木樁擠石法在天津濱海地區軟基加固中的應用

杜 輝，禹作利，姜 永

（1.天津市水利工程有限公司，天津 300222；2.天津市水務局，天津 300074）

1 工程概況

為滿足天津市濱海新區加快發展的要求、確保塘沽沿海道路美化帶寬度，北塘港段原海擋需要改線。改線后的新海擋部分坐落在淤泥質土層之上，緊鄰新建碼頭，為倒T形鋼筋混凝土擋墻，墻高2.82 m，底寬2.5 m、頂寬0.5 m。淤泥層厚度8 m，處理寬度自碼頭護坡外邊線向西15 m。應急工程主體須在1個月內完成，工期緊張。由于淤泥質土層厚度不大，加上受場地條件及工期限制，采用靜壓混凝土管樁、灌注樁及軟基換填等均不可能。而木樁施工速度快，施工質量易于保證，且有較好的耐久性，設計將上層淤泥清除3 m后打入8 m長松木樁，樁間回填碎石料進行軟基處理，如圖1所示。

圖1 工程結構

2 松木樁特點及力學性能

（1）耐久性好：松木本身含有大量油脂，在打入前又經過防腐處理，置于與空氣隔絕的淤泥質土中，基本斷絕了其氧化變質的外界因素。19世紀末20世紀初，中國境內修建的鐵路橋梁樁基大量采用松木樁，至今運營狀況良好。從廢棄的橋梁樁基中拔出的樁體來看，經過近百年的動力荷載的作用，木材成色和材質均反映出材料具有持續的強度。

（2）具有輕質高強的優點：當松木樁所承受壓力與纖維方向一致時，其破壞極限狀態是木材纖維喪失穩定性，并非纖維產生斷裂，所以它的強度較高。相關試驗及工程實例證明，由于松木組織纖維的結構特點，松木樁具有較好的抗拉、抗壓、抗彎和抗剪4種強度。

（3）有較強的吸濕膨脹性能：進入淤泥中的松木樁，隨著吸附水的增加將發生體積膨脹，增強了樁間土的擠密程度。

（4）樁體質量易于控制：松木樁為自然生長且生長周期長，質地致密，只要控制好樁徑，沒有疵病，樁體強度基本一致。

（5）施工方便：木樁施工不需要大型靜壓設備，也不需要其他砂石料運輸設備，解決了由于基礎軟弱難于承載大型設備的難題。

3 施工過程及施工方法

3.1 清除上層淤泥

地質勘探資料顯示，淤泥層下為黏土持力層。由于淤泥層厚度較大，為確保木樁進入持力層、增強木樁整體效果，施工時，首先利用挖掘機清除上表面以下3 m范圍內淤泥。

由于工期和場地限制，絞吸等施工工藝均不具備作業條件，淤泥質地段又無法承載運輸車輛，清淤時只能采用多臺挖掘機接力倒運開挖清淤的方式進行，即一臺挖掘機將開挖的淤泥傳遞給下一臺挖掘機、下一臺挖掘機再將淤泥傳遞給另一臺挖掘機，這樣將淤泥轉運至岸邊堆泥場。為避免挖掘機在清淤過程中下陷，在挖掘機操作平臺下墊有一定厚度的工程渣土及鋼板。

3.2 打樁

上層淤泥清除后，在基槽表面鋪撒石灰，以通過石灰的吸濕性降低淤泥中的含水量。然后，根據設計樁位，在軟基處理范圍內，用液壓振動錘將瀝青防腐處理的松木樁打入軟基內。松木樁直徑20（梢）～30（根）m，間距1.5 m，梅花形布置，預留2 m樁頭。

3.3 樁間嵌碎石

一部分松木樁打入完成后，立即拋填2 m厚碎石，碎石層與木樁頂齊平后用振動碾反復碾壓至密實。

3.4 鋪三七灰土層

碎石層上為1 m厚的三七灰土基礎層，該層也是擋墻的建基層，嚴格按確定好的碾壓參數進行碾壓。

4 質量控制要點

（1）進場的松木樁必須控制好外觀質量，要求樁徑大小一致、無蟲害、無腐爛或嚴重干裂。最好選用新樁，以免由于打樁振動或地質變化導致樁身斷裂。

（2）松木樁去皮后，應在瀝青中浸泡數日或至少涂刷兩遍瀝青防腐。

（3）松木樁樁頭削成錐形，以利打樁。

（4）本工程緊鄰碼頭，打樁時自碼頭一側向外側施打，避免對碼頭造成擠壓破壞。

（5）控制樁體垂直度，確保樁體垂直打入軟基內部。

（6）回填的片石能夠將所有木樁加固為一個整體，因此必須碾壓密實。

5 建議

渤海灣為典型的粉砂淤泥質平原海岸，基礎軟弱，淤泥層厚度普遍較大。在工期、場地及資金允許的條件下，建議采用混凝土靜力壓樁進行基礎處理，以保證樁基深入持力層，形成足夠的支撐力和摩擦力。特殊情況采用木樁時，應選用優質松木樁，樁頂尤其要嚴格進行防腐處理。同時，為防打入過程中樁頂開裂，樁頂要加箍，且盡可能將木樁端頭打入持力土層，必要時可接長樁錘或將樁頂聯系成為整體，增強樁基的整體性。

6 結語

在工期緊張、場地有限、工程質量要求相對較低的軟基處理工程中，松木樁基礎處理應該說是不錯的選擇。工程結束至今已6年有余，從外觀看，該軟基加固處理段擋墻始終如一，無不均勻沉降及傾斜失穩現象，得到了業主的認可。