勁性復(fù)合樁在橋梁基礎(chǔ)中的應(yīng)用

馬燕婧 （南通職業(yè)大學(xué)，江蘇 南通 226007）

1 引言

長(zhǎng)江中下游長(zhǎng)江三角洲地區(qū)廣泛分布著含水量高，承載力低，壓縮性高的黏土和淤泥質(zhì)黏土。沿海地區(qū)城市密集，對(duì)高層建筑，商用建筑的需求量大，橋梁的施工和改建也較多。南通地區(qū)地基以粉土和黏土為主，較差的土質(zhì)對(duì)地基設(shè)計(jì)和施工要求較高。水泥攪拌樁常被用于軟弱地基的加固。鋼筋混凝土預(yù)制樁或灌注樁是通常橋梁基礎(chǔ)的選擇。勁性復(fù)合樁被應(yīng)用于軟土地基的居民住宅樓項(xiàng)目和商業(yè)項(xiàng)目等，同樣地，對(duì)于橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)也是一個(gè)很好的選擇。

勁性復(fù)合樁適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、砂土以及人工填土等地基。勁性復(fù)合樁施工方便，承載力較高，成本較低，對(duì)環(huán)境影響少。相較于單一的水泥攪拌樁或鋼筋混凝土預(yù)制樁，勁性復(fù)合樁結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。

2 勁性復(fù)合樁介紹

勁性復(fù)合樁是一種由散體樁（散體材料形成的樁，如碎石、砂、磚瓦碎塊、鋼渣、礦渣等）和柔性樁（如水泥攪拌樁）、剛性樁（如鋼筋混凝土預(yù)制樁和灌注樁）中的2種或3種復(fù)合形成的樁。水泥土攪拌樁施工速度快、成本低，但承載力較低，施工質(zhì)量難以控制，通常用于軟弱地基的處理。鋼筋混凝土預(yù)制樁強(qiáng)度大，施工質(zhì)量控制好，但是成本較高，另外土層強(qiáng)度低的區(qū)域，預(yù)制樁的強(qiáng)度無(wú)法充分利用，施工過(guò)程中容易出現(xiàn)樁身反彈而導(dǎo)致其被破壞。勁性復(fù)合樁可以結(jié)合兩種基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)，利用混凝土預(yù)制樁的高承載力，降低工程的成本。

使用勁性復(fù)合樁的主要優(yōu)點(diǎn)為：承載力較高，可以減少樁長(zhǎng)，減少造價(jià)及縮短工期；施工工藝對(duì)周邊環(huán)境友好，無(wú)污染；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁由工廠加工，質(zhì)量可靠，質(zhì)量控制較好；攪拌插芯成樁，其樁身側(cè)向剛度較普通管樁大，可增加樁水平向穩(wěn)定性。

勁性復(fù)合樁根據(jù)構(gòu)造的不同，可分為MC樁和SMC樁等。S樁為散體樁，M樁為柔性樁，C樁為剛性樁。下文工程實(shí)例中采用的為柔性樁和剛性樁的復(fù)合樁，即MC樁。勁性復(fù)合樁的單樁豎向抗壓承載力計(jì)算根據(jù)勁性復(fù)合樁技術(shù)規(guī)程中的公式。

3 海門(mén)雁行橋樁基補(bǔ)救項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

雁行橋位于悅來(lái)鎮(zhèn)雁悅路上，該橋上跨通啟河。橋位處河口寬度47m，水面寬度41m，最大水深3.4m。老橋?yàn)槿珉p曲拱橋，跨徑組成為（15+16+15）m，橋梁全寬3m。因橋梁為危橋，經(jīng)審查后確定在老橋東側(cè)71m處建造新橋，在新橋建成后拆除老橋。新橋橋型采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁+裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋。橋梁跨徑組成為（3-20）+（33+55+33）+（3-20）m，主橋上部結(jié)構(gòu)采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；引橋上部結(jié)構(gòu)采用20m部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。橋梁全寬8m，橋面凈寬7m。

3.2 工程地質(zhì)和水文條件

根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)勘查報(bào)告，地表有一層較淺的人工填土，主要為粉土，承載力較差，其下15m土層主要為粉砂和粉質(zhì)黏土，地基承載力較低。15m以下土層為粉質(zhì)粘土、粉砂、粘土等。南邊橋臺(tái)、北邊橋臺(tái)、南部橋墩、北部橋墩位置的地基承載力有少量差別，橋墩部位地基承載力較低。土層總共分為6層，一些地層有若干亞層，如下表所示。

勘查報(bào)告顯示項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)地表水量較穩(wěn)定，流速平緩對(duì)河床影響微弱。土層主要蘊(yùn)含有淺層孔隙潛水和下層承（微）壓水。潛水主要分布在鉆探孔地面標(biāo)高▽-38m以上所揭示的第5工程地質(zhì)單元體（亞層1）粉砂夾薄層粉質(zhì)粘土及其以上土層之中，水位受地表水及大氣降水入滲補(bǔ)給，受季節(jié)變化影響明顯，排泄方式主要是地表蒸發(fā)，勘察期間地下水位埋深在1.22m（相當(dāng)于地面標(biāo)高▽1.52m）；承（微）壓水分布在鉆探孔深度標(biāo)高▽-46m以下第6工程地質(zhì)單元體粉砂夾細(xì)砂及其以下土層之中，主要是側(cè)向補(bǔ)給及越流補(bǔ)給，以側(cè)向排泄為主。

樁型一勁性復(fù)合樁單樁抗壓承載力計(jì)算結(jié)果表2

地基圖層基本性質(zhì) 表1

3.3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

綜合上部結(jié)構(gòu)和場(chǎng)地地質(zhì)情況，橋基礎(chǔ)形式采用樁基礎(chǔ)。選擇粉質(zhì)粘土夾粉砂為樁端持力層。1#、2#、7#、8#墩采用雙柱式墩，柱徑1.0m，樁徑1.2m，按摩擦樁設(shè)計(jì)。橋臺(tái)采用肋板臺(tái)，工字形承臺(tái)，基礎(chǔ)采用4個(gè)Φ1.2m的鉆孔樁，按摩擦樁設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)采用52m樁長(zhǎng)灌注樁?？紤]地質(zhì)勘查狀況，采用M900+C700勁性復(fù)合樁（其中M樁為外徑900水泥土攪拌樁，樁長(zhǎng)28m，C樁為PHC700AB130-15/15/12/10）。根據(jù)《勁性復(fù)合樁技術(shù)規(guī)程》第4.2～4.3節(jié)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行勁性復(fù)合樁方案設(shè)計(jì)，采用長(zhǎng)芯柔剛勁性復(fù)合樁作為樁基礎(chǔ)，外芯為水泥土攪拌樁，內(nèi)芯為PHC管樁，水泥土室內(nèi)試塊90d齡期無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度取1.2MPa。計(jì)算結(jié)果如表2、表3所示。

勁性復(fù)合樁設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表 表3