河道治理工程中軟基處理方法選擇與應用

張培光

【摘要】河道治理工程中常常遇到軟基問題，軟基主要是由淤泥軟土形成的，處理軟基方法很多，但選擇哪一種方法既經濟又方便施工是值得深入探討的問題，本文結合羅定市泗綸河治理工程栗場村至古屯段軟基處理方法的選擇和應用，對該問題進行了分析。

【關鍵詞】軟基處理；方法選擇；松木樁；應用；河道治理

河道沿岸多沉積軟粘土（淤泥或淤泥質土），由軟粘土構成的地基即為軟基。河道軟基具有壓縮性大、透水性小、承載力低、觸變性強等特性。軟基能引起不良后果，例如引起河岸建構筑物失穩塌方、沉降變形等問題，因此軟基必須經過處理才能建筑。軟基處理的作用包括改善地基滲透性、提升地基密實性及土質抗剪強度、增強地基穩定性等。因此，本文結合羅定市泗綸河治理工程栗場村至古屯段軟基處理，對河道治理工程中軟基處理方法選擇與應用進行了分析。

1、工程概況

羅定市泗綸河治理工程栗場村至古屯段總長12.1km。工程建設的主要內容包括新建護岸、護腳及河道清淤清障。其中新建護岸總長9.691km（以雙邊計），包括泗綸鎮段的6.698km和連州鎮段2.993km；河道清淤長度為12.1km。連州鎮古屯段，即樁號SLH16+000～SLH17+600之間，在桂之神公司外圍有388m的塌方段。為避免河道塌方殃及桂之神公司廠區，需要澆筑388m長的C20埋石混凝土擋墻。基礎開挖至設計標高后，因該段為淤泥質軟土，且軟土呈較深，故須對地基進行處理。

2、河道軟基處理方法的選擇

2.1 河道軟基常用處理方法

河道軟基有深層軟基和淺層軟基之分。深層軟基可采用樁基法進行處理，如砂石樁、水泥土攪拌樁、鋼筋混凝土樁等；淺層軟基可采用墊層法、加筋法、混凝土預制短樁、松木樁等。砂石樁、墊層法都屬置換法，前者利用振沖或沉管方式向軟基中擠入砂、碎石并形成密實的砂石樁；后者通過挖除部分或全部軟弱土層，再換填強度較大的材料并壓實，以滿足地基承載力要求。水泥土攪拌樁采用特制深層攪拌機械在軟土中注入水泥，并與軟土摻攪混合形成強度較高的水泥土樁。鋼筋混凝土樁分為灌注混凝土樁和預制混凝土樁，灌注樁樁長、樁徑可靈活調整；預制樁可制成預應力樁，樁身強度很高。加筋法通常是在土中埋入抗拉性能較好的土工織物，以改善地基的強度和穩定性。松木樁法是一種古老的地基處理方法，具有取材容易、施工簡便的特點。

2.2 河道軟基工程處理方法比較

本工程淤泥層厚<4m，比較適合的方法有墊層法、混凝土預制短樁法、松木樁法。采用墊層法施工，因淤泥質軟土層較厚，開挖和填筑的工程量較大，而且河岸水位較高，增加了開挖的難度，工期和費用也較大，所以該方法不適合本工程。混凝土預制短樁法與松木樁法比較，前者荷載能力大，適應性強，但投資較大，且必須采用柴油打樁機，機械進場不太方便；后者荷載能力雖不如前者，但勝在投資省和施工簡便，機械除采用柴油打樁機外，還可利用液壓挖掘機進行靜壓沉樁。經綜合比較松木樁法最適合，所以本工程選擇松木樁法處理河道軟基。

3、松木樁復合地基的設計計算

3.1 計算依據

《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）及《廣東省地基處理技術規范》（DBJ 15-38-2005）。

3.2 計算參數的設定

松木樁應穿透淤泥層插入礫砂層，所以樁長 取4m，樁徑 取0.12m。布樁形式采用梅花形。

3.3 單樁承載力的計算

松木樁單樁承載力可由樁材強度確定的單樁承載力標準值（1）和土抗力確定的單樁承載力（2）分別計算，取兩者之中的較小值：

3.4 松木樁樁距確定

單位面積松木樁樁數為 =40/15.26=2.62根/m2，實際設計采用60cm×60cm梅花形布置，面積置換率為3.63%。

3.5 復合地基承載力計算

松木樁與地基土構成復合地基的承載力可按下式計算：

4、松木樁復合地基的施工

4.1 樁材選擇、運輸、儲存與加工

松木樁宜選擇新鮮木材，無蟲眼、裂紋等缺陷，并且材質均勻，沒有明顯的彎曲變形現象。其次，運輸儲存木材時避免碰撞損傷，存放場地應平整堅實，避免樁材存放期間發生變形。再次，加工松木樁時應去除樹皮，削去突起部分，鋸平樁頭，畫出中軸線。樁尾削成長度0.3m的錐尖狀，以減小貫入阻力。然后進行防腐處理，表面噴涂防腐材料，進一步提升樁材的防腐能力。加工時，每一根樁應預長15～20cm，沉樁到位后再根據設計高程鋸平樁頭。

4.2 施工場地處理

沉樁前，應在施工區域鋪設30cm石屑層，并輕度碾壓一下，以方便施工機械在場地上遷移。

4.3 沉樁方法

沉樁方法分為人工沉樁和機械沉樁兩種方法，機械沉樁又分為錘擊沉樁和靜壓沉樁兩種方式。人工沉樁可采用手搖卷揚機吊錘沉樁，機械錘擊沉樁可采用柴油打樁機沉樁，靜壓沉樁可采用液壓挖掘機沉樁。沉樁時樁頭應套上特制的樁帽，以保護樁頭不被打壞。正式施工前，應先試樁，以確定施工參數，例如每米進樁的錘擊數。為了保障擠密效果，沉樁時應由施工區域四周向內圈方向進行，并且沉入每一樁時應控制速度，避免速度過快導致樁身歪斜或打破樁頭。沉樁時的垂直度偏差應控制在0.5%以內。沉樁過程中必須注意松木樁進入硬層時的變化，一般來說松木樁突然進入硬層會遇到較大的阻力，此時應控制錘擊次數，強行“硬打”很容易損傷木樁。但是也可能遇到了“假極限”或“吸入”現象。“假極限”是由于樁身周圍飽和砂礫在連續錘擊沉樁時，包裹了樁身并阻止土中的水沿樁身上升，在樁尖處形成壓力很大的水墊，因而會遇到較大的阻力。“吸入”則是由于連續錘擊沉樁時，樁身周圍的土很難向周圍擴散，只能沿樁身向上擠出，并形成類似“潤滑套”的結構，以致樁周摩擦力顯著減小。停止一段時間，“假極限”或“吸入”現象就會消失，因此沉樁過程中遇到不能打入現象時，不應輕易認為打到位了，而應主動休止一段時間后進行復打。

4.4 鋪筑塊石層

沉樁完畢，應清挖沉樁過程中擠出的淤泥，然后結合擋墻基礎在樁頂面以機械壓鋪一層50cm塊石層，這樣做可以提高松木樁的整體性，充分發揮樁間土的承載作用，減小基礎底面的應力集中程度。

4.5 質量驗收

目前，尚無松木樁復合地基承載力質量驗收的國家標準或行業規范，松木樁的質量驗收可參照《建筑地基基礎施工質量驗收規范》（GB50202-2002）第4.1.6條：對于復合地基的檢驗數量，承載力為樁總數的1.5%～1%，但數量不應少于3根，檢查方法可按《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106-2014）規定，進行靜壓試驗。對于樁間土的承載力試驗可參照GB50202-2002第4.1.5條，通過土工試驗檢測孔隙比。

5、結語

實踐證明，松木樁處理河道軟基是可行的，并且施工便捷，但松木樁處理軟基要消耗大量木材，所以適合松木資源豐富且廉價的地區。民間有“水上千年杉，水下萬年松”的說法，因松木富含松脂，能在飽水狀態下避免腐蝕或蟲蝕，但也只有常水位下才有效。

參考文獻：

[1] 傅春露. 河道淤泥軟基礎處理施工的技術探究[J]. 黑龍江水利科技，2014，42（6）：119-120.

[2] 蘇睿華，李利平，徐先強. 松木樁在長興陶家灣水閘軟弱地基處理上的應用[J]. 浙江水利水電專科學校學報，2013，25（2）：13-16.

[3] 王云峰. 松木樁復合地基加固技術在中小河流治理中的應用[J]. 中國水運，2016，16（10）：210-211.

[4] 劉君洪. 松木樁基礎在軟土地基處理中的應用研究[J]. 陜西水利，2016 （1）：128-129.

[5] 閆志明. 松木樁復合地基在堤防工程中的應用[J]. 中國水運，2015，15 （2）：142-143.