鉚釘樁在濱海公路升級改造中的應用

李慶國

(唐山市交通建設質量監督處)

1 概 述

濱海公路改擴建項目由省道沿海公路曹妃甸新城至漢沽段沿東西方向橫貫唐山灣腹地，路線全長65.416 km，其中曹妃甸新城至天津界段長為58.071 km。項目路線途經灤南縣、曹妃甸新港工業區、曹妃甸新城、唐海縣、豐南區、漢沽管理區。受河流泛濫和海洋運動影響，區域內淺部地層主要以洪積粉土、粉質黏土、淤泥質粉質黏土、粉細砂為主，局部軟土路段分布不連續;根據鹽漬土的存在與否在海陸相交互沉積地段又分為一般路段和鹽漬土路段。

2 原設計方案

原有路基采用兩側邊溝開挖晾曬的淤泥土填筑，原有地基并未進行過處理，也未進行過開挖換填，但經過多年的通車運營，工后沉降已趨于穩定。新建部分對橋頭段全幅路基和對于填方高度大于4 m 新填方路基采用復合地基處理(碎石樁、水泥攪拌樁)處理，以減少填方較大路段的工后沉降，并在新舊路基搭接處采用高強度鋼塑格柵連接，以減少路基沉降差造成的路面損壞。碎石樁樁徑為0.6 m，水泥攪拌樁樁徑為0.5 m，均按等邊三角形布置:大、中橋臺后20 m 樁距采用1.2 m，臺后20～40 m 樁距采用1.3 m，臺后40～50 m 樁距采用1.4 m;小橋臺后10 m 樁距采用1.2 m，臺后10～20 m 樁距采用1.3 m，臺后20～30 m 樁距采用1.4 m。采用現場載荷試驗方法進行工程加固效果和復合地基承載力檢驗，要求路基段復合地基承載力不低于130 kPa，單樁承載力不低于95 kN。

3 鉚釘樁方案設計

按照原設計，對于同一工段，既有振動沉管碎石樁又有水泥土攪拌樁，施工機具和材料不同且都需要進行更換，這會對工程進度帶來不利影響。如果均采用碎石樁，將導致施工成本增加;如均采用水泥土攪拌樁，由于路基下處沿海地區，軟土含水量很大，成樁質量不易保證。因此考慮采用在本地區已經大量應用的預應力管樁作為樁身，按照摩擦型樁重新設計。預應力管樁具有樁身質量好，單樁承載力高，生產周期短，適用地層廣，施工速度快等優點，且工程所在地附近有若干家管樁生產企業，供貨及時，運輸費用低。為節約成本，將樁距加大，原設計為1.2 m 的碎石樁段，樁距變為2.2 m，原設計為1.4 m 的水泥土攪拌樁段，樁距變為2.4 m。為滿足復合地基承載力的要求，在樁頂端設置直徑1 m 的樁帽，以便充分發揮樁間土的作用，樁帽內雙層、雙向配筋。考慮到本工程地質土層的特殊性，并結合前期地勘報告，與管樁生產商協商，在樁身承載力滿足設計要求的情況下，減小管樁壁厚，以節約材料，進一步降低成本。最終經過重新分析計算，確定以下設計方案:

(1)采用外徑500 mm 預應力混凝土薄壁管樁代替原碎石樁和攪拌樁，管樁樁身混凝土強度C80，壁厚60 mm;

(2)采用預制混凝土樁帽，直徑1 000 mm，雙層、雙向配筋;

(3)采用等腰三角形布樁，橋臺后50 m 內樁距2.2 m，其余地段樁距2.4 m，處理深度不少于原設計要。

3 施工要點

根據本段地質條件及周邊環境，選用2 臺D80 型柴油錘進行鉚釘樁的施工，另外根據施工需要配備一臺20 t 汽車吊進行配合。先期進行場地平整，預留出工作面，然后設備，材料進場，錘擊法施工順序按照由內向外、由一邊向另一邊的原則進行。管樁沉樁施工控制應以標高和貫入度雙控進行，以標高控制為主，最后十擊貫入度不得大于3 cm。當樁尖已達設計標高，而貫入度仍較大時，應繼續錘擊，使貫入度接近控制貫入度。貫入度已達到控制貫入度，而樁端標高未達到設計標高時，應繼續錘擊100 mm(或錘擊30～50 擊)，如無異常變化時，即可停錘。施工時特別要注意以下幾點:(1)樁頂要與地表盡量平齊，如不能滿足要求，應采用人工挖填處理。(2)錘擊設備撤場后，吊放樁帽時要避免設備破壞樁壁。(3)樁帽鋪設完成后，應鋪填一層碎石墊層并壓實，墊層頂面距樁帽頂面厚度不小于200 mm。

4 處理效果檢驗

現場檢驗包括單樁承載力檢驗和復合地基承載力檢驗，檢驗方法、內容應符合文獻2 中的規定。復合地基承載力檢測采用堆載壓重，預估最大荷載300 t，每級荷載30 t。實際檢測3 點，荷載－沉降曲線如圖1 所示。根據載荷試驗的結果，經過計算，得出復合地基承載力特征值為268 kPa，滿足設計的要求。

圖1 鉚釘樁荷載－沉降曲線

5 經濟性比較

按碎石樁施工價格72 元/m，攪拌樁施工價格50 元/m，預應力管樁施工價格152 元/m，處理深度15 m，計算:

由此可見，鉚釘樁復合地基單位造價比攪拌樁節約11.2%，比碎石樁節約38.3%。

6 結 論

(1)通過合理的設計，鉚釘樁復合地基具有比碎石樁和攪拌樁復合地基更高的承載力。

(2)鉚釘樁復合地基比碎石樁和攪拌樁復合地基單位造價更低，經濟性更強。

(3)鉚釘樁在現有施工設備下，對施工材料加以改進，能滿足本工程的要求。

［1］建筑樁基技術規范(JGJ94－2008)［S］.北京:中國建筑工業出版社，2008.

［2］復合地基技術規范(GB/T50783－2012)［S］.北京:中國建筑工業出版社，2012.