探討擠密砂石樁在錢江南岸砂土地基中的應用

摘要：蕭山區(qū)為配合杭州市實施沿江開發(fā)、跨江發(fā)展的戰(zhàn)略，進一步加快了沿錢塘江開發(fā)力度。由于沿江廣大地區(qū)地貌上屬沖海積平原，分布較厚砂粉土層，而之間由于成陸時間長短不一，常易形成低洼灘地、流花溝以及砂土液化和流砂等不良地質現(xiàn)象，作為建（構）筑物地基如處理不當，重則發(fā)生嚴重質量安全事故，輕則埋下事故隱患。因此加強勘察基礎研究工作，提出比較有經(jīng)濟合理的地基處理對策，是一項十分必要的工作。

關鍵詞：擠密砂石樁；砂土地基；地基處理

一、地層結構

錢塘江南岸一帶，第四紀以來沉積一套厚47.0～71.0米松散沉積物，其中表層13～20米為河口相沖海積堆積物，巖性為粘質粉土、砂質粉土、粉砂，中間為巨厚海相沉積淤泥質軟弱土層，底部為河流相錢塘江古河道沉積砂礫石層。具比較明顯即上部硬、中間軟、下部硬三層結構，沉積韻律清楚規(guī)律明顯，但常分布不規(guī)則透鏡體狀軟弱夾層、“流花溝”堆積物以及滲流作用、震動液化等造成地基不穩(wěn)定、承載力降低問題。而深部砂礫石層則是重載建（構）筑物及橋梁墩基比較理想的樁基持力層。主要層位物理力學性質指標如表1。

二、勘察方法及手段

針對不同結構荷載特征建（構）筑物，采用多種方法查明擬建場地工程地質條件。

一般大跨度工業(yè)廠房（如紡織企業(yè)、鋼結構制造企業(yè)）常為排架結構，而紡絲、服裝車間則為框架結構，荷載不大則主要利用淺層砂粉土層作為基礎持力層，因此勘探重點采用原位測試手段如靜力觸探和標準貫入試驗，適當配合進行一些鉆探取樣工作。目的查明砂粉土層以及有無軟弱夾層的埋藏分布、各地基地層的物理力學性質、承載能力并提出地基基礎方案。

重載結構廠房，如聚酯直紡、熱電廠、公路橋梁工程，持力層則往往選擇深部，則重點采用機械鉆探手段，配合進行波速試驗、靜力觸探和重Ⅱ動力觸探工作。目的是查明深部樁基持力層埋深性質，估算單樁承載能力、提出樁的類型、長度、承載能力及沉樁方法。

三、地基處理原理及方法

由于表層粉性和砂性土滲流作用的不穩(wěn)定性，震動作用可液化性以及土層分布不均勻性，因而在重要建筑物基礎設計時需進行地基加固處理，常用樁基和復合地基兩種手段。

對于荷載大、結構復雜、不均勻沉降變形要求控制嚴的當然首選樁基。但砂粉土層中樁基由于各種因素綜合，常發(fā)生灌注樁混凝土流失或成樁不良，預制樁沉樁貫入不到位造成大量截樁現(xiàn)象時有發(fā)生，因而選用施工方便、造價低廉、抗震性能較好的擠密砂石樁復合地基，經(jīng)濟效果明顯。

砂石擠密樁主要是利用振動沉管樁機沉管不斷振動和反插，制成密實的砂石樁體。砂石樁與樁周土互相擠密，使土顆粒重新排列，土的孔隙減小、密實度提高。其原理因砂石樁是柔性離散體，這承受豎向作用發(fā)生豎向膨脹時，樁周圍土體具有明顯約束作用。按等量變形原則，樁及樁周土構成復合地基，共同承受上部荷載，由于樁體的壓縮模量比樁間土大，所以基礎傳給復合地基的外加壓力，隨樁及樁周土的等量壓縮，應力會集中到樁上去，樁間土應力相應減小，因此比天然地基具有更大的承載力和抗剪強度，從而使建筑物的整體沉降顯著減小，同時還由于樁柱體形成垂直排水通道而加快了地基的排水固結作用，從而加快地基沉降。

某集團最早一期紡絲車間為框架結構，柱荷載最大為3600KN，由于地處墾區(qū)，成陸時間短，表層2～4m砂粉土層結構松散。采用擠密砂石樁，當時采用帶活瓣的振動沉管樁機，加固樁長6.0～7.0m，施工完畢后，整個車間地面下降約0.3～0.4m，復合地基土承載力經(jīng)載荷試驗達160kpa，比原地基承載力提高幅度達1.4倍。運行情況良好，當然其現(xiàn)在擴建的熔體直紡項目則采用高強度預應力空心管樁，以（6）、（8）層為樁基持力層。

位于黨山鎮(zhèn)某公司，地處杭甬高速公路旁、緊鄰紹興，其他段勘察揭示土層上部6～7米范圍公布透鏡體狀淤泥質粉質粘土夾層，屬比較明顯的“流花溝”堆積土。在辦公大樓和紡絲大樓基礎設計施工中采用砂石樁擠密后，檢驗其樁間土密實度情況，原先標貫數(shù)為N=3～6擊，加固后其N=12～14擊，密實度提高2～4倍，說明地基承載力得到明顯提高。

四、結論

錢塘江南岸廣袤砂土地區(qū)，現(xiàn)已成為投資熱土，隨著大量工業(yè)廠房開發(fā)建設，選擇安全、經(jīng)濟、施工簡便的振動沉管擠密砂石樁地基加固處理方法，不失為一種良好手段，但需加強勘察工作分析研究，施工結束后，還須采用觸探或波速等手段檢驗加固效果。