摘要:针对软土地基,是临时工程和小型工程施工中常见的地基形式,也是在临时和小型工程中常见的问题。基于此,本文以小型市政构筑物的软弱地基处理为例,采取松木桩复合地基对项目软土地基进行施工处理,重点对松木复合桩地基加固技术的适用性、施工方法、设计计算方法和施工工艺等进行阐述,旨在提高松木桩复合地基应用奠定基础。
关键词:松木桩复合地基;临时工程;小型工程
0引言
对于临时工程和小型工程来说,对保障施工质量的关键因素,尤其是在软弱地基的处理上,必须要精确计算,例如在本文的研究对象小型市政工程中,由于项目施工现场中的相关地质情况,难免会遇到软弱地基,同时由于软弱地基的强度及稳定性相对较低,加上其自身的压缩性较高,容易产生不均匀沉降,因此需要针对此类项目工程进行地基加固处理。在此背景下,松木桩复合地基加固处理技术相对于其他地基处理方法更具优势,此类型地基处理方法具有施工简便、造价低、取材简单等优势,因此在临时工程和小型工程中的应用中值得推广。
1松木桩复合地基原理
针对项目施工现场地质条件,对于软弱地基处理施工中,松木桩复合地基的应用效果非常明显。从其具有的优点看,主要包含以下几部分:松木桩具有耐久性强、施工简易、密度小、弹性和韧性好等优势。松木本身中含有较多油脂,在有地下水或潮湿环境的情况下,松木桩内部油脂可形成一层隔水膜,有较强的抗侵蚀能力。松木桩复合地基的作用原理同挤密桩,是通过挤密桩间土,降低桩间土的压缩性,提高承载力,使桩、土共同作用。初步设计时,可按《建筑地基处理技术规范》第7.1.5条对松木桩复合地基承载力特征值及单桩承载力特征值进行估算。
2松木桩复合地基的设计
2.1工程概况
某地区小型市政构筑物项目,自上而下划分,场地土层如下:
①素填土:厚度为0.30~3.00m,以粘性土为主,村庄、塘埂、田埂处厚度较大。含植物根茎、局部淤泥质土等。
②淤泥质:厚度为0.30~0.5m,含植物根茎,有臭味,主要分布于水塘(沟)、暗塘(沟)底及两侧。
③粉质粘土,硬塑,层厚2.5~5.0m,主要分布于地势较低洼位置处。
④粘土,未钻穿。
2.2复合地基承载力计算
依据相关地质勘察设计的标准分析得出,本项目复合地基桩断持力层才选用粉质粘土层,依据土工试验,其承载力特征值为160kPa。按照相关施工标准,对松木桩进行有效的计算和验算,并结合以下公式,进行相关物理参数的有效设计。
式中:----复合地基承载力特征值(kPa);
----处理后桩间土承载力特征值(kPa),可按照地区经验确定,无资料时可取土的承载力特征值;
----单桩承载力发挥系数,可取0.7~0.9;
----桩间土承载力发挥系数,可取1.0;
m----面积置换率,m=;d为桩身平均直径(m),为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径(m);
----单桩竖向承载力特征值(KN);
----桩的截面积(m2),可取平均值;
在以复合地基的施工过程中,主要以松木桩为主要的原材料时,桩体的小头直径不应小于120mm,其中的单桩竖向承载力需要按照土抗力确定,结合桩材自身的强度,对两种方法进行计算,并选取其中较小值进行分析,其中每平方米中的需要计算的桩数量宜为4根,同时为了保证桩、土共同作用,应在松木桩的顶部铺设褥垫层,厚度宜为200~300mm。
根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系计算单桩竖向承载力时,在初步设计时,可根据下式计算:
式中:----桩的周长(m)
qsi----桩周第i层土的侧阻力特征值(kPa),可按地区经验确定;
----桩长范围内第i层土的厚度(m);
----桩端端阻力发挥系数,应按地区经验确定;
----桩端端阻力特征值(kPa),可按地区经验确定;对于松木桩宜取未经修正的桩端地基土承载力特征值。
桩体结构的自身强度的承载力可按照以下公式进行计算:
式中:----纵向的弯曲系数,与桩体结构的土体性质有关联,可取1.0;
----桩体结构中材料的应力折减系数,对于木材来说,可取0.5;
----材料的容许应力,可根据《木结构设计标准》取值;
3地基加固施工技术分析
3.1主要施工机械和施工材料的选择
主要涉及到柴油打桩机、数量为2台;油锯2把、松木桩数量若干,桩身结构要求应顺直,且松木表皮结构处于完好状态。
3.2桩材的材料选取与加工处理
松木桩结构在选取和应用的过程中,必须使用新鲜的木材,所选取的材料必须外表顺直,且桩身结构处于完整的状态,同时为了能够保证桩材结构能够顺利的贯入地基结构中,应将桩材的端部结构削尖,然后克服沉桩的阻力。
3.3施工工艺分析
(1)在打桩前,首先要按照项目施工的基本要求,做好项目施工现场的勘察设计工作,并详细记录勘察数据,针对提供的设计图,并按照施工平面图进行施工作业。
(2)试桩。在打桩前,应先进行试桩作业,通过试桩,确定好所选择使用的机械型号,并能够顺利的为后续的试验提供可靠性的数据资料。此外,还能够降低施工的成本,减少造价控制,减少施工中的材料浪费这样才能够有效的保证施工的技术质量等。试桩的过程中,可借助的机械设备包含有柴油打桩机,在打桩的整体记录的过程中,详细记录每进深1m后的锤击次数,并对收锤的次数进行有效的限定,在没有出现桩体结构自然下降的现象时,应对地面的沉降现象进行控制,施工前要对软土层的厚度进行控制,并结合现有的地质纵断面结构进行桩长的选择,合理确定桩体结构的施工有效性。
(3)施工顺序的控制至关重要,应将重点设计在相关部位的施工,为了施工的过程中能够达到稳定的施工效果。同时在打桩的过程中,应由基底结构的四周向中心位置进行施打,这样能够促进整体结构施工的有效性,保证施工顺序的合理化、科学化实施。打桩的过程中,垂直度的偏差应控制在1%以为,同时当木桩结构满足进深的设计要求时,在阻力较大的情况下,可进行下一个松木桩的施工作业,整段打桩结束后,要选择使用锯将桩头齐平,用以保证每段桩头结构都能够处于平行的状态。对于相对复杂的地貌情况看,应采取监测措施,保证桩打系统的稳定性。
(4)松木桩打桩结束以后,需要及时的清理挤出的泥土,铺设褥垫层,褥垫层可选用中砂、粗砂和级配砂石,褥垫层最大粒径不宜大于20mm,褥垫层的夯填度不应大于0.9。
4结束语
综上所述,松木资源广泛的地区,在小型工程和临时工程的地基处理的应用中,松木桩具有施工简便、造价低、取材简单等优势,因此在临时工程和小型工程中的应用中值得推广。
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作者简介:姓名:王云(1985.01.11);性别:男,籍贯:湖北京山人,学历:本科,毕业于武汉理工大学;现有职称:中级工程师;研究方向:市政工程。