松木桩基础在软土地基处理中的应用分析

松木桩基础在软土地基处理中的应用分析

摘要：土地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很强、等特性。用松木桩处理软基是一种取材容易、造价较低、施工简便的地基处理方法。处理的目的是要提高软土地基的强度，保证地基的稳定，降低软弱土的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降。松木桩适宜在地下水位以下的环境工作，适用于软土地基厚度较浅的工程。

关键词：软土地基；松木桩；施工

引言：

我国地质条件复杂，许多建设项目分布在软土地区，这些地区的地基土通常都具有含水量高、压缩性大、渗透性差、灵敏度高、强度低和厚度不均等特点。在软土地基上建房，往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求问题，因而必须采取措施处理地基，减少基础的沉降和不均匀沉降。目前针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法，其中松木桩以其取材容易、施工技术简单易行、造价较低的优点在工程中获得了广泛的应用。

1松木桩加固软土地基的原理

采用松木桩加固的软土地基属于复合地基。复合地基是由天然地基土和桩体两部分组成。松木桩复合地基同其它复合地基相比，除桩的材质不同外，其余均有相似之处，其加固机理：一是桩体的支撑作用：松木桩复合地基以松木桩取代了与桩体体积相同的低模量、低强度土体，在承受外荷时，地基中应力按桩土应力比重新分配。应力向桩体逐渐集中，桩周土体所承受的应力相应减少，大部分荷载由松木桩承受。由于桩的强度和抗变形能力均优于土体，故而形成后的复合地基承载力、模量也优于原土体，从而达到减小变形，提高承载力的效果。二是挤密作用：松木桩施工时，采用锤击打入，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高，起到挤密作用。松木桩复合地基在施工中对桩间土体的挤密作用，使桩间土密实，从而使桩间土的承载力得到提高，压缩性降低。

2松木桩对软土地基加固的作用

桩体效用。松木桩复合地基中桩体的刚度比桩间土体的大，在荷载作用下，为了保持桩体和桩间土之间变形协调，地基中的应力将材料模量分配。因此，桩体上产生应力集中现象，使桩体承担较大比例的荷载，桩间土承担的荷载相应减少，可将地基荷载传递到深处土层，确保桩对地基的加固作用。随着桩体刚度的提高，其桩体效用发挥更加明显。

2.1垫层效用。松木桩复合地基的加固区，宏观上可视作—复合土体，其力学性能比原天然地基好。复合土体的强度指标，复合土体的复合模量都比天然地基的高，在荷载作用下，复合土体能起到均匀应力、增大压力扩散角、减小加固区下层土体中应力的作用。有利于提高地基承载力，减少地基沉降量。

2.2挤密效应。松木桩施工时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高，起到挤密作用，单个桩孔外侧土挤密效果试验表，孔壁附近的干密度接近或超过其最大干密度，其压实系数大于 +。径向外延密度逐渐减小到土体的天然密度。松木桩的挤密效果主要受桩孔间距、土的渗透性、土的含水量、土的干密度等几方面因素影响。松木桩复合地基在施工过程中对桩间土体的挤密作用，使桩间土压实，从而使桩间土的承载力得到提高、压缩性降低。

2.3柔性褥垫效用。松木桩复合地基通过在桩和基础间设置柔性褥垫层，使调整桩土相对变形的问题从根本上得到解决。褥垫层使桩间土的有效接触应力增加，提高了桩周土的抗剪强度，使得桩体承载力得到提高。褥垫层对于地基的不均匀

沉降也有一定的补偿作用。

3松木桩处理软土地基注意事项

3.1软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察和土工试验。只有查清土层和土质的情况，才能正确地进行设计和施工。

3.2必须从场地的土层和土质的特点出发，对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑，通过方案比较合理地选择地基处理方案。

3.3 一般软土厚度小于 5m 时较为适宜用松木桩处理，为了便于打桩，桩长不

宜超过 4m。

3.4 作端承桩时，为了保证桩尖能进入持力层，上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。

3.5 桩的材料必须用松木，因松木含有丰富的松脂，这些松脂能很好地防止地下水和细菌对其的腐蚀，价格也较为便宜。

3.6 松木桩适宜在地下水以下工作，对于地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区。不宜使用松木桩。

4松木桩处理软弱地基存在的问题

如前所述，虽然松木桩处理软弱地基有很多优点，但也存在一些问题。一是

桩身使用期限的不确定性。虽然民间有水下万年松的说法，但在沿海地区使用难

以查到资料；二是受力的不确定性，上述工程设计采用了 0.5 的材料折减系数，

仅是根据一些前人的经验值；三是材料问题，某些工程的松木采购涉及多个林场，跨越了几个县，因此单价偏高，经济效益难以显示。四是松木桩的定额单价问题，查水利部及广西水利厅已有的定额，还未有松木桩单价，因此也造成了工程预算

及结算等方面的困难。

5松木桩处理软弱地基的适应条件

只有查清土层和土质的情况，才能正确地进行设计和施工。再者，必须从场

地的土层和土质的特点出发，对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合

考虑，通过方案比较、合理地选择地基处理方案。一般软土厚度小于 /0 时较为适宜用松木桩处理，为了便于打桩，桩长不宜超过 0。作端承桩时，为了保证桩尖

能进入持力层，上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。

6松木桩的施工方法

压松木桩前，先清除基地以下30cm淤泥，使基础顶面大致平整。松木桩间

距50era，梅花形布置，预留桩头15～20cm，松木桩打入完成后，在桩间夯填

30cm厚片石灌碎石，加以夯实，使桩与桩之间挤紧。为了在打桩时能顺利贯人

地基，减少阻力，保护桩头，将松木桩尾部削成尖锥状。

根据打桩的方法不同，可分为人工打木桩和机械打木桩。常用的打桩机械有

手摇卷扬机和柴油打桩机，液压挖掘机亦经常用于打木桩。用液压挖掘机打桩时

需两人扶桩就位，将挖斗倒过来扣压木桩，将木桩压人地基一定深度自稳，然后

让扶桩人走开，由挖掘机将松木桩压下去，一般每3～5min即可打一条桩，工效

较高。为了使挤密效果好，提高地基承载力，打桩时必须由基底四周往内圈施打。桩的布置以梅花形为好，桩间距离不宜小于3倍桩径。打桩完毕后应按设计高程

锯平桩头，使每根桩的桩顶基本保持在同一水平面，清挖打桩时挤出的淤泥，在

桩顶铺设20～30cm厚级配砂石褥垫层并加以压实，然后再浇筑底板混凝土，以