松木桩在软弱地基加固中的应用

摘要： 本文通过铁塔基础实例对软弱地基以及松木桩复合地基工程特性的分析，建立力学模型，提出了松木桩设计计算、地基承载力设计及沉降计算方法。

关键词：软弱地基；松木桩；承载力；沉降

中图分类号：TU447文献标识码： A 文章编号：

在实际工程中软弱地基普遍存在，对于一些层数较低、荷载较轻的建筑物地基或遇局部暗塘的情况，大多是采用松木桩处理地基的。下面就安徽省某个地市某个基站用松木桩加固地基处理作一简要介绍。

1、工程的地质概况

该工程位于六安某镇附近，建筑面积204m2，50米轻型角钢塔。地质剖面自上而下由耕 土、粉土(粉质粘土)、淤泥质粉质粘土、中细砂构成。淤泥质粉质粘土呈软塑状，下部的中细砂，是较为理想的持力层。持力层的实际埋深约5.5米。当时曾考虑用砼短桩或换土垫层法处理，经技术经济比较确定了松木桩的处理方案。

2、松木桩的设计计算

（1）在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计：

s=0.95d√（1+ e0）／（ e0- e1）

n=a/ap

其中：s桩的间距（m）

d桩径（m）

e0挤密前土的天然孔隙比

e1挤密后作要求达到的孔隙比，可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表5－3或5－4确定

n每m2桩的根数

a每m2地基所需挤密桩面积，a=（ e0- e1）/（1+ e0）

ap单桩横截面积（m2）

（2）在设计中，当桩端有硬壳层存在时，可作为端承桩，按下式计算：

pa=ψα[σ]a ――（a）

其中：pa单桩承载力

ψ纵向弯曲系数，与桩间土质有关，一般可取1

α桩材料的应力折减系数，木桩取0.5

[σ]桩材料的容许压力，kpa

（3）根据土质情况此基站加固采用短木桩挤密桩方法计算：

e=1.0，e0=1.1，d=150mm,

桩间距s=0.95d√（1+ e0）／（ e0- e1）=0.95*0.15√21=0.656

实取s=700mm. n=a/ap=0.058/0.018=3.2根／m2

实取4根／m2

桩的布置平面图：

现在桩间距s=700mm,桩长L=4m,qsi=12kpa,fa=180kpa

每排桩的置换率m=1/4*3.14*0.15*0.15*8/10*0.7=2.01%

Fsk=2.01%*22.61/0.785*0.15*0.15+0.6*(1-2.01%)*180=131.5kpa

复合地基承载力f=1.1fsk=1.1*131.5=144.65kpa

根据结构计算出来的地基应力值为 100kpa对比，加固后的地基满足设计要求全部打桩完毕后，在桩顶面铺设35cm厚大块石密铺压低挤实，15cm厚1：2级配砂石垫层加以夯实，然后再做伐板基础。

3、松木桩复合地基沉降计算

目前复合地基沉降计算还不怎么成熟，工程上多采用如下实用的计算方法，即近似的将加固区复合土层沉降Ssp与下卧层沉降Sx之和作为复合地基总的沉降量此站点桩基以下无下卧层，所以送木桩复合地基沉降不需验算。

4、松木桩处理软弱地基的使用条件

根据我公司电信铁塔基础对软土地基上工程建设的实践经验，软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察和土工试验，只有查清土层和土质的情况，才能正确地进行设计和施工。再者，必须从场地的土层和土质的特点出发，对地基和基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑，通过方案比较、合理地的选择地基处理方案。

一般软土厚度小于5米时较适合用松木桩处理，为了便于打桩，桩长不易超过4米。作端承桩时，为了保证桩尖能进入持力层，上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。桩的材料必须是松木，因为松木含有丰富的树脂，这些树脂能很好地防止地下水和细菌的对其腐蚀，价格也较便宜。松木适合在地下水以下使用，对于地下水位变化幅度较大或地下水有较强的腐蚀性的地区不易使用松木桩。所以以后遇到以上土质情况都可采用松木桩加固软弱地基。具有施工方便，经济效益明显的等特点。

5、经济效果分析

实践证明，木桩处理软弱地基时，施工方便、经济效益明显的优点，它可避免大量的土方量的开挖，在松木资源丰富的地区，地质较差需要地基处理的基础地基，显然用松木桩方案为首选。

参考文献

莫海鸿、杨小平主编《基础工程》 中国教育出版社，2007

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002

地基处理手册[M].中国建筑工业出版社，1988。