松木桩在软土地基中的简化计算

松木桩在软土地基中的简化计算

摘要：在淤泥质软土地基地区，对于工程位置比较分散的工程（如河道堤防加固等）采用水泥搅拌桩往往就成本过高，另外河道两侧多是当地居民聚居地，很难假设施工设备。所以，这些地区的堤防加固等工程的地基处理多采用直径0.1m松木桩。本文对松木桩在抗滑稳定计算如何简化方法进行了探讨。并提出了m法的单桩理论计算法来简化松木桩在抗滑稳定中的计算。

关键词：软土地基稳定计算松木桩

从古至今，人们不断的围海造田、围湖造田，所以现在的沿海或者沿湖地区的地层，多是从上至下主要为人工填土层、沉积层、冲积层。人工填土层主要分布于区内平原地区的堤围、公路及建筑物附近，厚度较薄，一般为1～3m。沉积层多为淤泥质粘土、淤泥质砂壤土组成，上部一般为流塑状态，下部多为软塑状态；在区域内广泛分布，厚度厚度较厚一般5～20m。而冲积层主要有可塑～硬塑状的花斑状粘土、粉质粘土、粉细砂和中砂，砂卵石等组成层，埋藏在沉积层之下。

1 松木桩应用背景

随着近些年对该区域的工程建设，发现该地区的沉积层即淤泥质粘土层强度值很低的典型软土地基。由于淤泥质层较厚，且分布广泛，所以对于工程位置比较集中的工程（如水闸、楼房等）可以采用水泥搅拌桩的方式处理。但对于工程位置比较分散的工程（如河道堤防加固等）采用水泥搅拌桩往往就成本过高，另外河道两侧多是当地居民聚居地，很难架设施工设备。所以，这些地区的堤防加固等工程的地基处理多采用直径0.1m松木桩。

2 松木桩在抗滑稳定计算的简化方法

查阅相关资料我们发现，很难找到有关松木桩在抗滑稳定计算如何简化方法。因此我们提出了单桩抗剪强度折减法、单桩水平承载力折减法，m法的单桩理论计算法三者方法来简化松木桩在抗滑稳定中的计算。下面我将三种方法介绍如下

1）单桩抗剪强度折减法

查找相关资料，知松木桩顺纹抗剪强度为1MPa，考虑3~4倍的安全储备后，

折合至单米宽，松木排桩能提供的抗力为20kN，按每米6根状来计算，单根木桩提供抗力约为3.3KN。

2）单桩水平承载力折减法

参考相关资料，

从表中知直径0.3m木桩水平承载力为7KN，考虑适当的安全储备后，按面积折合至直径0.1m木桩，单根木桩提供抗力为0.75 KN计算。

3）m法的单桩理论计算法

对松木桩采用m法的单桩理论计算。采用桥梁博士3.0软件单个松木桩进行抗滑力计算。桩顶端为碎石垫层和格宾笼石，为柔性基础；考虑在不影响上部结构正常运行的条件下，桩顶端设定最大位移3cm。考虑滑弧以上土体作用，滑弧以上桩为露出地面桩长，滑弧以下桩为埋深桩，由桩顶端最大位移线性插值计算桩滑出点的位移，反算出桩滑出点的剪力（即桩提供的抗力）。参数选取：松木桩弹性模量E=9000N/mm2，地基系数m=4500KN/m^4。计算结果见下表。

注：单桩入土深度（m）指滑出点以下的桩长。

3 简化方法的对比分析

对以上三种方法比较分析我们可以得出以下几点结论：

一、单桩抗剪强度折减法和单桩水平承载力折减法给出的都是单一值，不算作用力的位置变化而变化，是桩的实际受力不符。而m法的单桩理论计算法给出的简化值是随滑弧的深度不断变化的，与桩的实际受力较为相符。

二、单桩抗剪强度折减法是对木桩的抗剪强度直接进行折减，是表示桩被剪断时值的简化。而淤泥质自身强度很小，在边坡失稳是多是桩发生倾倒，很难把桩剪断。所以即使在考虑适当安全储备后的值仍然有些偏大。

三、单桩水平承载力折减法对直径0.3m木桩在粘土中桩顶位移6mm时，水平承载力的经验值折减，与m法的单桩理论计算法比较发现，对桩顶的设定位移

较小，小于挡墙允许位移变形，所以值相对较小。

4．结束

根据以上对比分析结论，我们可以得出m法的单桩理论计算法对松木桩在抗滑稳定计算中的简化相对比较合理。所以我们在该地区的稳定计算中均采用m 法的单桩理论计算法对松木桩进行简化。