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軟弱地基的松木樁處理

[日期：2009-02-09] 來源：中國園林工程網作者：發表評論(0)打印

    軟弱地基是一種不良地基。由于軟土具有強度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性，因此在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩定問題。在軟弱土地基上的建筑物往往會出現地基強度和變形不能滿足設計要求的問題，因而常常需要采取措施，進行地基處理。處理的目的是要提高軟弱地基的強度，保證地基的穩定，降低軟弱土的壓縮性，減少基礎的沉降和不均勻沉降。目前針對軟弱地基的不同構成有很多不同的處理方法，以下對用松木樁處理軟弱地基的問題作一些探討。

    一、軟弱地基的種類及常見的處理方法

    軟弱地基的種類很多，按成因一般可分為人工填土類地基；海相、河流相和湖相沉積而成的含淤質粘土類地基；各種山前沖積、洪積相所形成的夾卵石、漂石的粘土類地基。復雜的成因造成了它們在物理力學性能上的復雜性，它們的共同特點是承載力低、壓縮性高。目前對厚度較大的軟弱地基一般采用各類鋼筋混凝土樁進行處理，對含水量和孔隙比較大的軟弱地基一般采用砂樁、石灰樁，化學灌漿或堆載預壓等方法處理。各種處理方法都有較強的針對性，處理方法選擇是否合理，直接影響到建筑物的設計是否安全和節約。在實際工程中，松木樁處理軟弱地基的問題較少提及，但在條件許可的情況下采用短木樁處理某些軟弱地基不僅施工較為便捷，而且費用也較為經濟合理。

    二、用松木樁處理地基的實例

    在實際工程中軟弱地基普遍存在，對于一些層數較低、荷載較輕的建筑物地基或遇局部暗塘的情況，大多是采用松木樁處理地基的。下面就１１０ＫＶ鹿山變電所主控樓的地基處理作一簡要介紹。

    (1)工程的地質概況

    該工程位于鹿山附近，建筑面積６５０㎡，兩層全框架結構。地質剖面自上而下由雜填土、淤質粘土、含淤質礫砂卵石、粉質粘土及粘土構成。

    淤質粘土呈軟塑狀，下部的含淤質礫砂卵石呈中密狀，是較為理想的持力層。持力層的實際埋深約４米。當時曾考慮用砼短樁或換土墊層法處理，經技術經濟比較確定了松木樁的處理方案。

    (2)松木樁的設計計算

    在設計中短木樁用作擠密樁時可按下式設計：

    Ｓ=0.95d√(1+e０)／(e０-e１)

    n=Ａ/ＡＰ

    Ｓ――樁的間距（m）

    d――樁徑（m）

    e０――擠密前土的天然孔隙比

    e１――擠密后作要求達到的孔隙比，可按地基所需的承載力設計值再根據《建筑地基基礎設計規范》附錄五附表５－３或５－４確定

    n――每㎡樁的根數

    Ａ――每㎡地基所需擠密樁面積，Ａ=(e０-e１)/(1+e０)

    ＡＰ――單樁橫截面積（㎡）

    在設計中，當樁端有硬殼層存在時，可作為端承樁，按下式計算：

    Ｐa=Ψα[σ]A————————（a）

    Ｐa――單樁承載力

    Ψ―――縱向彎曲系數，與樁間土質有關，一般可取１

    α―――樁材料的應力折減系數，木樁取0.5

    [σ]――樁材料的容許壓力，kＰa

    本實例中柱下獨立基礎附加應力及自重總值為950KN。選③層為樁端持力層，地基土的容許承載力經綜合分析后取值130kPa，基礎埋深１.5米，經計算基礎尺寸為2.6*2.9㎡。持力層埋藏較淺，因而采用端承樁設計。根據（a）式，當以松木為材料，樁直徑為15cm時，[σ]為2773.4kPa

    Ｐa=1*0.5*2773.4*(0.15/2)2*π=24.5KN/根

    每平方米所需樁數為

    n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根／㎡

    實取５根／㎡

    該工程的樁基底面積為210㎡，所需樁數:

    210*5=1050根

    樁的布置按梅花形：

    全部打樁完畢后，在樁頂面鋪設20cm厚片石灌石子，加以夯實，然后再做基礎。

    (3)經濟效果分析

    根據建筑預算定額，φ15cm的松木樁2.5m長每根樁工料費為15元／根，總費用1050*15=1.575萬元。若用12cm*12cm混凝土預制短樁約需5.1萬元；若用換土墊層則需2.4萬元，并且因地下水位較高，換土施工難度很大。顯然用松木樁方案為首選。該工程1999年5月竣工以來，通過使用和觀測證明，結構穩定安全。

    三、松木樁處理軟弱地基的適應條件

    根據在軟土地基上工程建設的實踐經驗，軟土地基的設計之前必須認真進行工程地質勘察和土工試驗。只有查清土層和土質的情況，才能正確地進行設計和施工；再者，必須從場地的土層和土質的特點出發，對地基與基礎的結構、施工及使用等方面進行綜合考慮，通過方案比較、合理地選擇地基處理方案。一般軟土厚度小于5m時較為適宜用松木樁處理，為了便于打樁，樁長不宜超過4m。作端承樁時，為了保證樁尖能進入持力層，上部可先開挖至基礎的埋深后再打樁。樁的材料必須用松木，因松木含有豐富的松脂，這些松脂能很好地防止地下水和細菌對其的腐蝕，價格也較為便宜。松木樁適宜在地下水以下工作，對于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強腐蝕性的地區，不宜使用松木樁。

    實踐證明，短木樁處理軟弱地基時，有施工方便、經濟效益明顯的優點，它可避免大量的土方開挖，因而在松木資源較為豐富的地區，用松木樁處理軟弱地基在經濟和技術上是可行的，它不失為一種處理軟弱地基的有效手段。

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