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1、浅层软土地基处理方法摘要:本文结合木桩复合地基特性和木桩地基处理工程实例,就木桩复合地基承载力计算及有关施工问题做了详细的论述。关键词:软土地基;松木桩;复合地基;承载力Abstract:Thearticlecombinedthecharacteristicsoftimber-pilecompositefoundationandtheprojectexampleoftimber-pilefoundationprocessing,Detaileddiscussedthecalculationoftimber-pilecompositefoundationof
2、bearingcapacityandtherelevantconstructionmethod.Keywords:softsoilfoundation;pinepile;compositefoundation;bearingcapacity1前言软土地基是一种具有强度较低、压缩性较高和透水性较小等特性的不良地基,习惯上也把工程性质接近淤泥土的粘性土统称为软土。软土地基承载力和变形往往都不能满足设计要求,因此需采取地基处理措施来提高地基的强度和减少地基沉降。目前常用的软土地基处理方法主要是排水固结法、换填法、砂石挤密桩、水泥深搅桩、钻孔灌注桩、预制混凝土桩、
3、松木桩等方法,而松木桩是一种不为人所称道的地基处理方法。松木富含松脂,防腐能力良好,谚语有“水上千年杉,水下万年松”之说,作为一种古老的地基处理方法,松木桩具有取材容易、施工技术简单易行、造价较低等优点,目前松木桩地基承载力计算尚未完善,国家尚无设计规范可循。本文根据松木桩加固机理的特性,并结合工程实例,论述了松木桩地基处理的设计方法。2松木桩软土地基加固机理采用松木桩加固的软土地基属复合地基的范畴。松木桩对软土地基加固机理为[1]:(1)桩体效用。松木桩复合地基中桩体的刚度比桩间土体的大,在荷载作用下,为了保持桩体和桩间土之间变形协调,地基中的应力将材料
4、模量分配。因此,桩体上产生应力集中现象,使桩体承担较大比例的荷载,桩间土承担的荷载相应减少,可将地基荷载传递到深处土层,确保桩对地基的加固作用。(2)垫层效用。松木桩复合地基的加固区宏观上可视作—复合土体,其力学性能比原天然地基好,在荷载作用下,复合土体能起到均匀应力、增大压力扩散角作用,有利于提高地基承载力,减少地基沉降量。(3)挤密效应。松木桩复合地基在施工过程中对桩间土体的挤密作用,使桩间土压实,从而使桩间土的承载力得到提高、压缩性降低。3工程实例3.1工程概况南京市浦口区某河道整治工程,设计堤防断面采用复试断面,迎水坡设2m高浆砌石挡墙,墙后为2m
5、宽景观平台,平台以上为1:2斜坡。设计断面如下图所示:堤防设计典型断面图3.2地基应力计算根据《水工挡土墙设计规范》,挡墙基底应力按下式计算:其中:——挡土墙基底应力的最大值或最小值,——作用在挡土墙上的全部垂直于水平的荷载,——作用于涵洞基础底面的全部荷载对基础底面垂直水流方向形心轴的力矩,A——挡土墙基底面的面积,W——挡土墙基底面对于基底面平行前墙墙面方向形心轴的截面矩。计算得地基最大应力设计值为65.5kPa。根据地堪报告,本次工程约有500m长的挡墙基础在②层淤泥质粉质粘土,层厚为3.5~4.0m,该层土承载力为50kPa,地基承载力不满足设计要
6、求,因此需要进行地基处理。从安全性能、施工进度、工程投资等方面对多种地基处理设计方案作了认真必选,最终选取木桩处理方法。3.3松木桩基础处理设计根据相关工程经验,设计采用松木桩长度为5m,桩径0.15m,间距0.6m,梅花形布置。3.4松木桩基础承载力计算3.4.1单桩承载力计算(1)按材料强度确定单桩承载力标准值松木桩单桩承载力按桩材强度确定的单桩承载力标准值按下式计算[2,3]:式中:——单桩承载力标准值(kN),——纵向弯曲系数,与桩间土质有关,一般取1,——桩材料的应力折减系数,木材取0.5,——桩材料的容许应力,取2500kPa,——桩端截面积(
7、m2)。计算得=22.08kN(2)按照土抗力确定单桩承载力松木桩的单桩标准值由侧摩擦力与桩端承载力组成,即:式中:——单桩承载力标准值(kN),——桩身平均周长(m),——桩周第i层土的侧阻力标准值(kpa),取10kpa,——桩穿越第i层图的厚度(m),a——桩端阻力修正系数,取0.5,——桩端土的承载力标准值(kpa),取50kpa,——桩端截面积(m2)。计算得=23.99kN。取上述两种计算方法中小值,即单桩承载力=22.08kN。3.4.1木桩复合地基承载力计算木桩复合地基承载力计算参照深层搅拌桩进行计算[4]:式中:——复合地基的承载力标准值
8、(kPa,——面积置换率,——单桩竖向承截力标准值(kN),——木