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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，在水閘工程中有時只用水泥土攪拌樁時承載力達不到設(shè)計要求，選用預(yù)應(yīng)力管樁時，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)狀河涌僅有新東灣涌，長度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小時暴雨，24小時排干不成災(zāi)，需新建沙多瑪泵閘，用來集中排放城區(qū)雨水，水閘的防洪潮標準采用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
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，相對比較經(jīng)濟。根據(jù)水泥土攪拌樁在外江堤防工程中的應(yīng)用經(jīng)驗，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，同時由于土體封閉于柵格內(nèi)，基礎(chǔ)不會發(fā)生由水流淘刷引起的托空破壞。這種布置方式同時起到泵站側(cè)基坑開挖時的邊坡支護作用。經(jīng)比較和計算，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，樁長定為5m，樁中心間距1.0m；預(yù)應(yīng)力管樁選用國標03SG409，選用PHC-AB400（95）-La，樁長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)施工時應(yīng)先用5m長水泥攪拌樁加固地基，待水泥攪拌樁達到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
①水泥攪拌樁施工前應(yīng)進行工藝性試樁，數(shù)量不得少于2根，當樁周為成層土?xí)r，應(yīng)對相對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)土體的任何一點均能經(jīng)過20次以上的攪拌。③施工中應(yīng)保持攪拌樁機底盤的水平和導(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，成樁樁徑和樁長不得小于設(shè)計值。④攪拌樁施工時，停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計標高400mm。
2.3.2 預(yù)應(yīng)力管樁的施工要求
�、俅驑稒C就位至打樁點，調(diào)試好打樁機，使打樁機的夾持鉗口中心（可掛中心線錘陀）與地面上的定位樣樁基本對準，將樁機調(diào)平，進行再次調(diào)整校核無誤，將樁機的長步履（長船）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)長度一般在12m以內(nèi)，可直接用打樁機上的工作吊機自行吊樁喂樁。第一節(jié)樁（底樁）帶有鋼板焊制十字樁尖的樁，當樁被運到打樁機附近后，一般情況下采用單點起吊，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入夾樁的夾持鉗口中。
�、蹣渡韺χ姓{(diào)直：當樁被吊入到夾樁鉗口后，由指揮員指揮吊車司機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)壓樁機使樁尖對準樁位中心點，并將樁壓入土中0.5～1.0m，暫停下壓，再從樁的兩個正交側(cè)面校正樁身垂直度，待樁身垂直度偏差小于0.5%時才正式施打。
�、艽驑叮簤簶妒峭ㄟ^主機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)進行，將樁下壓至控制標準。當將一節(jié)樁壓至離地面0.80～1.00m時，可進行一上節(jié)樁的接樁操作或放入送樁器將樁送入至設(shè)計標高。壓樁力度按壓力表反映讀數(shù)，在壓樁過程中，壓樁施工人員應(yīng)認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，電焊焊接樁時兩位焊工同時對稱連續(xù)施焊，焊接縫要均勻飽滿，灶接設(shè)備采用兩臺交流電焊機（21KVA），焊條選用E4301或E4303均可。焊接完成后自然冷卻時間不少于15min，方可進行沉樁施工。
�、匏蜆叮红o壓樁的送樁作業(yè)采用專用鋼制送樁器進行送樁。當樁頂壓至接近地面需要送樁時，應(yīng)測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)進行；當場地上多數(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，送樁深度不宜超過1.50m；送樁的最大壓樁力一般不宜超過樁身允許抱壓壓樁力的1.1倍。
�、呓K止送樁：當樁壓入土層中一定深度（設(shè)計圖紙中的要求標準和試樁過程中給定的有關(guān)壓樁深度）或樁尖進入了設(shè)計持力層一定深度后，靜力壓樁機的壓力表給出的讀數(shù)，滿足試樁時測定并經(jīng)設(shè)計方、監(jiān)理方、業(yè)主方確認的壓力值后方可終止壓樁。
3 結(jié)語
沙多瑪泵閘建成后運行情況良好，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)的作用達到了設(shè)計的的預(yù)期效果，在類似地區(qū)可推廣使用。
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