18260515312
软基处理一直是建筑业面临的难题，尤其对于修建高速公路来讲，在一项工程中时常会遇到多种软基，且情况也更为复杂多变。软基的处理方法有很多，如粉喷桩、换填、抛石以及灌注桩等，实际中可根据情况进行选择。笔者在参加泰赣高速 C6 标施工时，采用打杉木桩的方法来处理软基取得了很好的效果，现简单介绍如下，或许对其他工程有借鉴的价值。泰赣高速是江西省第一条山区高速，地形复杂，地质结构变化大，通道、涵洞、桥隧较多，现以 K216+746 处 4m × 6m 异形盖板涵为例，介绍一下杉木桩处理软基的工程实践。此涵的地质结构为： 0——3.5m 为软塑状淤质粘土， 3.5 — 5.0m 为砂砾石层， 5.0 — 12.4m 为强风化花岗岩，经分析将持力层选在第二层砂砾石层。
一般软基厚度小于 5m 时使用杉木桩处理较为理想。桩的材料必须用杉木，因为杉木中含有大量的杉脂，可以很好地防止地下水和细菌的侵蚀，所谓“水浸万年杉”就是这个道理。由于当地杉树资源十分丰富，价格也很便宜，这也符合就地取材的原则。杉木桩处理软基不受雨天的影响，进度快，工作量小，适宜抢工期。现该涵洞已完工一年有余，经观察没有明显沉降，效果较好。由此可见，打杉木桩不失为一种处理软基的有效手段。
压杉木桩前，先清除基地以下30cm淤泥，使基础顶面大致平整。杉木桩间距50cm，梅花形布置，预留桩头15～20cm，杉木桩打入完成后，在桩间夯填30cm厚片石灌碎石，加以夯实，使桩与桩之间挤紧。为了在打桩时能顺利贯入地基，减少阻力，保护桩头，将杉木桩尾部削成尖锥状。 根据打桩的方法不同，可分为人工打木桩和机械打木桩。常用的打桩机械有手摇卷扬机和柴油打桩机，液压挖掘机亦经常用于打木桩。用液压挖掘机打桩时需两人扶桩就位，将挖斗倒过来扣压木桩，将木桩压入地基一定深度自稳，然后让扶桩人走开，由挖掘机将杉木桩压下去，一般每3～5min即可打一条桩，工效较高。为了使挤密效果好，提高地基承载力，打桩时必须由基底四周往内圈施打。桩的布置以梅花形为好，桩间距离不宜小于3倍桩径。打桩完毕后应按设计高程锯平桩头，使每根桩的桩顶基本保持在同一水平面，清挖打桩时挤出的淤泥，在桩顶铺设20～30cm厚级配砂石褥垫层并加以压实，然后再浇筑底板混凝土，以保证基础通过褥垫层把一部分荷载传到桩间土上，调整桩和土的分担作用。在基础下设置褥垫层可减小桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，即可增大β值，减少基础底面的应力集中。通过改变褥垫层厚度，调整桩垂直荷载的分担褥垫层越薄，桩承担的荷载占总荷载的百分比越高，反之亦然。如果不设褥垫层，则不能发挥桩间土的作用。
软弱地基的种类很多，按成因一般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。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性，它们的共同特点是承载力低、压缩性高。目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理，对含水量和孔隙比较大的软弱地基一般采用砂桩、石灰桩，化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性，处理方法选择是否合理，直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。在实际工程中，杉木桩处理软弱地基的问题较少提及，笔者认为在条件许可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷，而且费用也较为经济合理。
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110KV鹿山变电所主控楼的地基处理作一简要介绍。
(1) 工程的地质概况
该工程位于鹿山附近，建筑面积650m2，两层全框架结构。地质剖面自上而下由杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土及粘土构成。淤质粘土呈软塑状，下部的含淤质砾砂卵石呈中密状，是较为理想的持力层。持力层的实际埋深约4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
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
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)
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)
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
本实例中柱下独立基础附加应力及自重总值为950KN。选③层为桩端持力层，地基土的容许承载力经综合分析后取值130kPa，基础埋深1.5米，经计算基础尺寸为2.6*2.9m2。持力层埋藏较浅，因而采用端承桩设计。根据(a)式，当以杉木为材料，桩直径为15cm时，[σ]为2773.4kPa
Pa=1*0.5*2773.4*(0.15/2)2*π=24.5KN/根
每平方米所需桩数为
n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根/m2
实取5根/m2
该工程的桩基底面积为210m2，所需桩数:
210*5=1050根
桩的布置按梅花形：
全部打桩完毕后，在桩顶面铺设20cm厚片石灌石子，加以夯实，然后再做基础。
(3) 经济效果分析
根据建筑预算定额，φ15cm的杉木桩2.5m长每根桩工料费为15元/根，总费用1050*15=1.575万元。若用12cm*12cm混凝土预制短桩约需5.1万元;若用换土垫层则需2.4万元，并且因地下水位较高，换土施工难度很大。显然用杉木桩方案为首选。该工程1999年5月竣工两年多来，通过使用和观测证明，结构稳定安全。
根据笔者在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，对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑，通过方案比较、合理地选择地基处理方案。一般软土厚度小于5m时较为适宜用杉木桩处理，为了便于打桩，桩长不宜超过4m。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。桩的材料必须用杉木，因杉木含有丰富的杉脂，这些杉脂能很好地防止地下水和细菌对其的腐蚀，价格也较为便宜。杉木桩适宜在地下水以下工作，对于地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区，不宜使用杉木桩。
实践证明，短木桩处理软弱地基时，有施工方便、经济效益明显的优点，它可避免大量的土方开挖，因而在杉木资源较为丰富的地区，用杉木桩处理软弱地基在经济和技术上是可行的，它不失为一种处理软弱地基的有效手段。
以上就是小编为大家介绍的