松木桩复合地基的分析与设计

1、松木桩复合地基的分析与设计本文分析了松木桩复合地基的加固机理、破坏类型，提出了按照刚性桩复合地基进行松木桩复合地基的设计方法。标签： 松木桩；复合地基；承载力；沉降大部分木材是忌水的，在水中很快就发黑、变形和腐朽，以至失去效用。木桩处理地基优先选用松木。松木富含松脂，有一种与大多木材不同的奇特性质：松木在空气中，两个月就开裂、弯曲；在半湿半干环境中，半年就腐朽不堪；但全部淹在水中的松木，却不开裂、不腐朽。古谚云水上千年杉，水下万年松。腐朽的特性，又因所需的沉桩力小而不至于把桩损坏。河天津桥，近到现代上海外滩建造的一系列高大建筑，如沪南冷库、东海大楼、河滨大楼等，都是松木桩处理地基的典范。在江门

2、地区的水利工程中，20 世纪50 年代至 70 年代修建的中、小型水闸、泵站等工程，很多都是采用松木桩处理地基的。越高，混凝土桩、型钢桩的使用越来越普遍，松木桩也慢慢被人们淡忘了。以至的设计提出一点粗浅的探讨。体）和增强体（松木桩）两部分组成，是非均质的，各向异性的。桩、土是共范畴，应该按照复合地基进行设计。根据文献 3，一般地，松木的重度 6kN/m3，强度等级为 TC13TC17的松木的弹性模量 Ep=10GPa，而强度等级为 C15C60 混凝土的弹性模量Ec=2236GPa，两者的数量级相当。据此，笔者认为，松木桩复合地基应该采增强体复合地基，按复合地基工作机理分类属于刚性桩复合地基。

3、1 松木桩复合地基的加固机理（1）桩、土体系的荷载传递效应荷载，并减小了沉降。松木桩的直径很小，在江门地区，常见的尾径类型有100mm120mm两种，长度在 45m。由于直径小，松木桩桩端阻力小，占单桩承载力的比例小。所以，松木桩极限承载力主要考虑桩侧摩阻力。（2）桩间土的挤密效应降低，桩间土承载力得到提高，压缩性降低，挤土效应显著。松木桩复合地基的挤密效应主要受桩间距、土的孔隙比、含水量、渗透系数等因素影响。（3）褥垫层效应在刚性结构下的复合地基顶层设置一定厚度的褥垫层，通过褥垫层的调节，沉降。力的作用，加大了松木桩复合地基的承载力。2 破坏类型（1）刺入破坏载力由地基土的性质决定。（2）屈

4、曲破坏会发生屈曲破坏。桩端阻力很大，桩体相当于一根受压杆，在上部荷载很大时，将发生屈曲，导致桩体先破坏。3 复合地基承载力计算地基承载力，而按照桩身强度验算桩体是否会发生屈曲破坏。根据文献1，按照刚性桩复合地基承载力特征值：松木桩顺纹抗压强度一般为 45MPa，而Ra/Ap 值一般在 13MPa 之间，所以桩身抗压强度一般能满足要求，可不必验算。4 沉降计算计算刚性桩复合地基的变形量是至今仍是一个难题。根据文献1，采用简单方法，即按桩及桩间土分别计算沉降量。桩间土变形采用分层总和法，沉降量为 e比处理前的小。三相物理指标图可以求得打桩后土的孔隙比：取以上计算的 maxsssp作为松木桩复合地基

5、的沉降量即 s=maxsssp。当桩底存在软弱下卧层时，应计算软弱层的沉降量。5 褥垫层厚度计算褥垫层可以采用中、粗砂，碎石或级配砂石等材料，最大粒径不宜超过20mm。根据文献 5，褥垫层的厚度与桩土应力比、置换率、桩径、垫层材料有关，可按下式计算：6 适用条件小建筑物，并且木桩应能长期处于地下水位以下。其优点是：施工简便快捷、工期短、造价低，缺点是：仅适宜处理矮小建筑，承载力低。7 工程实例的形式，石墙墙底高程-0.10m，墙高3.50m，挡墙的断面尺寸如图所示。沿河表本次分析典型的桩号范围 0+6290+650段挡土墙。该处土层分布及主要力学参数如下表：挡土墙下卧粉质粘土1 层仅 0.8m 厚，淤泥质土2 层 5m 厚，为安全计，地基承载力取 fak=65kPa。经计算，挡土墙的地基应力平均为 58kPa，最大值