平远县县城防洪堤工程软弱地基处理探讨

　　摘要：目前针对软弱地基的不同构成有很多不同处理方法，根据我县县城防洪堤工程基础存在软弱地基的问题，主要对松木桩处理软弱地基的问题进行一些探讨。
　　关键词：防洪堤；软弱地基处理
　　1．工程概况
　　县城防洪堤工程位于平远县大柘镇（县城），该堤围长13.6km，，该工程防护面积达2000公顷，可捍卫农田1.5万亩，捍卫人口5.9万人，捍卫固定资产30亿元。防洪标准为50年一遇，工程等级为3级，堤身迎水面大部分采用浆砌石重力式防护墙，堤高约5～6m。该工程由2008年1月开工，2009年12月完成。该工程堤段有局部地基为软弱地基，其中岭下河段有一段长100m左右都为软弱地基的较长地段。
　　2．软弱地基的种类及常见的处理方法
　　软弱地基是一种不良地基，由于软土具有强度低、压缩性高和透水性很小等特性，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形等不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。
　　软弱地基的种类很多，按成因一般可分为人工填土地基；海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基；各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上复杂性，它们的共同特点是承载力低、压缩性高。目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理，对含水量和孔隙比比较大的软弱地基一般采用砂桩、石灰桩，化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性，处理方法选择是否合理，直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。在实际工程中，松木桩处理软弱地基的问题较少提及，笔者认为在条件许可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷，而且费用也较为经济合理。
　　3.本工程软弱地基处理措施
　　3.1以本工程岭下河段100m软弱地基为例，该段地基地质剖面自上而下由淤质砂粘土、含淤质砂砾石、砂卵砾石构成。淤质砂粘土呈软塑状，下部的含淤质砂砾石呈中密状，是较为理想的持力层。持力层的实际埋深约为3.5m。根据该工程遇到的实际问题，我们对本工程软弱地基处理措施提出了三个方案：①采用松木桩处理；②采用砼预制桩处理；③采用换土垫层法处理。
　　4.方案分析
　　4.1采用松木桩处理
　　4.1.1松木桩的设计计算
　　在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计计算：
　　s=
　　
　　式中：s——桩的间距（m）
　　D——桩径（m）
　　e0——挤密前土的天然孔隙比
　　e1——挤密后作要求达到的孔隙比
　　n——每m2桩的根数
　　A——每m2地基所需挤密桩面积，A=（e0-e1）/(1+e0)
　　AP——单桩横截面积(m2)
　　在设计中，当桩端有硬壳层存在时，可作为端承桩，按下式设计计算：
　　Pa=
　　n=W/Pa
　　式中：Pa——单桩承载力
　　——纵向弯曲系数，与桩间土质有关，一般可取1
　　——桩材料的应力折减系数，木桩取0.5
　　——桩材料的容许压力，kPa
　　W——基础底压应力，KN
　　该防护墙高约5.5m，其单位长度基础附加应力及自重总值为W=225KN/m。基础埋深1.5米，单位基础尺寸为2.65×1.0m2。持力层埋藏较浅，因而采用端承桩设计。根据公式Pa=，当以松木为材料，桩直径为12cm时，取为2500kPa。
　　Pa=1×0.5×2500×(0.12/2)2π=14.13KN/根
　　每平方米所需桩数为
　　n=225/(2.65×1.0×14.13)=6根/m2
　　实取6根/m2
　　该段工程的桩基底面积为265m2，所需桩数：265×6=1590根
　　4.1.2松木桩布置与施工
　　按防护墙的设计基础深度及施工作业宽度首先进行基础开挖，基础开挖深度为1.5m，然后进行松木桩施工，松木桩按梅花形进行布置，松木桩打入软土地基采用现场挖掘机压入，桩底应承载于砂砾石地基，由于软土地基深度不是很均等，所以对松木桩长度要进行适当的调整。全部打桩完毕后，在桩顶面铺设20cm厚砂砾石，加以夯实，然后进行防护墙基础施工。
　　4.2采用砼预制桩处理
　　砼预制桩横断面尺寸采用10cm×10cm，桩长2.0m，砼桩采用预制，强度标号为C20，需28天龄期达到强度标准才能用来施工。
　　4.3采用换土垫层法处理
　　将软土层开挖掉，然后换填砂砾石进行夯实至防护墙设计基础深度，然后进行防护墙基础施工。
　　4.4技术经济比较
　　根据建筑预算定额，采用松木桩处理，φ12cm的松木桩2.0m长每根桩工料费为15元/根，总费用1590×15=2.39万元；采用砼预制桩处理，若用10cm×10cm混凝土预制短桩约需3.2万元，由于现场无较宽阔的平地，且县城防洪堤线路长，而局部软弱地基也比较分散，砼桩预制需外面租用一块较大的平地预制砼桩，且砼桩预制时间长，而工程量大，时间紧；采用换土垫层法处理，需工程费2.6万元，换土垫层需开挖基础较深，并且因地下水位较高，需配置多台较大功率的抽水机，施工时间长且施工难度大。
　　通过技术经济比较，采用松木桩处理施工方便，施工时间少，又经济合理，确定采用松木桩处理方案。
　　5.松木桩处理软弱地基的适应条件
　　根据工作中的一些实践，软弱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，才正确地进行设计和施工；再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。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。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。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。
　　6.小结
　　县城防洪堤工程软弱地基段都采用松木桩处理，该工程通过使用和观测证明，结构稳定安全。软弱地基采用松木桩处理，其工程施工较为便捷，能节省施工时间，工程稳定安全，而且费用也较为经济合理，所以该工程采用松木桩处理是较为合理的选择。
　　参考文献
　　［1］冯国栋主编《土力学》,水利电力出版社。
　　［2］邓学成、孙万和主编《工程地质》，水利电力出版社。
　　［3］齐金苑、于文成主编《水利工程建设百科全书》第一册水利工程地质处理。