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淺談復(fù)合樁基礎(chǔ)工程
【摘 要】水泥土攪拌樁和預(yù)應(yīng)力管樁均為常用的軟基處理方法，在水閘工程中有時(shí)只用水泥土攪拌樁時(shí)承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，選用預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)，基礎(chǔ)土體與閘底板易分離。本文結(jié)合沙多瑪泵閘的工程實(shí)例，闡述水泥土攪拌樁和預(yù)應(yīng)力管樁聯(lián)合使用形成復(fù)合樁基礎(chǔ)的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容。
【關(guān)鍵詞】水泥土攪拌樁；預(yù)應(yīng)力管樁；復(fù)合樁基礎(chǔ)
1 工程概況
沙多瑪泵站位于廣州市南沙區(qū)黃閣鎮(zhèn)沙多瑪排澇片區(qū)，沙多瑪排澇片區(qū)現(xiàn)狀河涌?jī)H有新東灣涌，長(zhǎng)度200m且為斷頭涌，該涌位于碼頭岸線段將被填埋。由于沒有排水出路每遇暴雨產(chǎn)生內(nèi)澇，為健全該片區(qū)的排澇體系，確保有效地排放城區(qū)20年一遇24小時(shí)暴雨，24小時(shí)排干不成災(zāi)，需新建沙多瑪泵閘，用來(lái)集中排放城區(qū)雨水，水閘的防洪潮標(biāo)準(zhǔn)采用200年一遇，相應(yīng)防洪水位閘外為2.55m；水閘自排流量15.8m3/s、南灣泵站抽排流量6.2m3/s。工程整治已于2010年10月完工。
2 復(fù)合樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
2.1 地質(zhì)情況
沙多瑪泵閘地處沙多瑪涌末端，緊鄰小虎山山腳，據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，軟土層從泵站側(cè)向水閘側(cè)逐漸變厚，泵站基礎(chǔ)下淤泥深1m～3m左右，至水閘側(cè)深度為3m～10m左右。因此，針對(duì)基巖不同的埋置深度結(jié)合施工布置及基坑開挖水閘泵站采用不同的基礎(chǔ)處理方法。
2.2 基礎(chǔ)處理的方法
泵站的基礎(chǔ)距微風(fēng)化含砂礫巖1m～3m，其地基承載力為20MPa，故僅將泵基與地基之間1m～3m的淤泥質(zhì)粘土清除，然后回填毛石混凝土。在泵站兩側(cè)連接段，和副廠房側(cè)的基礎(chǔ)下回填石渣。
水閘側(cè)基巖面較深，軟土層較厚，采用置換處理是不合適的。針對(duì)珠三角地區(qū)特殊的淤泥質(zhì)軟土地基，處理方法主要采用預(yù)應(yīng)力管樁或水泥土攪拌樁兩種處理方法。采用預(yù)應(yīng)力管樁一般為端承樁，雖然能有效提高地基的承載力，但整體性差，樁間土不能發(fā)揮作用，且樁土不能協(xié)調(diào)變形，易發(fā)生由于基礎(chǔ)周圍雍土導(dǎo)致基礎(chǔ)樁間土沉降而發(fā)生的托空破壞。采用水泥土攪拌樁能夠形成樁土協(xié)調(diào)變形的復(fù)合地基，整體性好，樁體一般穿透淤泥層即可，滿足工程使用功能的同時(shí)，相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)。根據(jù)水泥土攪拌樁在外江堤防工程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，由單體樁布置組成的復(fù)合地基雖能有效提高地基的承載力，但復(fù)合地基抵抗滑動(dòng)的能力較弱，容易發(fā)生抗滑穩(wěn)定破壞。而采用柵格形布置的攪拌樁連續(xù)墻形式組成的復(fù)合地基可有效提高其抗滑能力，同時(shí)由于土體封閉于柵格內(nèi)，基礎(chǔ)不會(huì)發(fā)生由水流淘刷引起的托空破壞。這種布置方式同時(shí)起到泵站側(cè)基坑開挖時(shí)的邊坡支護(hù)作用。經(jīng)比較和計(jì)算，沙多瑪水閘地基處理采用水泥土攪拌樁與預(yù)應(yīng)力管樁聯(lián)合布置。水泥土攪拌樁樁徑選擇為0.5m，樁長(zhǎng)定為5m，樁中心間距1.0m；預(yù)應(yīng)力管樁選用國(guó)標(biāo)03SG409，選用PHC-AB400（95）-La，樁長(zhǎng)L=4～5m，樁中距縱向1.5m，橫向1.7m，矩形分布。
2.3 施工工藝
樁基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)先用5m長(zhǎng)水泥攪拌樁加固地基，待水泥攪拌樁達(dá)到28天齡期后方可施打預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。
2.3.1 攪拌樁的施工要求
�、偎鄶嚢铇妒┕で皯�(yīng)進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量不得少于2根，當(dāng)樁周為成層土?xí)r，應(yīng)對(duì)相對(duì)軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。②攪拌樁下沉速度、提升速度應(yīng)與攪拌頭翼片枚數(shù)、寬度、葉片與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點(diǎn)均能經(jīng)過(guò)20次以上的攪拌。③施工中應(yīng)保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直度偏差不大于1%，樁位偏差不應(yīng)大于50mm，成樁樁徑和樁長(zhǎng)不得小于設(shè)計(jì)值。④攪拌樁施工時(shí)，停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高400mm。
2.3.2 預(yù)應(yīng)力管樁的施工要求
�、俅驑稒C(jī)就位至打樁點(diǎn)，調(diào)試好打樁機(jī)，使打樁機(jī)的夾持鉗口中心（可掛中心線錘陀）與地面上的定位樣樁基本對(duì)準(zhǔn)，將樁機(jī)調(diào)平，進(jìn)行再次調(diào)整校核無(wú)誤，將樁機(jī)的長(zhǎng)步履（長(zhǎng)船）落地受力平穩(wěn)。
②吊樁喂樁：靜壓預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁樁節(jié)長(zhǎng)度一般在12m以內(nèi)，可直接用打樁機(jī)上的工作吊機(jī)自行吊樁喂樁。第一節(jié)樁（底樁）帶有鋼板焊制十字樁尖的樁，當(dāng)樁被運(yùn)到打樁機(jī)附近后，一般情況下采用單點(diǎn)起吊，采用雙千斤（吊索）加小扁擔(dān)（小橫梁）的起吊方法可使樁身豎直進(jìn)入夾樁的夾持鉗口中。
③樁身對(duì)中調(diào)直：當(dāng)樁被吊入到夾樁鉗口后，由指揮員指揮吊車司機(jī)將樁徐徐下降直到樁尖離地面100mm左右為止，然后夾緊樁身，微調(diào)壓樁機(jī)使樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)，并將樁壓入土中0.5～1.0m，暫停下壓，再?gòu)臉兜膬蓚�(gè)正交側(cè)面校正樁身垂直度，待樁身垂直度偏差小于0.5%時(shí)才正式施打。
�、艽驑叮簤簶妒峭ㄟ^(guò)主機(jī)的壓樁油缸伸程之力將樁壓入土中，壓樁油缸最大行程視不同的壓樁機(jī)而有所不同，一般為1.50～2.00m，所以每一次下壓，樁的入土深度約為1.50～2.00m，然后松夾――上升――再夾――再壓，如此反復(fù)進(jìn)行，將樁下壓至控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)將一節(jié)樁壓至離地面0.80～1.00m時(shí)，可進(jìn)行一上節(jié)樁的接樁操作或放入送樁器將樁送入至設(shè)計(jì)標(biāo)高。壓樁力度按壓力表反映讀數(shù)，在壓樁過(guò)程中，壓樁施工人員應(yīng)認(rèn)真記錄樁入深度和壓力表讀數(shù)。
�、萁訕叮红o力壓樁沉樁過(guò)程中的接樁，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁的接樁采用電焊焊接接頭，電焊焊接樁時(shí)兩位焊工同時(shí)對(duì)稱連續(xù)施焊，焊接縫要均勻飽滿，灶接設(shè)備采用兩臺(tái)交流電焊機(jī)（21KVA），焊條選用E4301或E4303均可。焊接完成后自然冷卻時(shí)間不少于15min，方可進(jìn)行沉樁施工。
�、匏蜆叮红o壓樁的送樁作業(yè)采用專用鋼制送樁器進(jìn)行送樁。當(dāng)樁頂壓至接近地面需要送樁時(shí)，應(yīng)測(cè)出樁的垂直度并檢查樁頭質(zhì)量，合格后應(yīng)立即送樁，壓、送作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行；當(dāng)場(chǎng)地上多數(shù)樁多短（L≤15m）或樁端持力層為風(fēng)化軟質(zhì)巖可能需要復(fù)壓時(shí)，送樁深度不宜超過(guò)1.50m；送樁的最大壓樁力一般不宜超過(guò)樁身允許抱壓壓樁力的1.1倍。
⑦終止送樁：當(dāng)樁壓入土層中一定深度（設(shè)計(jì)圖紙中的要求標(biāo)準(zhǔn)和試樁過(guò)程中給定的有關(guān)壓樁深度）或樁尖進(jìn)入了設(shè)計(jì)持力層一定深度后，靜力壓樁機(jī)的壓力表給出的讀數(shù)，滿足試樁時(shí)測(cè)定并經(jīng)設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、業(yè)主方確認(rèn)的壓力值后方可終止壓樁。
3 結(jié)語(yǔ)
沙多瑪泵閘建成后運(yùn)行情況良好，未發(fā)生不均沉降，底板與土體未發(fā)生脫離，復(fù)合樁基礎(chǔ)的作用達(dá)到了設(shè)計(jì)的的預(yù)期效果，在類似地區(qū)可推廣使用。
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