（安徽省蕪湖縣水務(wù)局 蕪湖 241000）

木樁加固土基在技術(shù)研究方面，在早期版本教科書見到木樁簡略介紹，例如中國建筑工業(yè)出版社1981年版高校試用教材《地基與基礎(chǔ)》，將木樁歸于樁基礎(chǔ)中的預(yù)制樁分類；清華大學(xué)出版社1982年版《土力學(xué)地基基礎(chǔ)》將木樁基礎(chǔ)描述為“只在木材產(chǎn)地和某些小型工程中使用”。目前通行的相關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)范，涉及木樁的標(biāo)準(zhǔn)也一直是空白，極大限制了這項高性價比樁基技術(shù)的推廣。筆者參與某中型泵站建設(shè)時，在前池翼墻復(fù)合地基施工中運用木樁替代加固方案并獲成功，謹(jǐn)供類似工程參考。

1 工程概況與基礎(chǔ)設(shè)計

蕪湖縣東湖排澇站為Ⅲ等中型泵站，配置4臺900ZLB-100型立式軸流泵，總裝機620kW，由安徽省水利水電勘測設(shè)計院承擔(dān)設(shè)計。泵站于2014年1月開工建設(shè)，同年5月泵站主體工程完工并投入試運行。

因泵站工程基礎(chǔ)處于淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土層，天然地基允許承載力fak=55.0kPa，不能滿足上覆荷載要求。設(shè)計采用水泥粉噴樁加固地基方案：對站身及控制段、前池翼墻、排澇出水涵等基礎(chǔ)布置水泥粉體噴射攪拌樁，樁徑0.5m、樁間距1.0m，樁長11.7～13.0m，并進入低壓縮性下臥層深1.0m。

泵站前池翼墻設(shè)計采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻，其水泥粉噴樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值為111.8kPa（對應(yīng)樁長11.7m），大于基底最大反力102.0kPa，而樁底進入低壓縮性下臥層即砂卵石夾粘土層，滿足基礎(chǔ)設(shè)計要求。

2 前池翼墻基礎(chǔ)替代方案

2.1 木樁復(fù)合地基設(shè)計方案

泵站前池翼墻水泥粉噴樁基礎(chǔ)施工過程中，受高壓供電線路限制施工機械局部難以就位。鑒于皖南水網(wǎng)地區(qū)淤泥質(zhì)軟土地基有杉木樁加固傳統(tǒng)且經(jīng)驗豐富，設(shè)計單位同意部分采用木樁替代方案。

杉木屬針葉樹材,密度為0.376g/cm3，端面硬度約為26.5MPa，順紋抗壓強度25.0～40.0MPa，彈性模量約為10000MPa。因?qū)儆袡C各向異性材料, 順紋方向與橫紋方向的力學(xué)性質(zhì)差異很大，而杉木樁身順紋抗壓強度高于水泥土，屬性能與混凝土樁相近的剛性樁，以全樁長發(fā)揮樁側(cè)摩阻力為主、承接樁端阻力為輔（原設(shè)計未考慮豎向抗彎及水平受力），使復(fù)合地基與上部結(jié)構(gòu)形成共同作用體，從而有效提高軟土地基承載力，并將不均勻沉降控制在允許范圍之內(nèi)。

因木樁相關(guān)技術(shù)規(guī)范空缺，而木樁復(fù)合地基與水泥粉噴樁復(fù)合地基同屬“有粘結(jié)強度增強體”復(fù)合地基范疇，故本文借鑒原設(shè)計水泥粉噴樁復(fù)合地基方案及依據(jù)，并作對比性計算分析，最后的結(jié)論仍以現(xiàn)場靜載荷試驗結(jié)果為準(zhǔn)。

參照原復(fù)合地基設(shè)計布樁范圍及置換率，結(jié)合本地木材供貨資源情況，初步擬定采用杉木群樁方案，平均樁徑為0.15～0.2m，樁間距按3倍樁徑取整為0.5m，呈正方形網(wǎng)格布樁（每平方米基礎(chǔ)按中～中9根樁），以靜力壓入技術(shù)施工，經(jīng)現(xiàn)場試樁樁長定為4.0m。

2.2 木樁復(fù)合地基承載力與沉降量計算

2.2.1 單樁承載力特征值按地基強度公式計算

計算結(jié)果為：Ra=22.26kN

鑒于杉木樁身順紋抗壓強度與混凝土抗壓強度接近，即樁身強度遠(yuǎn)高于樁間土抗壓強度，故免按樁身強度公式驗算承載力。

2.2.2 群樁條件下復(fù)合地基承載力特征值計算

計算結(jié)果為：fspk=110.92kPa，即群樁條件下復(fù)合地基承載力特征值計算結(jié)果大于前池翼墻最大基底壓力，符合設(shè)計要求。

2.2.3 沉降驗算

對照原設(shè)計，木樁復(fù)合地基豎向承載變形包括木樁復(fù)合土層的平均壓縮變形s1和樁端下未加固土層的壓縮變形s2。

s1按下式計算：

s2按下式計算：

樁端以下未加固土層的壓縮變形按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中分層總和法計算。對砂卵石夾粘土下臥層，其天然地基承載力推薦值為300～500kPa，壓縮模量為15.0～20MPa，屬低壓縮性土，且砂卵石含量隨深度比例越來越大，承載力越來越大，壓縮系數(shù)越來越小，因此該層土沉降量很小可忽略不計，僅計算木樁樁端以下的淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土層壓縮變形。

計算結(jié)果：泵站前池翼墻木樁復(fù)合地基最大沉降量為5.89cm，在水泥粉噴樁復(fù)合地基方案最大沉降量2倍以內(nèi)，屬允許范圍。

2.3 木樁施工注意事項

木樁選材：原木完整挺直，無朽爛、蟲害、漏節(jié)及人工接頭。

木樁制作：樁頂鋸平修正并加設(shè)雙股8#熱鍍鋅鐵絲保護箍；樁尖削成三棱或四棱錐形，其長度不小于樁徑的2倍；原木除皮并用桐油或防水冷油均勻涂刷樁身表面3遍，以增加在地下水位變幅范圍內(nèi)的耐腐性。

木樁施工：采用簡易液壓裝置定位壓樁，保障木樁準(zhǔn)確就位，并避免對地基土層造成沖擊性擾動。

3 復(fù)合地基承載力檢測

3.1 水泥粉噴樁方案復(fù)合地基試驗

試驗名稱：單樁復(fù)合地基靜載荷試驗。

試驗依據(jù)：《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）。

試驗設(shè)備：試驗采用壓重平臺反力裝置，由專用液壓千斤頂進行加（卸）載操作，荷載精度受壓力傳感器控制。試驗用承壓板為尺寸1.0m×1.0m正方形剛性承壓板。

圖1 木樁群樁復(fù)合地基靜載荷試驗荷載與沉降量（P-S）關(guān)系曲線圖

圖2 木樁群樁復(fù)合地基靜載荷試驗沉降量與時間對數(shù)（S-lgt）關(guān)系曲線圖

試驗方法：采用“慢速維持載荷法”逐級加載，每級荷載作用下達到相對穩(wěn)定后，加下級荷載。

荷載分級：最大加載壓力為承載力設(shè)計值的2倍，分9級加載，每級荷載為預(yù)估極限荷載的1/10，第一級為預(yù)估極限荷載的1/5。

沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每級荷載作用下，當(dāng)1小時內(nèi)的沉降量小于0.1mm,即認(rèn)為達到相對穩(wěn)定。

終止加載條件：沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起；地基靜載荷試驗中累計沉降量大于承壓板寬度的6%；當(dāng)達不到極限荷載，而最大加載壓力已大于設(shè)計要求壓力值的2倍。

試驗結(jié)果：泵站前池翼墻水泥粉噴樁方案復(fù)合地基靜載荷試驗結(jié)果為（僅列出1組試驗數(shù)據(jù)）：

極限荷載為300kPa，承載力特征值取極限荷載的上一級荷載的一半為135kPa，滿足設(shè)計要求。

3.2 木樁方案復(fù)合地基試驗

試驗名稱：群樁復(fù)合地基靜載荷試驗

試驗依據(jù)與方法：鑒于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）不含木樁，試驗參照水泥粉噴樁檢測方法進行，試驗結(jié)果需與方案設(shè)計及工程實際運行情況相互印證。

試驗結(jié)果：泵站前池翼墻木樁群樁方案（每平方米基礎(chǔ)按中～中9根樁）復(fù)合地基靜載荷試驗結(jié)果為（僅列出1組試驗數(shù)據(jù)）：

極限荷載為300kPa，承載力特定值取極限荷載的上一級荷載的一半為135kPa，滿足設(shè)計要求。

木樁群樁復(fù)合地基靜載荷試驗荷載與沉降量（P-S）關(guān)系曲線圖、沉降量與時間對數(shù)（S-lgt）關(guān)系曲線分別見圖1、圖2。

4 結(jié)語

該例承載力檢測結(jié)果以及工程完工后的實際運行情況與木樁復(fù)合地基方案設(shè)計保持高度一致，充分證明在提高軟土地基承載力、減少地基沉降量方面的有效性與可控性。由于木材自重輕、體積小，具有一定的彈性、韌性和剛度，其親濕性決定了在淡水環(huán)境中耐久不腐，加之便于儲運、加工制作和沉樁施工短平快諸多特點，使木樁在工程基礎(chǔ)應(yīng)用中經(jīng)濟性較好、可靠性較高且適用廣泛，在特定條件下獨具優(yōu)勢，適于進行必要的推廣應(yīng)用■