软弱地基的松木桩处理

杨小光YANG Xiao-guang

（中交隧道局第五工程有限公司，天津300000）

1 软弱地基的种类及常见的处理方法

软弱地基按成因可分为人工填土类地基；海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基；各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基等多个种类。从成因来看，软弱地基的形成过程相当复杂，这使得它具备了复杂的物理力学性能。一般来讲，软弱地基有很强的压缩性能，而且承载力相对较小。当前，业界广泛推崇用钢筋混凝土桩处理厚的软弱地基的施工方法，提倡用砂桩、石灰桩、化学灌浆或堆载预压等方式处理大孔隙、含水量丰富的软弱地基，每一种处理措施都有各自针对的领域，因此一定要针对地基类型选择合适的处理方法，以确保地标建筑结构稳定，安全可靠。工程实践中一般鲜少提及通过松木桩处理软弱地基的方法，笔者认为如果条件允许，送木桩软弱地基处理法的实际效果要优于用短木桩处理某些软弱地基的方法。

2 用松木桩处理地基的实例

软弱地基在工程建设中相当普遍。送木桩处理软弱地基的情况通常适用于局部暗塘或层数少、荷载轻的建筑地基。笔者结合工程经验，将通过本文具体介绍110KV鹿山变电所主控楼的地基处理方法。

2.1 地质概况 该工程项目在鹿山周边，是一个两层占地650m2的全框架结构。这片区域有杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土和粘土错落分布，地质构造比较复杂。

淤质粘土呈软塑状，下部是埋深4m左右、中密状的可作为持力层的含淤质砾砂卵石。而现场操作时，经多方比选最终确定采用松木桩处理方案。

2.2 松木桩的设计计算 若将短木桩用作挤密桩，必须按式（1）设计：

式（1）中，d、S表示桩径（m）和桩的间距（m）；e0、e1表示挤密前土的天然孔隙比和挤密后要求达到的孔隙比。

式（2）中，n、A 分别表示 1m2桩的根数和 1m2地基所需挤密桩面积，AP表示单桩横截面积（m2）。其中，A=（e0-e1）/（1+e0）。

可将存在硬壳层的桩端视为端承桩，计算公式如下：

式 （3） 中，[σ]、Ψ、α 分别表示桩材料的容许压力（kPa）、纵向弯曲系数以及桩材料的应力折减系数（木桩取0.5）；Pa表示单桩承载力。其中，Ψ通常取值为1，与桩间土质有关。

该施工项目中，柱下独立基础附加应力和自重总值是950KN。选③层为桩端持力层，经综合分析给定地基土的容许承载力130kPa，基础埋深1.5m，计算其基础尺寸2.6*2.9（m2）。一般情况下持力层埋深不超过4m，所以施工过程中可采用端承桩设计。以直径15cm的松木桩处理软弱地基，根据式（3）确定[σ]取值 2773.4kPa。

则根据公式n=950/（2.6*2.9*24.5）=5.14根/m2可推算出1m2所需桩数为5根。本工程项目桩基底面积是210 m2，则其所需桩数为5根/m2*210=1050根。所有短桩呈梅花形依次排开，打桩后将20cm厚片石灌石子铺设在桩顶面进行加固，然后开始桩基施工。

2.3 经济效果分析 根据建筑预算定额，制作1根长2.5m、直径15cm的松木桩须花费15元，则1050根桩基共花费1.575万元。用12cm*12cm混凝土制作短桩须花费5.1万元，而用换土垫层制作短桩的总费用是混凝土的一半，但是由于地下水位高，给换土施工造成了不小的困扰。因此，出于造价和施工技术的考量，本工程决定采用松木桩软地基处理方案。项目竣工后施工方进行了跟踪观测，未发现任何结构问题。

3 松木桩处理软弱地基的适应条件

必须用松木桩处理软土地基，是因为松木中所含的松脂具有良好的防水、防腐功能。松木桩一般适用于地下水以下、水位相对稳定、腐蚀性小的地区。

根据以往的施工经验，处理软土地基的第一步应该是彻底勘察地质条件并进行土工试验。通过地质勘查所获得的地层构造和土质条件是设计、施工的重要参考依据。在前期设计阶段，设计小组除了要考虑地质条件以外，还应该认真分析地质构造、土质条件，结合设计要求和施工工艺制定多套方案进行综合比选，最终确定最优设计方案。采用松木桩处理软土地基时要求软土厚度不超过5m，且要使用长度小于4m的短桩。作端承桩时，最好先开挖至基础埋深后打桩，以确保桩尖顺利进入持力层。采用短木桩处理软弱地基，无需进行大量的土方开挖，因而省工省时。另一方面，在松木资源丰富的地区用这种方法可就地取材，既经济又实用。

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[2]罗文尚,邱盛明.论软弱地基的松木桩处理[J].广东建材,2005(05).

[3]张文强,蒋武韧.软弱地基的松木桩处理[J].中国高新技术企业,2008(22).