勁性復合樁在橋梁基礎中的應用

馬燕婧 （南通職業大學，江蘇 南通 226007）

1 引言

長江中下游長江三角洲地區廣泛分布著含水量高，承載力低，壓縮性高的黏土和淤泥質黏土。沿海地區城市密集，對高層建筑，商用建筑的需求量大，橋梁的施工和改建也較多。南通地區地基以粉土和黏土為主，較差的土質對地基設計和施工要求較高。水泥攪拌樁常被用于軟弱地基的加固。鋼筋混凝土預制樁或灌注樁是通常橋梁基礎的選擇。勁性復合樁被應用于軟土地基的居民住宅樓項目和商業項目等，同樣地，對于橋梁基礎的設計也是一個很好的選擇。

勁性復合樁適用于淤泥、淤泥質土、黏性土、粉土、砂土以及人工填土等地基。勁性復合樁施工方便，承載力較高，成本較低，對環境影響少。相較于單一的水泥攪拌樁或鋼筋混凝土預制樁，勁性復合樁結合了兩者的優點。

2 勁性復合樁介紹

勁性復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（如鋼筋混凝土預制樁和灌注樁）中的2種或3種復合形成的樁。水泥土攪拌樁施工速度快、成本低，但承載力較低，施工質量難以控制，通常用于軟弱地基的處理。鋼筋混凝土預制樁強度大，施工質量控制好，但是成本較高，另外土層強度低的區域，預制樁的強度無法充分利用，施工過程中容易出現樁身反彈而導致其被破壞。勁性復合樁可以結合兩種基礎的優點，利用混凝土預制樁的高承載力，降低工程的成本。

使用勁性復合樁的主要優點為：承載力較高，可以減少樁長，減少造價及縮短工期；施工工藝對周邊環境友好，無污染；預應力混凝土管樁由工廠加工，質量可靠，質量控制較好；攪拌插芯成樁，其樁身側向剛度較普通管樁大，可增加樁水平向穩定性。

勁性復合樁根據構造的不同，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。下文工程實例中采用的為柔性樁和剛性樁的復合樁，即MC樁。勁性復合樁的單樁豎向抗壓承載力計算根據勁性復合樁技術規程中的公式。

3 海門雁行橋樁基補救項目中的應用

3.1 項目簡介

雁行橋位于悅來鎮雁悅路上，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。老橋為三跨雙曲拱橋，跨徑組成為（15+16+15）m，橋梁全寬3m。因橋梁為危橋，經審查后確定在老橋東側71m處建造新橋，在新橋建成后拆除老橋。新橋橋型采用預應力混凝土變截面連續箱梁+裝配式部分預應力混凝土空心板梁橋。橋梁跨徑組成為（3-20）+（33+55+33）+（3-20）m，主橋上部結構采用變截面預應力混凝土連續箱梁；引橋上部結構采用20m部分預應力混凝土空心板。橋梁全寬8m，橋面凈寬7m。

3.2 工程地質和水文條件

根據當地地質勘查報告，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黏土，地基承載力較低。15m以下土層為粉質粘土、粉砂、粘土等。南邊橋臺、北邊橋臺、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。

勘查報告顯示項目現場地表水量較穩定，流速平緩對河床影響微弱。土層主要蘊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高▽-38m以上所揭示的第5工程地質單元體（亞層1）粉砂夾薄層粉質粘土及其以上土層之中，水位受地表水及大氣降水入滲補給，受季節變化影響明顯，排泄方式主要是地表蒸發，勘察期間地下水位埋深在1.22m（相當于地面標高▽1.52m）；承（微）壓水分布在鉆探孔深度標高▽-46m以下第6工程地質單元體粉砂夾細砂及其以下土層之中，主要是側向補給及越流補給，以側向排泄為主。

樁型一勁性復合樁單樁抗壓承載力計算結果表2

地基圖層基本性質 表1

3.3 基礎設計

綜合上部結構和場地地質情況，橋基礎形式采用樁基礎。選擇粉質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，按摩擦樁設計。橋臺采用肋板臺，工字形承臺，基礎采用4個Φ1.2m的鉆孔樁，按摩擦樁設計。初步設計采用52m樁長灌注樁。考慮地質勘查狀況，采用M900+C700勁性復合樁（其中M樁為外徑900水泥土攪拌樁，樁長28m，C樁為PHC700AB130-15/15/12/10）。根據《勁性復合樁技術規程》第4.2～4.3節對該項目進行勁性復合樁方案設計，采用長芯柔剛勁性復合樁作為樁基礎，外芯為水泥土攪拌樁，內芯為PHC管樁，水泥土室內試塊90d齡期無側限抗壓強度取1.2MPa。計算結果如表2、表3所示。

勁性復合樁設計結果匯總表 表3