木桩挤石法在滨海地基处理的运用

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本文作者：杜辉1禹作利1姜永2作者单位：1.天津市水利工程有限公司2.天津市水务局

1工程概况

为满足天津市滨海新区加快发展的要求、确保塘沽沿海道路美化带宽度，北塘港段原海挡需要改线。改线后的新海挡部分坐落在淤泥质土层之上，紧邻新建码头，为倒T形钢筋混凝土挡墙，墙高2.82m，底宽2.5m、顶宽0.5m。淤泥层厚度8m，处理宽度自码头护坡外边线向西15m。应急工程主体须在1个月内完成，工期紧张。由于淤泥质土层厚度不大，加上受场地条件及工期限制，采用静压混凝土管桩、灌注桩及软基换填等均不可能。而木桩施工速度快，施工质量易于保证，且有较好的耐久性，设计将上层淤泥清除3m后打入8m长松木桩，桩间回填碎石料进行软基处理，如图1所示。

2松木桩特点及力学性能

（1）耐久性好：松木本身含有大量油脂，在打入前又经过防腐处理，置于与空气隔绝的淤泥质土中，基本断绝了其氧化变质的外界因素。19世纪末20世纪初，中国境内修建的铁路桥梁桩基大量采用松木桩，至今运营状况良好。从废弃的桥梁桩基中拔出的桩体来看，经过近百年的动力荷载的作用，木材成色和材质均反映出材料具有持续的强度。

（2）具有轻质高强的优点：当松木桩所承受压力与纤维方向一致时，其破坏极限状态是木材纤维丧失稳定性，并非纤维产生断裂，所以它的强度较高。相关试验及工程实例证明，由于松木组织纤维的结构特点，松木桩具有较好的抗拉、抗压、抗弯和抗剪4种强度。

（3）有较强的吸湿膨胀性能：进入淤泥中的松木桩，随着吸附水的增加将发生体积膨胀，增强了桩间土的挤密程度。

（4）桩体质量易于控制：松木桩为自然生长且生长周期长，质地致密，只要控制好桩径，没有疵病，桩体强度基本一致。

（5）施工方便：木桩施工不需要大型静压设备，也不需要其他砂石料运输设备，解决了由于基础软弱难于承载大型设备的难题。

3施工过程及施工方法

3.1清除上层淤泥

地质勘探资料显示，淤泥层下为黏土持力层。由于淤泥层厚度较大，为确保木桩进入持力层、增强木桩整体效果，施工时，首先利用挖掘机清除上表面以下3m范围内淤泥。由于工期和场地限制，绞吸等施工工艺均不具备作业条件，淤泥质地段又无法承载运输车辆，清淤时只能采用多台挖掘机接力倒运开挖清淤的方式进行，即一台挖掘机将开挖的淤泥传递给下一台挖掘机、下一台挖掘机再将淤泥传递给另一台挖掘机，这样将淤泥转运至岸边堆泥场。为避免挖掘机在清淤过程中下陷，在挖掘机操作平台下垫有一定厚度的工程渣土及钢板。

3.2打桩

上层淤泥清除后，在基槽表面铺撒石灰，以通过石灰的吸湿性降低淤泥中的含水量。然后，根据设计桩位，在软基处理范围内，用液压振动锤将沥青防腐处理的松木桩打入软基内。松木桩直径20（梢）～30（根）m，间距1.5m，梅花形布置，预留2m桩头。

3.3桩间嵌碎石

一部分松木桩打入完成后，立即抛填2m厚碎石，碎石层与木桩顶齐平后用振动碾反复碾压至密实。

3.4铺三七灰土层

碎石层上为1m厚的三七灰土基础层，该层也是挡墙的建基层，严格按确定好的碾压参数进行碾压。

4质量控制要点

（1）进场的松木桩必须控制好外观质量，要求桩径大小一致、无虫害、无腐烂或严重干裂。最好选用新桩，以免由于打桩振动或地质变化导致桩身断裂。

（2）松木桩去皮后，应在沥青中浸泡数日或至少涂刷两遍沥青防腐。

（3）松木桩桩头削成锥形，以利打桩。

（4）本工程紧邻码头，打桩时自码头一侧向外侧施打，避免对码头造成挤压破坏。

（5）控制桩体垂直度，确保桩体垂直打入软基内部。

（6）回填的片石能够将所有木桩加固为一个整体，因此必须碾压密实。

5建议

渤海湾为典型的粉砂淤泥质平原海岸，基础软弱，淤泥层厚度普遍较大。在工期、场地及资金允许的条件下，建议采用混凝土静力压桩进行基础处理，以保证桩基深入持力层，形成足够的支撑力和摩擦力。特殊情况采用木桩时，应选用优质松木桩，桩顶尤其要严格进行防腐处理。同时，为防打入过程中桩顶开裂，桩顶要加箍，且尽可能将木桩端头打入持力土层，必要时可接长桩锤或将桩顶联系成为整体，增强桩基的整体性。

6结语

在工期紧张、场地有限、工程质量要求相对较低的软基处理工程中，松木桩基础处理应该说是不错的选择。工程结束至今已6年有余，从外观看，该软基加固处理段挡墙始终如一，无不均匀沉降及倾斜失稳现象，得到了业主的认可。