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淺談復合樁基礎工程
【摘 要】水泥土攪拌樁和預應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計要求，選用預應力管樁時，基礎土體與閘底板易分離。本文結合沙多瑪泵閘的工程實例，闡述水泥土攪拌樁和預應力管樁聯合使用形成復合樁基礎的相關設計內容。
【關鍵詞】水泥土攪拌樁；預應力管樁；復合樁基礎
1 工程概況
沙多瑪泵站位于廣州市南沙區黃閣鎮沙多瑪排澇片區，沙多瑪排澇片區現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生內澇，為健全該片區的排澇體系，確保有效地排放城區20年一遇24小時暴雨，24小時排干不成災，需新建沙多瑪泵閘，用來集中排放城區雨水，水閘的防洪潮標準采用200年一遇，相應防洪水位閘外為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 復合樁基礎設計
2.1 地質情況
沙多瑪泵閘地處沙多瑪涌末端，緊鄰小虎山山腳，據地質勘察報告，軟土層從泵站側向水閘側逐漸變厚，泵站基礎下淤泥深1m～3m左右，至水閘側深度為3m～10m左右。因此，針對基巖不同的埋置深度結合施工布置及基坑開挖水閘泵站采用不同的基礎處理方法。
2.2 基礎處理的方法
泵站的基礎距微風化含砂礫巖1m～3m，其地基承載力為20MPa，故僅將泵基與地基之間1m～3m的淤泥質粘土清除，然后回填毛石混凝土。在泵站兩側連接段，和副廠房側的基礎下回填石渣。
水閘側基巖面較深，軟土層較厚，采用置換處理是不合適的。針對珠三角地區特殊的淤泥質軟土地基，處理方法主要采用預應力管樁或水泥土攪拌樁兩種處理方法。采用預應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，樁間土不能發揮作用，且樁土不能協調變形，易發生由于基礎周圍雍土導致基礎樁間土沉降而發生的托空破壞。采用水泥土攪拌樁能夠形成樁土協調變形的復合地基，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，相對比較經濟。根據水泥土攪拌樁在外江堤防工程中的應用經驗，由單體樁布置組成的復合地基雖能有效提高地基的承載力，但復合地基抵抗滑動的能力較弱，容易發生抗滑穩定破壞。而采用柵格形布置的攪拌樁連續墻形式組成的復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，基礎不會發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基坑開挖時的邊坡支護作用。經比較和計算，沙多瑪水閘地基處理采用水泥土攪拌樁與預應力管樁聯合布置。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；預應力管樁選用國標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
樁基礎施工時應先用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應力混凝土管樁。
2.3.1 攪拌樁的施工要求
①水泥攪拌樁施工前應進行工藝性試樁，數量不得少于2根，當樁周為成層土時，應對相對軟弱土層增加攪拌次數或增加水泥摻量。②攪拌樁下沉速度、提升速度應與攪拌頭翼片枚數、寬度、葉片與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉數應相互匹配，以確保加固深度范圍內土體的任何一點均能經過20次以上的攪拌。③施工中應保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的豎直，攪拌樁的垂直度偏差不大于1%，樁位偏差不應大于50mm，成樁樁徑和樁長不得小于設計值。④攪拌樁施工時，停漿面應高于樁頂設計標高400mm。
2.3.2 預應力管樁的施工要求
①打樁機就位至打樁點，調試好打樁機，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，將樁機調平，進行再次調整校核無誤，將樁機的長步履（長船）落地受力平穩。
②吊樁喂樁：靜壓預應力鋼筋混凝土管樁樁節長度一般在12m以內，可直接用打樁機上的工作吊機自行吊樁喂樁。第一節樁（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（小橫梁）的起吊方法可使樁身豎直進入夾樁的夾持鉗口中。
③樁身對中調直：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。
④打樁：壓樁是通過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，如此反復進行，將樁下壓至控制標準。當將一節樁壓至離地面0.80～1.00m時，可進行一上節樁的接樁操作或放入送樁器將樁送入至設計標高。壓樁力度按壓力表反映讀數，在壓樁過程中，壓樁施工人員應認真記錄樁入深度和壓力表讀數。
⑤接樁：靜力壓樁沉樁過程中的接樁，預應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施焊，焊接縫要均勻飽滿，灶接設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。
⑥送樁：靜壓樁的送樁作業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，應測出樁的垂直度并檢查樁頭質量，合格后應立即送樁，壓、送作業應連續進行；當場地上多數樁多短（L≤15m）或樁端持力層為風化軟質巖可能需要復壓時，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。
⑦終止送樁：當樁壓入土層中一定深度（設計圖紙中的要求標準和試樁過程中給定的有關壓樁深度）或樁尖進入了設計持力層一定深度后，靜力壓樁機的壓力表給出的讀數，滿足試樁時測定并經設計方、監理方、業主方確認的壓力值后方可終止壓樁。
3 結語
沙多瑪泵閘建成后運行情況良好，未發生不均沉降，底板與土體未發生脫離，復合樁基礎的作用達到了設計的的預期效果，在類似地區可推廣使用。
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