某板樁碼頭墻后超深軟基處理設計分析

胡長軍

摘 要：板樁碼頭是我國常見的一種碼頭形式，主要由板樁墻與錨錠設施兩部分構成，并借助板樁和錨碇設施承受地面使用荷載和墻后填土產生的側壓力。板樁碼頭具有施工速度快、結構簡單等優點，但是在軟土地基中施工，需要進行必要的軟基處理，以保證碼頭整體結構的穩定性與耐久性。該文通過實際工程，分析了板樁碼頭超深軟基處理設計，供有關人員參考。

關鍵詞：板樁碼頭 軟基處理 設計 墻后

中圖分類號：U656 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0064-01

某板樁碼頭墻后的軟土地基深度為26米，常規的軟基處理方案很難解決。為了保證板樁碼頭整體的穩定安全性，以及軟基處理的經濟性、適用性等，通過對多個方案的對比分析，最后選用水泥攪拌樁與換填法相結合的處理方案，并取得了較好的處理效果，現將具體的軟基處理設計報告如下。

1 工程概況

某擬建工程為錨碇拉桿式鋼板樁結構，工程為一級重要性等級，為二級場地復雜程度。在該內港碼頭工程中，計劃新建4個2 000DWT泊位以及4個1 000DWT泊位，總共為8個新建泊位。

2 問題的提出

該工程板樁墻后、墻前地基土質較差，以粉質黏土層、淤泥質土層為主，并且埋深較淺，屬于欠固結土；另外，軟土層強度差，具有高收縮性，同時厚度最深達到26 m。為了保證鋼板樁踢腳的穩定性，必須對板樁墻后、墻前超深軟土地基進行處理。加上汛期馬上到來，如果對板樁墻前實施軟基處理，其處理的成本過高，效果也會受到汛期的影響。因此，為了減少板樁墻后主動土給予板樁的壓力，確保踢腳的穩定性，避免板樁碼頭發生沉降現象，需要及時的對板樁墻后到錨錠墻之間的實施有效的超深軟土處理。

3 選擇軟基處理方案

現階段，常見的軟基處理方式包括深層密實法、換填法、排水固結法、水泥攪拌樁法等。其中換填法施工造價較低，施工也較為簡單，但是處理過程中需要開挖的土方量較大，在深層軟土地基中不太適用；深層密實法處理見效快，能夠處理較深的軟土地基，但是處理過程中振動較大，會對周圍建筑物造成影響；排水固結法屬于一種永久性的讓庪處理方式，但是工期長，處理成本較高，并且處理工藝較為復雜；水泥攪拌樁法能夠充分的利用原土，并且處理過程中不會對周圍建筑物造成太大的影響，如果采用釘形與雙向水泥攪拌樁法，雖然一定程度上增加了處理成本，但是軟基處理的深度會增加到20 m以上。

通過對常見軟基處理方式的分析，可以發現換填法不適合本工程；深層密實法處理過程中振動較大，為了工程整體的穩定性以及安全性，該方式也不符合要求；排水固結法施工工期較長，不能夠在汛期前完工，不符合工期要求；常規的水泥攪拌法軟基處理深度最深為18 m，不適合本工程；釘形與雙向水泥攪拌法雖然能夠滿足該工程軟基處理深度的要求，但成本也相對增加。

綜合上述情況，充分考慮工程造價、碼頭結構穩定性、施工安全性、施工周期等具體情況，決定采用水泥攪拌法與換填法相結合的方式。

4 超深軟基處理設計

4.1 設計條件

根據該工程實際情況，對板樁墻后超深軟基處理設計，首先需要了解設計的條件，包括高程條件、水位條件、地質條件等。

其中，碼頭面高程要求+6.70 m，河底設計高程條件為-3.80 m，干板樁底設計高程為-23.40 m，高水位設計為+6.60 m，低水位設計條件為-0.17 m。

表1為該工程軟土層主要指標推薦值。

根據工程地質勘查結果顯示，工程區域內，地層主要包括五類，各類地質土層分布高程：素填土層高程為6.9～3.3 m，粉質黏土層高程為6.2～2.8 m，淤泥質粉土粘土層高程為3.9～-20.77 m，粉質粘土夾粉土層高程為-7.63～-27.27 m，粉質粘土層高程為-14.1～-25.37 m。

4.2 設計方案

對板樁碼頭工程實施初步的計算顯示，如果不對板樁墻后軟土地基實施處理，很難滿足踢腳的穩定性要求。通過軟基處理方案對比，最終確定采用水泥攪拌樁與換填法相結合的方式。具體設計方案為：首先對板樁墻后到錨錠墻之間進行開挖，開挖高程至-4 m，然后利用水泥攪拌樁實施加固處理，然后在水泥攪拌樁上層采用換填法回填石塊。下面，就分別對水泥攪拌樁以及換填法設計進行分析。

4.2.1 水泥攪拌樁設計

對水泥攪拌樁樁徑設計為Φ600 mm，樁位布置呈現梅花型，相鄰樁位之間的距離為1.08 m。

在進行水泥攪拌樁施工前，需要做好水泥攪拌配合工作，主要是在配合比室內進行實驗，確定科學的水泥與水的配合比，該工程采用水泥為P.O42.5。水泥攪拌樁樁身要求90 d齡期的無側限抗壓強度不小于2.0 MPa，可根據28 d試塊強度選擇最佳配合比。在具體的施工過程中，需要嚴格的檢驗拌合體，而檢驗的方式主要為鉆心檢驗，將鉆去的實驗樣品在室內實施物理力學實驗，包括對拌合體重度、抗壓強度、內摩擦角、含水率、粘聚力等的檢驗。

4.2.2 換填法設計

換填的塊石要求無風化、成片狀、崩解、裂紋等現象，并且要求塊石的抗壓強度在25 MPA以上，塊石的重量范圍在10～100 kg，φ≥45°，擁有良好的級配標準，將含泥量控制在5%以下。在錨錠拉桿安裝完成后方可實施填石，在拉桿上部，回填碎石層厚度一般為40 cm。

在實際的填石過程中，需要結合拉桿鋪設高程，采用分層回填的方式，回填順序為錨錠墻前——板樁墻后——錨錠墻后。

5 結語

板樁碼頭是常見的碼頭形式，而減少板樁墻后主動土壓力，是提高踢腳穩定性，確保提高碼頭結構的常見方式。該文通過對某軟土地基深度為26 m的板樁碼頭工程的分析，分析不同軟基處理方式的優缺點，最終確定采用水泥攪拌樁與換填法相結合的處理方式。這種處理方式能夠處理深度較深的軟土地基，并且適用性、經濟性較強，值得大力推廣應用。

參考文獻

[1] 陳麗琴，陳志強，孫英.水泥攪拌樁在板樁碼頭前軟基加固的應用[J].中國水運，2011，31（6）：99-100.endprint