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摘要:本文通过铁塔基础实例对软弱地基以及杉木桩复合地基工程特性的分析,建立力学模型,提出了杉木桩设计计算、地基承载力设计及沉降计算方法。
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,大多是采用杉木桩处理地基的。下面就安徽省某个地市某个基站用杉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杉木桩的处理方案。
2、杉木桩的设计计算
(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=ψ α [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)=0.955√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180=131.5k pa 复合地基承载力 f=44.65kpa 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、杉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、杉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 米时较适合用杉木桩处理，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。桩的材料必须是杉木，因为杉 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。
杉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杉木桩。所以 以后遇到以上土质情况都可采用杉木桩加固软弱地基。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，在杉木资源丰富的地区，地质 较差需要地基处理的基础地基，显然用杉木桩方案为首选。 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。
本工程基础杉木桩桩尾径不小于10mm，桩长4.0m，间距0.8m，总工程量为10521根。杉杉木桩采用柴油打桩机打设。
(1)杉木桩的选购
本工程所需之杉木桩从附近建材市场采购，选购时一定要选择粗细均匀、平直且无枯萎、腐朽原木，原木长度比设计桩长稍长，即杉木长≥4.2米，多出部分到工地后锯平，不允许接驳。
(2)杉木桩施工
杉杉木桩施工选用自制施工打桩机配以350kg打桩锤施工。杉杉木桩施工流程如下：
1)平整场地
由于自制桩机轻便，只须平整场地无积水杂物便可施工。
2)测量放样
由专业技术人员与测量人员按设计图纸及有关规范进行。
3)桩机就位
场地及放样满足要求后即进入桩机就地安装就位，按顺序依次打桩。
4)吊桩定位
施工时由桩机卷扬吊起杉杉木桩人工配合对准桩位，稳定后，轻击慢放待桩入土一定深度，校正垂直，桩位偏差均符合要求后才正常锤桩贯入。
5)锤击成桩
锤击成桩时要注意控制好桩顶标高与设计标高相符，木材料应符合设计要求。在锤击贯入过程中发现土中有硬物时，拔出杉杉木桩，在桩下端安装铁桩尖后重新校正锤桩。沉桩过程中，要注意桩身有无位移和倾斜现象，如发现问题应及早纠正使其恢复正确。如桩顶不平，可用麻袋或厚纸垫平。施工过程要作好记录，满足设计要求后才能移机至新桩位。
摘要:本文结合工程实际对杉木桩沉桩施工在航道整治工程中的施工工艺及质量控制进行了阐述。
一、施工说明
我标段首件小木桩选定右岸河口桩号49K+320~49K+350前排桩为我标段小木桩首件开工工程。
沉桩是关系到整个工程的进度计划的实现与否的重要节点,同时也是质量控制的一个重要环节。根据招标文件,规范及设计文件要求,编制了小木桩施工方案,在得到项目办和监理部的批复后,我标段经过细致的施工准备与试验,严格按照相关技术规范和小木桩施工方案进行了首桩的施工。
经过现场监理的监督和指导,在我项目部人员的共同努力下,于2010年11月11日完成了首桩的施工工作。在施工过程中,技术人员全过程现场值班,做好了相关记录,做为总结报告的编制依据,在经过整理分析后,可以做为以后小木桩施工的参考依据,基本达到进行首桩施工的重要意义。
二、人员部署
三、施工机械设备
四、施工材料准备
五、施工的方案及工艺流程 1.水中沉桩工艺流程
2.施工工艺方法 2.1 测量放线：本工程轴线放样采用 GPS 测量仪器进行控制，桩顶高程由水 准仪来控制，放样工作分为两步进行，具体如下： 粗样：线位先用 GPS 进行定位，然后打上石灰线，标示出设计河口线;
高程通过边开挖边测量，将高程控制在-0.9m± 0.1m; 精样：在粗样达到要求后，在首件施工段前后方向上先施工两个限位桩，并 采用 GPS 进行线位定位在桩上钉上铁钉，标示出设计河口线，在施工时采用三 点成线的原则控制线型，并且每施工 3-4 米在进行精准校核;高程测量按照三等 水准测量标准进行控制， 通过各限位桩上的铁钉， 对施工中的木桩进行高程控制， 并且每施工 3-5 米进行精准校核。
2.2 水冲桩基：采用正负水枪，轮换水冲沉孔。根据泥面高程控制沉孔深度， 同时控制水枪头出水流量保证沉孔深度与桩尖设计高程一致，避免沉孔深度过 深。
2.3 沉桩，稳桩，固桩：由两名操作手将桩扶直下沉至设计高度，为减少桩 后土方和吹填管袋对杉木桩产生的水平力影响， 确保护岸结构施工结束后桩身在 水平力的作用下不前倾，建议沉桩时按照后倾比例 10︰1，桩顶前沿后置 15cm 施工，并采用倒钉交叉错项将前后两桩固定，用于定位、支护的桩架应确保在沉 桩后的回淤土方达到基本固结 (不少于 6 小时) ，桩体不上浮不摇晃时方可拆除， 航道侧支架尽可能延长支撑时间。
保证桩深垂直度和紧密连接。桩深下端控制一 定的间隙， 以减少泥土流失和坍塌。在桩顶部以下 10 至 20 公分处横向钉一排木 桩，外口设置斜撑。 六、小木桩施工进度控制、质量控制 1.施工进度控制 根据测算平均每 6 人为一施工班组，一天施工 100 根。木桩卸桩、运输为两个施工班组，另 4 至 6 人剥树皮泡桐油。
2.施工质量控制 质量管理组织是质量体系的重要组成部分，是质量体系运行的组织保证，为 确保质量保证体系有效运行， 在项目经理部内建立以项目第一负责人——项目经 理为组长， 总工程师为副组长， 各职能部门负责人和各施工队队长为成员的质量 管理领导小组，对工程施工质量实施计划、组织、落实、检查、监督和管理，并 明确项目部各部门、各人员的质量职责，正确合理地分配质量体系要素，实施全 面质量管理，确保工程施工质量。
2.1 严格按照设计图纸、施工规范、施工操作规程施工,从根本上减少和预防 质量事故。 2.2 加强施工质量的检查和验收,坚持检查和验收制度,按照质量标准和验收 规程加强中间检查和技术复核以确保工程质量。
2.3 桩材料进场严格进行质量验收,按照施工规范及要求,对于检验不符合规 范的桩体不得使用。
2.4 桩位测放由专业测量工程师使用 GPS 测放桩位。桩位必须经业主、监理 复核验收。
2.5 沉桩施工时,利用已知水准点对桩顶高程进行控制。
2.6 沉桩时，要保持施加外力与桩身纵轴在一条直线上，施工过程中做好复 检工作。 2.7 正确选择施工机械,合理人工小组搭配， 搞好设备的检修工作,使机械设备 保持良好技术状态,从而保证施工质量。 七、施工小结 在首件工程施工过程中安全控制处于可控状态，没有发生任何安全质量事 故， 施工工艺和现场施工人员的操作水平逐步趋于成熟， 施工流程作业衔接顺畅， 工料机组合渐趋合理化， 工程质量与进度双控指标落实效果良好，工程动态控制 趋向于良性发展趋势， 本次小木桩首件工程共沉桩 200 根，主控项目检验情况附质检资料，证明能 够满足规范和设计要求， 在首件工程施工结束后，项目部技术人员对这次施工过 程控制进行认真总结如下：
1.按照文明、安全施工要求，合理进行场地布置、施工机具统一调度，改善 职工劳动条件，提高工作效率，始终保持良好的精神状态;减少工、料、机无效的投入和浪费。
2.按照整体工程进度计划要求，加快建设步伐，加大资金投入，保证工、 料、机满足生产要求，尤其是一次性大量购置木桩后的木桩处理工作，计划在近 期增加人员投入，保证 1000 根以上的可直接性投入施工的木桩储备量，确保后 续施工进度加快的有效增加余量。
3.在沉桩过程中要随时观测基坑开挖边坡的稳定状况，如有异常变化，应停 止沉桩并研究处理措施。
4.在沉桩施工过程中主要有以下质量通病：
4.1 桩机导杆不垂直
4.2 插桩不正，底桩倾斜率过大
4.3 先压的桩被挤压,尤其是压桩顺序不当时更严重
4.4 先压的桩送桩太深,附近后打的桩会往送桩孔的方向倾斜
4.5 基坑开挖时或边压桩边开挖,或桩旁堆土引起的桩身倾斜 针对以上的通病以预防为主，加强过程中的现场观测措施，及时发现整改。 在首件工程施工中， 我们取得了成果同时有发现了问题，为我部小木桩沉桩 施工质量控制，积累了宝贵的实际经验。