彭　輝　尹毅穎　呂連兵

(泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司湖南設(shè)計(jì)分公司，湖南 長(zhǎng)沙　410018)

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木樁復(fù)合地基在軟土地基處理中的應(yīng)用

彭輝尹毅穎呂連兵

(泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司湖南設(shè)計(jì)分公司，湖南 長(zhǎng)沙410018)

摘要：介紹了木樁復(fù)合地基的工作機(jī)理，以木樁復(fù)合地基在某清水池中的應(yīng)用為例，就復(fù)合地基豎向承載力、沉降及有關(guān)質(zhì)量控制問(wèn)題進(jìn)行了分析，指出木樁復(fù)合地基能有效解決軟土地基承載力不夠、沉降量過(guò)大等問(wèn)題，應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：木樁，復(fù)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(xiàn)，木樁似乎已經(jīng)過(guò)時(shí)。但事實(shí)并非如此，在某些特定的情況下，木樁仍具有優(yōu)越性。由于現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及各結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)中均未提及木樁的計(jì)算方法，本文就筆者在某清水池地基處理中采用木樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)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(shè)變形縫一道，池頂覆土厚度500 mm。清水池長(zhǎng)35.6 m，寬10.1 m，高4.5 m，地面標(biāo)高2.80 m(黃海高程)，底板底標(biāo)高在地面以下0.8 m。

1.2地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地地處蘇北里下河平原。根據(jù)地勘報(bào)告的結(jié)果，各土層深度、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值及壓縮模量如下：①雜填土：層厚0.6 m；②粉質(zhì)粘土：層厚0.9 m，承載力85 kPa,壓縮模量4.2 MPa；③淤泥質(zhì)粘土:層厚12 m，承載力65 kPa,壓縮模量2.5 MPa;④粘質(zhì)粉土:層厚5.5 m，承載力115 kPa,壓縮模量6.0 MPa；⑤砂質(zhì)粉土:層厚6.2 m，承載力180 kPa,壓縮模量14.5 MPa;⑥砂質(zhì)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(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。筆者對(duì)多種方案作了認(rèn)真比選，方案有：1)換填法；2)水泥土攪拌樁復(fù)合地基；3)預(yù)制樁基；4)灌注樁；5)木樁復(fù)合地基。最終擇優(yōu)選擇了方案5：木樁復(fù)合地基。實(shí)踐證明，木樁復(fù)合地基處理軟弱地基時(shí)，有以下優(yōu)點(diǎn)：1)安全可靠；2)對(duì)施工場(chǎng)地要求較低，施工方便；3)施工時(shí)振動(dòng)小、噪聲低、無(wú)塵土飛揚(yáng)，對(duì)周圍建筑物的影響?。?)工期短；5)造價(jià)較低。

2木樁復(fù)合地基計(jì)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(zhǎng)6 m，基底下淤泥質(zhì)粘土層厚度達(dá)12 m，樁端落在高壓縮土層上。為了進(jìn)一步保證木樁與土體的變形協(xié)調(diào)，在樁頂和基礎(chǔ)間設(shè)置250 mm厚的碎石褥墊層，樁頂進(jìn)入褥墊層50 mm。

2.1木樁復(fù)合地基承載力的確定

由于目前木樁復(fù)合地基承載力計(jì)算尚無(wú)設(shè)計(jì)規(guī)范可循，故參照有粘結(jié)強(qiáng)度增強(qiáng)體復(fù)合地基的承載力計(jì)算公式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

(1)

其中，fspk為復(fù)合地基承載力特征值；λ為單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，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(fā)揮系數(shù)，可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)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(guò)軟弱土層，故木樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值不計(jì)樁端阻力，則有：

(2)

其中，up為樁的周長(zhǎng)；qsi為樁周第i層土的側(cè)阻力特征值，kPa；lpi為樁長(zhǎng)范圍內(nèi)第i層土的厚度。

計(jì)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(fù)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(shè)計(jì)要求。

2.2木樁復(fù)合地基沉降計(jì)算

1)未采取木樁處理時(shí)的地基沉降，采用分層總和法計(jì)算。

清水池底板尺寸為35.60 m×10.10 m，在荷載準(zhǔn)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(jīng)驗(yàn)系數(shù)Ψs=1.1，地基最終變形量為s=Ψss′=205 mm，不滿足規(guī)范要求，必須進(jìn)行地基處理。

2)木樁復(fù)合地基的沉降計(jì)算。

木樁復(fù)合地基的沉降量由褥墊層、復(fù)合土層和復(fù)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(fā)生在施工期，一般不予考慮。關(guān)于木樁復(fù)合地基的沉降計(jì)算，目前規(guī)范中尚無(wú)明確的計(jì)算公式。本文參照CFG樁復(fù)合地基，采用復(fù)合模量法結(jié)合分層總和法計(jì)算，木樁復(fù)合地基的最終沉降量由復(fù)合層的沉降變形s1和下臥層的沉降變形s2組成，沉降計(jì)算公式為：

s=s1+s2

(3)

(4)

(5)

(6)

文章編號(hào)：1009-6825(2016)14-0054-02

收稿日期：2016-03-09

作者簡(jiǎn)介：彭輝(1988- )，男，碩士，工程師

中圖分類號(hào)：TU471.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A