松木桩在电力工程软弱地基处理中的应用

松木桩在电力工程软弱地基处理中的应用

发表时间：2016-04-19T10:39:53.160Z 来源：《电力设备》2015年第9期供稿作者：韦仕贤

[导读] 广西泰能工程咨询有限公司在软土地基上架设铁塔，必须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。

（广西泰能工程咨询有限公司，广西南宁 530023）

摘要：通过实际案例，对比三种不同的解决工程当中地基承载能力不足的方法，从技术、经济、施工便利性角度进行对比。

关键词：地基处理；地基承载力；应用

1、前言

软弱地基是送电线路设计中常遇到的不良地基，由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性小等特性，因此在软土地基上架设铁塔，必须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。目前对软弱地基土的处理有很多种方法，本文结合多年的工程实践，对采用、松木桩处理的方法经行探讨。

2、工程实例

在高压架空送电线路工程中，软弱地基是经常遇到的。下面就我们广西某220kV线路的直线塔桩位地基处理方法做个比较。以下是某工程D17塔位的地质情况，该塔位设计基础埋深为3.5m，是按全硬塑土进行设计的，但基坑开挖过程中驻现场设代人员反馈，在基坑开挖过程中发现存在有软塑层及地下水，后经补勘后实际地质情况如下，针对该案例的处理方式进行分析。

1、工程地质概况

针对以上地质情况来看，由于本塔位为直线塔，作用力不大，对该地质情况可以有很多种基础设计及地基处理方案，如1、更换基础型式，采用筏板基础。2、将6.6m深的灰岩层作为持力层，即把基础的埋深设计成6.6m。3、按原设计基础施工，对软弱下卧层进行地基土置换。4、按常规基础设计，软弱地基采用松木桩进行处理。如何采用轻便的技术措施对软弱层土部分进行加固。经比较分析，结合现场实际，建议采用松木桩对地基进行加固处理。

3、松木桩复合地基处理方法的可行性

3.1理论分析

3.1 地基采用松木桩挤密加固处理，松木桩、桩间土及碎石挤密层构成复合地基，地基承载力特征值取复合地基承载力特征值。

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。

复合地基的应力分布情况是比较复杂得，目前《电力工程地基处理技术规范》（DL/T 5024-2005）介绍的振冲桩、灰土桩、砂石桩和搅拌桩法等加固的地基的方法都是由两种强度和刚度不同的材料组成，即桩和桩间土构成，整个地基的承载力和变形都和这两者有关。

松木桩在设计和应用中的实例

松木桩用于地基处理时具有一些独特的性能，具体如下：1) 高强度且密度小，具有轻质高强的优点；2)弹性韧性好，能承受冲击和振动作用；3)在适当的保养条件下，有较好的耐久性；4)联结构造简单，易于加工，可制成各种形状的产品；5)松木桩具有较强的吸湿性和湿胀干缩性，干燥松木吸湿时，随着吸附水的增加，松木将发生体积膨胀；6)由于松木的组织结构特点，使得它具有较好的抗拉、抗压、抗弯和抗剪四种强度；7)松木桩如有缺陷易于从外表观察，不致将有疵病的木材用于重要结构。

3.2 松木桩的设计计算

参照《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 8.2.2条，按下式进行布置和设计：

本实例中，基底荷载总值为850kN，选粘性土层③为桩端持力层，地基土的容许承载力取值160kPa，基础埋深3.5m，经计算基础尺寸为2.8m×2.8m。持力层埋藏较浅，因而采用端承桩设计。根据(a)式，当以松木为材料，按经验取常规桩直径为150mm时，[σ]为2773．

4kPa。因而Pa=24．5kN／根，每平方米所需桩数为：n=4.43根/m2，实取5根/㎡，按梅花桩型布置。该工程的桩基底面积为144㎡，所需桩

数为720根。

3.3 使用松木桩需注意的部分问题：

1、基于基础的压力向基础外扩散，桩处理范围应大于基底范围，处理宽度宜在基础外缘扩大1~3排。对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m。

2、为提高群桩的水平刚度，砂石桩顶部应铺设一层厚度为300~500mm的砂石垫层。块石层只能人工铺设，要尽量把松木桩一根一根挤紧。

3、当松软土层厚度不大时，砂石桩桩长宜穿过松软土层。

4、当松软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂石桩桩长应不小于最危险滑动面以下2的深度；对按变形控制的工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物的地基变形量允许值并满足软弱下卧层承载力的要求。

5、松木桩复合地基的设计方法和普通复合地基相似，只不过桩心距往往很小。

4、结语

实践证明，松木桩处理软弱地基时，有施工便利、经济效益显著的优点，它可避免大量的土方开挖。因而在松木资源较为丰富的地区，用松木桩处理软弱地基在经济和技术上是可行的，它不失为一种处理软弱地基的有效手段。

上述分析只是在工程实践中的一点经验和感悟，随着科学技术的发展，换层法地基处理将会得到更好的完善，在以后的工程实践中得到广泛的应用。