木樁復合地基在軟土地基處理中的應用

彭　輝　尹毅穎　呂連兵

(泛華建設集團有限公司湖南設計分公司，湖南 長沙　410018)

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木樁復合地基在軟土地基處理中的應用

彭輝尹毅穎呂連兵

(泛華建設集團有限公司湖南設計分公司，湖南 長沙410018)

摘要：介紹了木樁復合地基的工作機理，以木樁復合地基在某清水池中的應用為例，就復合地基豎向承載力、沉降及有關質量控制問題進行了分析，指出木樁復合地基能有效解決軟土地基承載力不夠、沉降量過大等問題，應用前景廣闊。

關鍵詞：木樁，復合地基，地基處理，承載力，沉降

0引言

木樁是歷史最悠久的一種樁型，然而隨著各類新型軟土地基處理方法的涌現，木樁似乎已經過時。但事實并非如此，在某些特定的情況下，木樁仍具有優越性。由于現行結構設計規范及各結構計算手冊中均未提及木樁的計算方法，本文就筆者在某清水池地基處理中采用木樁復合地基的設計實例進行闡述，以拋磚引玉。

1工程概況

1.1清水池概況

該清水池為地上式鋼筋混凝土水池，中間設變形縫一道，池頂覆土厚度500 mm。清水池長35.6 m，寬10.1 m，高4.5 m，地面標高2.80 m(黃海高程)，底板底標高在地面以下0.8 m。

1.2地質條件

擬建場地地處蘇北里下河平原。根據地勘報告的結果，各土層深度、地基承載力標準值及壓縮模量如下：①雜填土：層厚0.6 m；②粉質粘土：層厚0.9 m，承載力85 kPa,壓縮模量4.2 MPa；③淤泥質粘土:層厚12 m，承載力65 kPa,壓縮模量2.5 MPa;④粘質粉土:層厚5.5 m，承載力115 kPa,壓縮模量6.0 MPa；⑤砂質粉土:層厚6.2 m，承載力180 kPa,壓縮模量14.5 MPa;⑥砂質粉土:層厚4.8 m，承載力145 kPa,壓縮模量9.5 MPa。

1.3地基處理方案的選擇

目前，軟土地基處理方法有多種，且在實際工程中得到廣泛的應用。筆者對多種方案作了認真比選，方案有：1)換填法；2)水泥土攪拌樁復合地基；3)預制樁基；4)灌注樁；5)木樁復合地基。最終擇優選擇了方案5：木樁復合地基。實踐證明，木樁復合地基處理軟弱地基時，有以下優點：1)安全可靠；2)對施工場地要求較低，施工方便；3)施工時振動小、噪聲低、無塵土飛揚，對周圍建筑物的影響小；4)工期短；5)造價較低。

2木樁復合地基計算分析

本例中木樁采用松木樁，稍徑不小于120 mm。呈矩形布置，樁間距為500 mm×500 mm，處理范圍為37 m×11 m。木樁長6 m，基底下淤泥質粘土層厚度達12 m，樁端落在高壓縮土層上。為了進一步保證木樁與土體的變形協調，在樁頂和基礎間設置250 mm厚的碎石褥墊層，樁頂進入褥墊層50 mm。

2.1木樁復合地基承載力的確定

由于目前木樁復合地基承載力計算尚無設計規范可循，故參照有粘結強度增強體復合地基的承載力計算公式進行設計。

fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

(1)

其中，fspk為復合地基承載力特征值；λ為單樁承載力發揮系數，取1.0；m為面積置換率；Ra為單樁豎向承載力特征值，kN；Ap為樁的截面面積，m2；β為樁間土承載力發揮系數，可按地區經驗取值，本工程取0.9；fsk為處理后樁間土承載力特征值，kPa。

本例中木樁未穿過軟弱土層，故木樁豎向承載力標準值不計樁端阻力，則有：

(2)

其中，up為樁的周長；qsi為樁周第i層土的側阻力特征值，kPa；lpi為樁長范圍內第i層土的厚度。

計算樁徑為d=120 mm，qs1=30 kPa，lp1=0.4 m，qs2=9 kPa，lp2=5.6 m。則按式(2)得Ra=23.5 kN。

面積置換率m=0.045，fsk=65 kPa，則復合地基承載力特征值為fspk=149.4 kPa。

基底平均壓力值為62.8 kPa，地基承載力滿足設計要求。

2.2木樁復合地基沉降計算

1)未采取木樁處理時的地基沉降，采用分層總和法計算。

清水池底板尺寸為35.60 m×10.10 m，在荷載準永久組合作用下，基底附加壓力為p0=48.40 kPa，底板中心處最終沉降量s′=∑Δsi′=186.66 mm。

0.025×∑Δsi′=4.67mm>Δsn′=2.87 mm；取沉降經驗系數Ψs=1.1，地基最終變形量為s=Ψss′=205 mm，不滿足規范要求，必須進行地基處理。

2)木樁復合地基的沉降計算。

木樁復合地基的沉降量由褥墊層、復合土層和復合土層下臥層的變形量組成。其中，褥墊層壓縮量較小，且多發生在施工期，一般不予考慮。關于木樁復合地基的沉降計算，目前規范中尚無明確的計算公式。本文參照CFG樁復合地基，采用復合模量法結合分層總和法計算，木樁復合地基的最終沉降量由復合層的沉降變形s1和下臥層的沉降變形s2組成，沉降計算公式為：

s=s1+s2

(3)

(4)

(5)

(6)

文章編號：1009-6825(2016)14-0054-02

收稿日期：2016-03-09

作者簡介：彭輝(1988- )，男，碩士，工程師

中圖分類號：TU471.8

文獻標識碼：A