松木桩处理软土地基的设计与施工

1罗源县起步溪护国段防洪工程挡墙基础松木桩的设计计算罗源县起步溪护国段防洪工程H右2+780--H右3+733.4软基堤段采用松朩桩软土地基处理。

本堤段H右3+160典型断面挡墙高6.98m,浆砌石衡重式挡墙,迎水坡1:0.1, 背水坡台上部1:0.3, 台以下1:-0.2, 台宽1.15m.C20砼埋石底板宽4.13m, 厚0.8m. 片石充砂填层1.0m. 基础底板埋深1.0m, 设计基底应力为P=83KPa. 工程地址处为软土地基. 根据地质勘察资料, 各土层的物理力学指标见”罗源县护国溪路堤工程地质勘察技告”表5。建基3.16m至一2.86m之间土层为淤泥质土,其地基承载力基本容许值为50KPa。-2.86m下土层为卵石层,其地基承载力基本容许值为350KPa。天然地基承载力不能满足要求,必须进行处理。经分析比较,拟采用松木桩处理地基。设计松木桩桩长6m,桩头径200mm,尾径120mm。,土的内摩擦角为7.4度，桩周摩擦力标准值为13 kN/m2。桩距应根据单桩承载力确定。

1.1 按照桩材强度确定的单桩承载力

Ra=ψα[σ]AP(1)

式中:Ra———单桩承载力标准值(kN);

ψ———纵向弯曲系数,与桩间土质有关,一般取1;

α———桩材料的应力折减系数,木材取0.5;

[σ]———桩材料的容许应力,φ200mm的松木桩[σ]

=2700kPa;

Ap———桩端截面积(m2)。

故Ra=1×0.5×2700×π×0.1×0.1=42.41 kN/根

1.2 按照土抗力确定单桩承载力

松木桩在土中形成摩擦桩,其单桩承载力标准值按下式

计算:

R a =μ∑q si l i +αq p A p (2)

式中:μ———桩身平均周长(m);

q si ———桩周第i 层土的侧阻力标准值(kPa);

l i ———桩穿越第i 层土的厚度(m);

α———桩端天然地基土的承载力折减系数,取0.5;

q p ———桩端地基土的承载力标准值(kPa);

A p ———桩端截面积(m 2)。

将已知条件代入上式,得

R a =π×0.16×13×6+0.5×350×π×0.06×0.06=41.19kN/

取上述两种计算方法中单桩承载力较小值者,即Ra=41.19kN/根,然后根据单桩承载力确定桩距s 。

s=R/Ra=126/41.19=3.1,即每平方米至少3.1根桩。实际设计中松木桩采用600×600正方形布置,面积置换率为（π×0.1×0.1/0.6×0.6）8.72%。

1.3复合地基承载力计算软弱地基经松木桩处理后实际形成复合地基,其承载力标准值按下式计算:

f spk =m Ap

Ra +β(1-m)f sk (3) 式中:f spk ———复合地基的承载力标准值(kPa);

m———面积置换率;

Ap———木桩的截面积(m2);

fsk———桩间天然地基土承载力标准值(kPa);

β———桩间土承截力折减系数,取β=0.8;

Ra———单桩竖向承截力标准值(kN)。

将上述已知条件代入(3)式,得

fspk=0.0872×41.19/（0.1×0.1π）+0.8×(1-0.0872)×50=150.84 kPa>126.43 kPa,满足要求。

1.3下卧层强度验算

根据地质勘察资料可知，复合地基下卧层为卵石层，其地基承载力基本容许值为350KPa,为坚硬下卧层,不进行下卧层强度验算.