杉木桩处理淤泥软基础施工方法

杉木桩处理淤泥软基础施工方法

田一帆1陈紫莹2

1南京明辉建设有限公司  江苏南京2112002江苏之上建设有限公司  江苏南京211200

摘要：通过该技术方案，淤泥层厚度较大时，边坡极易发生滑坡可能，从而即使复合基础施工完成后，依然要承受较多的边坡下滑侵扰，不利于复合基础的长久稳定性，而在边坡上部以木桩加固后，这些木桩能预先抵挡一部分边坡坍塌的下滑趋势，降低复合基础的压力，从而从整体上提高了边坡的承载性能和抗滑性能。

关键词：杉木桩处理；淤泥软基础；施工方法

一、背景技术

在长江中下游江汉平原湖区的湖泊、河流、渠道边坡治理中，多采取边坡混凝土、生态植生块衬砌和浆砌石护坡等形式，而基础处理经常会遇到深厚层淤泥质软地基土质条件；在施工过程中，若不对软地基进行很好地处理，对其扰动后易发生地基不均匀沉降，造成工程损毁。

传统的软地基处理方法多采用基础换填，在换填时如清淤不彻底或处理不当将导致堤岸坍塌或位移，在清淤中大范围挖出淤泥也可能对边坡和路面造成跨塌和破坏。按照这些方法处理存在工程量大、费用较高、工期长等问题。

并且，虽然近几年引进国外和开发了一些土壤改性和淤泥固化的新技术，但是在实际施工中工程成本太高，工期也长，显然不适用于绵延数百公里的沿江边坡或一些沟渠边坡的治理。

二、技术方案

为了改善处理深厚层淤泥软地基时施工成本高、施工周期长的问题，提供的一种杉木桩处理淤泥软基础施工方法采用如下的技术方案：包括以下步骤：

S1.施工准备，测算淤泥层深度，设计杉木桩的长度，并根据待施工的所述淤泥层长度计算基础处理所用的所述杉木桩、块石、钢筋的材料用量，将所述杉木桩细小端削成尖头；

S2.测量放样，在所述淤泥层放中心线、宽度边线和顶面线；

S3.块石挤淤，向所述淤泥层的宽度边线之间抛投块石形成块石层，抛石方向为沿渠道边坡向渠中心依次展开，以将所述淤泥层的淤泥逐层挤出；

S4.打桩，二次测量放线后，在所述块石层中心线标记打桩桩位，控制所述杉木桩竖直度并将所述杉木桩在所述块石层中下压至设计标高，保持所述杉木桩头端凸出所述块石层；

S5.联系梁施工，在所述块石层上浇筑包裹所述杉木桩头端的联系梁。

三、附图说明

图1是施作后沟渠的横剖结构示意图          图2是施作后沟渠的纵剖结构示意图

图中：1、淤泥层；2、杉木桩；3、块石层；4、联系梁；5、硬质粘土层。

四、具体实施方式

参照图1和图2，杉木桩处理淤泥软基础施工方法包括以下步骤：

S1.施工准备，测算淤泥层1深度，设计杉木桩2的长度，并根据待施工的淤泥层1长度计算基础处理所用的杉木桩2、块石、钢筋的材料用量，将杉木桩2细小端削成尖头，尖头至少10cm长。

在测算淤泥层1深度时，可以取长杆或长桩以挖掘机铲斗按压，直至长桩不能持力进入为止，此时长桩伸入至淤泥中的长度即为淤泥层1深度。计算杉木桩2的长度时应使其下端凸出淤泥层1进入硬质粘土层580cm以上、使其上端延伸至设计基层面高度。

S2.测量放样，在淤泥层1放中心线、宽度边线和顶面线，中心线和顶面高程精度误差小于3cm，宽度边线根据现场状况精度误差应小于淤泥层1宽度的5%。

S3.块石挤淤，向淤泥层1的宽度边线之间抛投块石形成块石层3，抛石方向为沿渠道边坡向渠中心依次展开，以将淤泥层1的淤泥逐层挤出。

S4.打桩，二次测量放线后，参照图2和图3，在块石层3中心线标记打桩桩位，相邻桩位之间间隔1～2m，控制杉木桩2竖直度并将杉木桩2在块石层3中下压至设计标高，在打桩时以按压方式为主，遇按压效果较差时，再行锤击打桩，并保持打桩完成后杉木桩2头端凸出块石层3；并且在下压杉木桩2时，桩位偏差应控制在不大于1/2桩径，杉木桩2的垂直度允差小于2%。

S5.联系梁4施工，在块石层3上浇筑包裹杉木桩2头端的联系梁4，其中步骤S3中块石层3的厚度为设计基层面高度与联系梁4高度之差再与淤泥层1厚度作和；联系梁4宽度为上部构筑物的宽度且联系梁4内植钢筋。

从而，在对河流、沟渠的边坡淤泥软地基进行处理时，先沿由渠道边坡到渠中心的方向依次抛投块石，可将淤泥逐步挤推至渠中心，随后在块石层3中压入杉木桩2，可使块石和杉木桩2形成兼具抗滑能力和承载力的复合基础，能有效避免地基的不均匀沉降以及负载后的堤岸坍塌或位移现象发生。

并且由于采用了先抛石后下桩的方式，使得淤泥层1的淤泥能预先尽可能被块石挤推至渠中心，以提高处理后复合基础的承载性能，无需单独进行清淤处理；并且后插的杉木桩2也能规避抛石过程中块石撞击杉木桩2导致杉木桩2歪斜、垂直度达不到要求甚至断裂的现象。而且杉木含有丰富的杉脂，能很好地防止地下水和微生物对其腐蚀，所以具有较好的耐腐蚀和长久的特性，因此在本申请的方法中无需额外对杉木桩2进行防腐处理，极大降低了本申请施工方法在施工时的操作难度和施工成本，施工效率更高，也更适合于大中小型河流、沟渠的边坡治理，经济性更佳，适于推广。

而考虑到实际施工中，块石抛投堆叠成块石层3后，桩位处的块石间缝隙不大可能沿淤泥层1厚度方向直接贯穿，存在极大概率发生下桩过程中杉木桩2抵触到某一块石上的现象，会影响杉木桩2的下桩效率。步骤S3中的块石选用粒径大于50cm、且浸水抗压强度不小于20MPa的石材，并且使用的块石周面周整，不存在较大面积的平面，也即不得为片石，至少在最先抛投的块石层3下半层中不允许存在片石掺杂。

从而，将块石尺寸限定为大于50cm，既能确保本申请在施工时的效率，同时也使块石层3中的缝隙足以供杉木桩2插入；即使杉木桩2下压过程中抵触到石块，由于石块尺寸较大，杉木桩2下压过程中抵触到块石后，石块间的缝隙能够容许被杉木桩2抵触的石块发生一定程度的偏转或移动，以利于杉木桩2垂直贯穿块石层3并最终插入至硬质粘土层5中，并确保杉木桩2较高的垂直度。

并且，考虑到沿江、沟渠的施工长度较大，采用进占法由边坡至沟渠中心展开抛置时，用于抛石的挖掘机需要往复挪动位置，会对施工效率造成影响，因此步骤S3中在抛石时应沿淤泥层1长度方向以10m～20m为一阶段进行逐阶段抛石，将一阶段块石层3堆叠至设计高度后再抛另投一阶段，这个分段长度与挖掘机臂展的两倍接近，这样使用挖掘机抛石时将挖掘机停靠在该阶段的中线处，只需要转动前后转动挖臂就能实现整段的抛石作业，无需移动挖掘机，抛石效率更高。

且抛石前应先清除地表树枝等杂物，分层进行抛填；抛石时根据石块大小搭配，以控制大尺寸石块间间隙。有助于提高石块对淤泥的挤出率，从而使得淤泥层1中的淤泥尽可能被挤出地更多，以确保块石层3的承载性能。

更具体的，步骤S3中块石层3施作至设计高度后，复核块石层3厚度时，应以下压块石无明显沉降为止；否则，继续抛填石块进行压实，以消除抛投后虚叠的块石之间的过大间隙，尽可能确保块石层3的承载性能。

考虑到施工过程中坑内遇到的异常情况，比如：在步骤S4中打桩时，遇杉木桩2出现严重批头或破裂时应在原桩顺线侧边进行补桩，以确保新补的杉木桩2能与联系梁4形成紧密结合，确保处理后复合基础的抗滑性能。或者在步骤S4中打桩时，杉木桩2无法打至预定深度或者深入预定深度后无明显持力感，应对该桩位做标记，及时报予监理处理。

而如果打桩前检测到淤泥层1厚度大于2m，应对边坡上部辅以多排木桩予以加固，可以增加土体抗滑能力，减轻上部坡面向下的推力。

杉木桩处理淤泥软基础施工方法的实施原理为：在对河流、沟渠的边坡淤泥软地基进行处理时，先沿由渠道边坡到渠中心的方向依次抛投块石，可将淤泥逐步挤推至渠中心，随后在块石层3中压入杉木桩2，可使块石和杉木桩2形成兼具抗滑能力和承载力的复合基础，能有效避免地基的不均匀沉降以及负载后的堤岸坍塌或位移现象发生。

并且由于采用了先抛石后下桩的方式，使得淤泥层1的淤泥能预先尽可能被块石挤推至渠中心，以提高处理后复合基础的承载性能，无需单独进行清淤处理；并且后插的杉木桩2也能规避抛石过程中块石撞击杉木桩2导致杉木桩2歪斜、垂直度达不到要求甚至断裂的现象。极大降低了本申请施工方法在施工时的操作难度和施工成本，施工效率更高，也更适合于大中小型河流、沟渠的边坡治理，经济性更佳，适于推广。

五、有益技术效果

1、通过沿由渠道边坡到渠中心的方向依次抛投块石，可将淤泥层中的淤泥逐步挤推至渠中心，随后在块石层中压入杉木桩，可使块石和杉木桩形成兼具抗滑能力和承载力的复合基础，能有效避免地基的不均匀沉降以及负载后的堤岸坍塌或位移现象发生；无需预先清淤，也无需对杉木桩做防腐处理，极大降低了淤泥软基础处理时的施工难度和施工成本，更易于推广。

2、通过采用先抛石后下桩的方式，使得淤泥层的淤泥能预先尽可能被块石挤推至渠中心，以提高处理后复合基础的承载性能，也无需进行清淤处理；并且后插的杉木桩也能规避抛石过程中块石撞击杉木桩导致杉木桩歪斜、垂直度达不到要求甚至断裂的现象。

3、通过设置联系梁可将多个杉木桩连为一个整体，使得复合基础的整体抗滑性能更好。

作者介绍：

田一帆，1993年7月生；性别：男，民族：汉；籍贯：河北省秦皇岛市，助理工程师，学历：本科学士，本科专业：港口航道与海岸工程。

陈紫莹，1993年9月生；性别：女，民族：汉；籍贯：安徽省滁州市，助理工程师，学历：本科学士，本科专业：水利水电工程。