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        1. 木樁施工方案

          松木樁在高速公路軟地基中的應用

            軟基處理一直是建筑業面臨的難題,尤其對于修建高速公路來講,在一項工程中時常會遇到多種軟基,且情況也更為復雜多變。軟基的處理方法有很多,如粉噴樁、換填、拋石以及灌注樁等,實際中可根據情況進行選擇。在參加武吉高速B7標施工時,采用打松木樁的方法來處理涵洞軟基取得了很好的效果,現簡單介紹如下,或許對其他工程有借鑒的價值。武吉高速B段是一條山區高速,地形復雜,地質結構變化大,通道、涵洞較多,大部分涵洞通道均位于山谷間,基礎大部為多年沖積形成,地下水位高?,F以K113+425 處2- 4m×3.5m蓋板涵為例,介紹一下松木樁處理軟基的工程實踐。此涵的地質結構為:0~3.5m 為軟塑狀淤質粘土,3.5~5.0m 為砂礫石層,5.0~12.4m 為強風化花崗巖,經分析將持力層選在第二層砂礫石層。

            一、松木樁設計論證

            由于本例持力層較淺,故松木樁作為端承樁,按下式計算:

            Pa=Ψα[σ]A

            式中Pa單樁承載力

            ΨD縱向彎曲系數,與樁間土質有關,一般可取1

            α樁材料的應力折減系數,木樁取0.5

            [σ]樁材料的容許壓力,kPa

            本實例中設計要求地基承載力為350KPa,本例中持力層埋藏較淺,因而采用端承樁設計。根據上式,當以松木為材料,樁直徑為20cm時,[σ]為2773.4kPa,單樁承載力為

            Pa=1*0.5*2773.4*(0.2/2)2*π=43.56KN/根

            每平方米所需樁數為

            n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根/m2

            實取5根/m2

            該工程的樁基底面積為210m2,所需樁數:210*5=1050根

            樁的布置按梅花形,布置示意圖如下:

            全部打樁完畢后,清理掉因打樁而擠上的淤泥,使樁頂外露40cm,然后鋪設40cm砂礫,然后再做涵洞整體式基礎。

            二、施工工藝流程圖

            三、施工過程

            1.打試樁并確定樁長沿涵洞軸線方向每5m 打一根試樁,因涵長為49.74m ,所以選試樁10根。樁位示意見圖3:

            地質報告顯示淤泥深度為3.5m ,為確保試樁成功,決定采用長4.5m 直徑20cm 的松木樁。

            2.松木樁的制作

            (1)大端直徑≥20cm ,且外形直順光圓;

            (2)小端削成30cm 長的尖頭,利于打人持力層;

            (3)待準備好總樁數80 %以上的樁時,調入挖掘機進行打樁施工,避免挖掘機待樁窩工;

            (4)將備好的樁按不同尺寸及其使用區域分別就位,為打樁做好準備;

            (5)嚴禁使用沙桿等其他木材代替松木。

            3.挖掘機打樁流程

            (1)挖掘機就位;

            (2)選擇正確樁長的松木樁,并扶正松木樁,樁位按間距 150cm 梅花狀布置;

            (3)將挖掘機的挖斗倒過來扣壓樁至軟基中;

            (4)按壓穩定后,用挖斗背面擊打樁頭,直到沒有明顯打人量為止,確保松木樁垂直打人持力層;

            (5)嚴格控制樁的密度,確保軟基的處理效果。

            4.鋸平樁頭

            (1)根據涵洞基礎底高程控制鋸平樁頭后的標高。

            (2)樁頭應離淤泥頂面0.4m 左右,其中0.4m回填砂礫。

            5.樁間回填砂礫

            作為涵洞基礎,回填40 cm 厚砂礫,通過其與松木樁之間的嵌擠作用,能較好地將基礎砼與淤泥隔開來,使基礎砼不會因淤泥的影響而降低強度。經過上述方法處理后,即可進行常規的涵洞基礎施工了。

            四、經濟分析比較

            方案一:采用清淤換填,換填深度至少為2米,換填方量為:造價為經濟方面17.5 萬元,費用較高。施工時正值雨季,會有大量淤泥重新淤滿基坑,并且無法為清淤提供可行便道。

            方案二:若用砼樁,經濟方面18.3 萬元,費用最高,周期長,工期不允許。

            方案三:打松木樁,2776 根×25 元/根=6.94 萬元。由于涵位上長年流水,且正值春季江西多雨季節,其他方案的設備、材料進場十分困難,再加上工期提前了12 個月,同時山區松樹資源十分豐富,又較便宜,可就地取材,減少了工程量,經比選后決定采用方案三。

            五、結語

            一般軟基厚度小于5m 時使用松木樁處理較為理想。樁的材料必須用松木,因為松木中含有大量的松脂,可以很好地防止地下水和細菌的侵蝕,所謂“水浸萬年松”就是這個道理。由于當地松樹資源十分豐富,價格也很便宜,這也符合就地取材的原則。松木樁處理軟基不受雨天的影響,進度快,工作量小,適宜搶工期?,F該涵洞已完工一年有余,經觀察沒有明顯沉降,效果較好。由此可見,打松木樁不失為一種處理軟基的有效手段。

            參考文獻

            [1]馮守中.公路軟基處理新技術[M].北京:人民交通出版社,2008.

            [2]JTJ017-96,公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[S].北京:人民交通出版社,2007.

          松木樁

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