凡河堤防整治工程（6.12km）、涵閘工程（12座）和臨時(shí)工程（臨時(shí)施工道路及臨時(shí)房屋建筑工程）。

1.3 工程主要施工難點(diǎn)

1.3.1 涵閘軟基處理：涵閘部位5-6米深均為海潮淤泥，基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，挖掘機(jī)無(wú)法正常站立，開(kāi)挖困難，并且開(kāi)挖時(shí)周邊的淤泥不斷涌來(lái)，難以完成基坑的開(kāi)挖，后采用加打松木樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理，松木樁長(zhǎng)4.0米，尾徑10厘米，間距300*300毫米，填上30厘米中砂，再澆筑混凝土墊層，預(yù)留一定的樁頭埋在混凝土墊層里。

1.3.2 部分海堤基礎(chǔ)建在海砂上，海砂相對(duì)較細(xì)，風(fēng)干后較為松散，不宜直接在干海砂上，要進(jìn)行灌水密實(shí)后再作為海堤基礎(chǔ)。

2 松木樁施工

在確定本項(xiàng)工程軟土地基方式之前，我們認(rèn)真進(jìn)行了工程地質(zhì)勘察和土工試驗(yàn)。只有查清土層和土質(zhì)的情況，才能正確地進(jìn)行方案選定。此外，必須從場(chǎng)地的土層和土質(zhì)的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)地基情況、施工及使用等方面進(jìn)行綜合考慮，通過(guò)方案比較、合理地選擇地基處理方案。一般軟土厚度小于5m時(shí)較為適宜用松木樁處理，為了便于打樁，樁長(zhǎng)不宜超過(guò)4m。作端承樁時(shí)，為了保證樁尖能進(jìn)入持力層，上部可先開(kāi)挖至基礎(chǔ)的埋深后再打樁。樁的材料必須用松木，因松木含有豐富的松脂，這些松脂能很好地防止地下水和細(xì)菌對(duì)其的腐蝕，價(jià)格也較為便宜。松木樁適宜在地下水以下工作，對(duì)于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強(qiáng)腐蝕性的地區(qū)，不宜使用松木樁。

2.1 施工工藝流程

2.2 松木樁制作

（1）松木樁選用樁頭直徑為Φ200，尾徑為Φ120的。（2）原木樹(shù)皮應(yīng)削除，并砍去突出部分，不需要拋光，劃出樁中軸線，鋸平樁頭。（3）做好松木樁的防腐處理

2.3 施工控制要點(diǎn)

2.3.1 沉錘開(kāi)始時(shí)將錘提到樁架頂部，待插好樁后輕落在樁頂上，再檢查樁帽、樁錘與樁的中軸線是否一致，如有偏差及時(shí)調(diào)整。

2.3.2 一般開(kāi)錘時(shí)，墜錘落錘不宜超過(guò)0.5米。開(kāi)始正常沉樁時(shí)，應(yīng)一次到位，不得中途停頓，以免土恢復(fù)后難以下臣。

2.3.3 沉樁完成時(shí)停錘標(biāo)準(zhǔn)：原則上要求樁的入土深度和貫入度均應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定（即“雙控”標(biāo)準(zhǔn)），若達(dá)到“雙控”標(biāo)準(zhǔn)確有困難時(shí)，可采用下列方法進(jìn)行處理：（1）設(shè)計(jì)樁尖標(biāo)高處為一般粘性土層時(shí)，由于樁的貫入度變化不大，難以利用貫入度變化判斷樁尖是否進(jìn)入設(shè)計(jì)土層，可采用樁尖標(biāo)高為控制。沉樁后樁頂標(biāo)高允許偏差為±10cm。（2）設(shè)計(jì)樁尖標(biāo)高處為硬塑性狀態(tài)粘土層時(shí)，沉樁貫入度與一般粘性土層有時(shí)顯不同，當(dāng)樁尖已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，貫入度較大，且設(shè)計(jì)貫入度又有要求時(shí)，尖繼續(xù)錘擊，使樁尖貫入度接近設(shè)計(jì)貫入度，以保征樁尖已進(jìn)入硬土層，但繼續(xù)下沉的深度一般不超過(guò)1m。當(dāng)樁尖距設(shè)計(jì)標(biāo)高較大而貫入度較小，且沉樁困難時(shí)，采用貫入度控制為主，標(biāo)高作為校核。（3）設(shè)計(jì)樁尖標(biāo)高處為中密或密實(shí)砂土層、風(fēng)化巖層時(shí)，因硬層起伏不一，施工中無(wú)法單獨(dú)用標(biāo)高控制，則以貫入度控制，則以貫入度控制為主，標(biāo)高作為校核。當(dāng)貫入度已達(dá)控制貫入度，樁尖標(biāo)高未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)繼續(xù)錘擊10cm，其平均貫入度不大于控制貫入度，且樁尖距設(shè)計(jì)標(biāo)高不超過(guò)1~2m；沉樁不能滿足上述要求時(shí)，應(yīng)與有關(guān)單位研究處理。（4）沉好一根樁后，應(yīng)立即進(jìn)行檢查，確認(rèn)樁身無(wú)問(wèn)題后，才移動(dòng)樁架。

2.4 施工注意問(wèn)題

2.4.1 錘擊時(shí)宜“重錘低擊”。錘重、落距低可以延長(zhǎng)錘擊接觸時(shí)間，從而降低錘的沖擊應(yīng)力，而且重錘低擊比輕錘高速?zèng)_擊效率也高。

2.4.2 錘與樁帽、樁帽與樁之間的墊層（即錘墊與樁墊）要仔細(xì)安放，要有適宜厚度。樁墊采用12cm厚水泥袋紙或7.5-10cm厚的松木比較適宜。在錘擊過(guò)程中須及時(shí)修理錘墊更換樁墊，避免樁頭引起很大的壓應(yīng)力。樁帽不應(yīng)緊密固定在樁頭上，以免引起樁彎矩和扭矩的傳遞。

2.4.3 不得采用大能量的錘擊施工，特別是樁尖進(jìn)入硬層，貫入度變小時(shí)容易造成樁頭和樁身?yè)p傷。

2.4.4 錘擊沉樁下沉過(guò)程中，當(dāng)樁穿過(guò)軟土層后突然進(jìn)入硬層時(shí)，要發(fā)生大的壓應(yīng)力（巖石更甚）；當(dāng)樁穿過(guò)硬土層后突然進(jìn)入軟土層時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力。須注意觀察，嚴(yán)格操作，否則會(huì)打壞樁。

2.4.5 錘擊時(shí)要注意樁頂?shù)膲簯?yīng)力、樁身的拉應(yīng)力以及樁身的壓曲，其計(jì)算方法風(fēng)第三節(jié)樁的設(shè)計(jì)。

2.4.6 錘擊時(shí)要注意樁的疲勞。當(dāng)錘擊次數(shù)越多、錘擊頻率越高，樁的強(qiáng)度降低越大，損傷的可能性也越大。因此需要控制的錘擊次數(shù)。錘擊控制次數(shù)。

2.4.7 沉樁復(fù)打

對(duì)發(fā)生“假極限”、“吸入”現(xiàn)象的樁應(yīng)進(jìn)行復(fù)打。

“假極限”是指樁在飽和的細(xì)、中、粗砂中連續(xù)錘擊下沉?xí)r，使流動(dòng)的砂緊密夾實(shí)于樁的周圍，妨礙土中水分沿樁上升，在樁尖下形成水壓很大的“水墊”，使樁產(chǎn)生暫時(shí)的極大貫入阻力；在休止一定時(shí)間后阻力就下降。“吸入”是指樁在粘土中連續(xù)錘擊時(shí)，由于土的滲透系數(shù)小，樁周圍的土不能滲透擴(kuò)散，而沿樁身向上擠出，形成周圍的潤(rùn)滑套，使樁周圍的摩擦力大為減少；在休止一定時(shí)間后，樁周土摩擦力恢復(fù)而增大。

3 結(jié)束語(yǔ)

由上述工程實(shí)例可知，采用短木樁進(jìn)行處理軟弱地基處理時(shí)，具有施工方便、經(jīng)濟(jì)效益明顯的優(yōu)點(diǎn)，它可避免大量的土方開(kāi)挖，因而在松木資源較為豐富的地區(qū)，用松木樁處理軟弱地基在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上是可行的，它不失為一種處理軟弱地基的有效手段。

[1]某水閘重建工程軟基處理經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn).廣東水利水電2003.

[2]松木樁在軟土地基加固中的應(yīng)用.云南交通科技2003.