沉管灌注桩复合地基在吉安港石溪头货运码头工程中的应用

一、基本原理 沉管灌注桩通过特制的机械，在地基软土的沉管，代外管沉到相应的深度，再进行砼的罐注，边灌注砼边振动外管并拔管。等桩打完后，清出桩头浮浆在其表垫30cm的二片石后再砌筑180cm的干砌石。加固后桩，桩间垫层和干砌石形成复合地基。 复合地基设计中，基础与桩和桩之间设置垫层，是地基的一核心技术。基础下是否设置垫层，对复合地基受力影响很大，若不设置垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难发挥，不能形成复合地基。基础下设置垫层，桩间土承载力的发挥不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载。 二、工程概况 吉安港石溪头货运码头位于吉安市赣江下游左岸，井冈山大桥下游5公里处，原吉安东风船 厂厂区内。 根据《工程地质勘察报告》揭示：该处地质属吉泰盆地北部，吉安市北郊，赣江两岸直陵地貌与河床冲蚀区而使河底基岩裸露，岸坡由软质岩风化而成，近代冲蚀，形成陆岸和冲沟。（施工图设计阶段）以及地基处理的相关规程，规范，本工程码头总长185米，上游125米，基床中风化玄武岩，满足承载力要求，下游60米为一凹槽，为软基段采取此复合地基方法进行地基处理。 三、场地岩土工程地质条件 根据施工图阶段的勘察成果，土层分布情况如下（自上而下）： 粉质粘土：红海-灰黄，可塑，湿。主要分成分为粘粒，粉粒，坡积型，团聚结构，斑状构造，稍有光滑，稍有摇震反应，干强度一般，韧性一般，局部夹有粉土和少量的砾石，层厚7-7.5米。 残积土：灰曷，稍湿。主要成分为强烈风化玄武岩，组织构造已经遭到破坏，岩芯呈土状，手捏即碎，层厚1.4-4.5米。 强风化玄武岩：灰黑-青灰，岩芯呈破碎状，块状偶见短柱状，裂缝很发育，采取率低。层厚2.6-4.8米。 中风化玄武岩：青灰色为主，矿物成分为斜长石，角砾石等，隐晶质结构，杏仁构造，见灰绿色方解石，岩芯呈上部破碎状，下部柱状，裂缝发育，多为碳酸盐充填，具有红色粉砂岩俘虏体，层厚4.7-5.3米。 中风化泥质粉砂岩：紫红色为主，成分为泥质，铁质，泥质胶结，裂缝未发育，岩芯较完整，岩芯呈短柱-长柱状，抗压强度较高。岩芯坚硬程度为软岩，完整程度为较完整，该层未揭穿，揭露厚度为6.1-6.5米。 四、工程实际应用 桩位平面布置：码头为衡重式挡土墙结构，地基处理面积为714.41平方米，桩基采用梅花布置，间距为1米，直径为420毫米。(详见桩位布置图和剖面图) 基础承载力静载荷试验：复合地基承载力设计值500kpa，桩砼强度等级为C20，现场静载荷试验，通过压重堆载平台提供反力，达到设计承载能力要求。复合地基结果可靠。 工程名称：吉安港石溪头货运码头4#泊位 试验桩号：EE-29 测试日期：2008-01-03 桩长：6.00m 桩径：420mm 施工工艺：其设备包括小型冲击式取土桩机、钻头、混凝土浇灌斗、沉管和可在该沉管中运动且底端为平面上端为取土管的夯锤；其成桩工艺为：成孔→沉管套住桩尖置入孔底→灌注混凝土作锤垫→夯击锤垫使桩尖沉入持力层→灌注混凝土，提升沉管、夯击混凝土使之成为孔底大头→灌注混凝土、提升沉管、夯击混凝土使之成为局部大头→灌注混凝土、振捣成桩。本发明不仅克服了小型桩机不宜施工沉管灌注桩的不足，而且施工时无噪声，成桩质量好，造价低。 结合本工程的地质和承载力要求，采用沉管灌注桩处理地基是一种效果明显的处理方法。此施工工艺简单，加固后的复合地基比原地基变形模量有较大增长，抗变形能力有明显的提高，由该工程证明此种地基处理方案，质量易控制，造价低、经济、社会、环境效益明显。