某板樁碼頭墻后超深軟基處理設(shè)計(jì)分析

胡長(zhǎng)軍

摘 要：板樁碼頭是我國(guó)常見的一種碼頭形式，主要由板樁墻與錨錠設(shè)施兩部分構(gòu)成，并借助板樁和錨碇設(shè)施承受地面使用荷載和墻后填土產(chǎn)生的側(cè)壓力。板樁碼頭具有施工速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是在軟土地基中施工，需要進(jìn)行必要的軟基處理，以保證碼頭整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐久性。該文通過實(shí)際工程，分析了板樁碼頭超深軟基處理設(shè)計(jì)，供有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：板樁碼頭 軟基處理 設(shè)計(jì) 墻后

中圖分類號(hào)：U656 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guī)的軟基處理方案很難解決。為了保證板樁碼頭整體的穩(wěn)定安全性，以及軟基處理的經(jīng)濟(jì)性、適用性等，通過對(duì)多個(gè)方案的對(duì)比分析，最后選用水泥攪拌樁與換填法相結(jié)合的處理方案，并取得了較好的處理效果，現(xiàn)將具體的軟基處理設(shè)計(jì)報(bào)告如下。

1 工程概況

某擬建工程為錨碇拉桿式鋼板樁結(jié)構(gòu)，工程為一級(jí)重要性等級(jí)，為二級(jí)場(chǎng)地復(fù)雜程度。在該內(nèi)港碼頭工程中，計(jì)劃新建4個(gè)2 000DWT泊位以及4個(gè)1 000DWT泊位，總共為8個(gè)新建泊位。

2 問題的提出

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

3 選擇軟基處理方案

現(xiàn)階段，常見的軟基處理方式包括深層密實(shí)法、換填法、排水固結(jié)法、水泥攪拌樁法等。其中換填法施工造價(jià)較低，施工也較為簡(jiǎn)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(shí)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(dòng)較大，會(huì)對(duì)周圍建筑物造成影響；排水固結(jié)法屬于一種永久性的讓庪處理方式，但是工期長(zhǎng)，處理成本較高，并且處理工藝較為復(fù)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(huì)對(duì)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(huì)增加到20 m以上。

通過對(duì)常見軟基處理方式的分析，可以發(fā)現(xiàn)換填法不適合本工程；深層密實(shí)法處理過程中振動(dòng)較大，為了工程整體的穩(wěn)定性以及安全性，該方式也不符合要求；排水固結(jié)法施工工期較長(zhǎng)，不能夠在汛期前完工，不符合工期要求；常規(guī)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(duì)增加。

綜合上述情況，充分考慮工程造價(jià)、碼頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(jié)合的方式。

4 超深軟基處理設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)條件

根據(jù)該工程實(shí)際情況，對(duì)板樁墻后超深軟基處理設(shè)計(jì)，首先需要了解設(shè)計(jì)的條件，包括高程條件、水位條件、地質(zhì)條件等。

其中，碼頭面高程要求+6.70 m，河底設(shè)計(jì)高程條件為-3.80 m，干板樁底設(shè)計(jì)高程為-23.40 m，高水位設(shè)計(jì)為+6.60 m，低水位設(shè)計(jì)條件為-0.17 m。

表1為該工程軟土層主要指標(biāo)推薦值。

根據(jù)工程地質(zhì)勘查結(jié)果顯示，工程區(qū)域內(nèi)，地層主要包括五類，各類地質(zhì)土層分布高程：素填土層高程為6.9～3.3 m，粉質(zhì)黏土層高程為6.2～2.8 m，淤泥質(zhì)粉土粘土層高程為3.9～-20.77 m，粉質(zhì)粘土夾粉土層高程為-7.63～-27.27 m，粉質(zhì)粘土層高程為-14.1～-25.37 m。

4.2 設(shè)計(jì)方案

對(duì)板樁碼頭工程實(shí)施初步的計(jì)算顯示，如果不對(duì)板樁墻后軟土地基實(shí)施處理，很難滿足踢腳的穩(wěn)定性要求。通過軟基處理方案對(duì)比，最終確定采用水泥攪拌樁與換填法相結(jié)合的方式。具體設(shè)計(jì)方案為：首先對(duì)板樁墻后到錨錠墻之間進(jìn)行開挖，開挖高程至-4 m，然后利用水泥攪拌樁實(shí)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(duì)水泥攪拌樁以及換填法設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

4.2.1 水泥攪拌樁設(shè)計(jì)

對(duì)水泥攪拌樁樁徑設(shè)計(jì)為Φ600 mm，樁位布置呈現(xiàn)梅花型，相鄰樁位之間的距離為1.08 m。

在進(jìn)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(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定科學(xué)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(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于2.0 MPa，可根據(jù)28 d試塊強(qiáng)度選擇最佳配合比。在具體的施工過程中，需要嚴(yán)格的檢驗(yàn)拌合體，而檢驗(yàn)的方式主要為鉆心檢驗(yàn)，將鉆去的實(shí)驗(yàn)樣品在室內(nèi)實(shí)施物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括對(duì)拌合體重度、抗壓強(qiáng)度、內(nèi)摩擦角、含水率、粘聚力等的檢驗(yàn)。

4.2.2 換填法設(shè)計(jì)

換填的塊石要求無風(fēng)化、成片狀、崩解、裂紋等現(xiàn)象，并且要求塊石的抗壓強(qiáng)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(jí)配標(biāo)準(zhǔn)，將含泥量控制在5%以下。在錨錠拉桿安裝完成后方可實(shí)施填石，在拉桿上部，回填碎石層厚度一般為40 cm。

在實(shí)際的填石過程中，需要結(jié)合拉桿鋪設(shè)高程，采用分層回填的方式，回填順序?yàn)殄^錠墻前——板樁墻后——錨錠墻后。

5 結(jié)語

板樁碼頭是常見的碼頭形式，而減少板樁墻后主動(dòng)土壓力，是提高踢腳穩(wěn)定性，確保提高碼頭結(jié)構(gòu)的常見方式。該文通過對(duì)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(yōu)缺點(diǎn)，最終確定采用水泥攪拌樁與換填法相結(jié)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(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，值得大力推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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