浅谈打桩木的发展历史和应用

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使用木桩基础在我国有着悠久历史，可以追溯至远古时期。当人类有简单的土木工程活动时，就开始用木桩加固地基。

早在新石器时代，人类在湖泊和沼泽里，木桩搭台作为水上的住所。

浙江余姚河姆渡新时期文化遗址就发现了木桩的遗迹，距今已超过6000年。

河姆渡遗址的木桩

汉代用木桩修筑桥梁。

到宋代，木桩技术已经相当成熟。上海龙华塔和太原的晋祠圣母殿都是北宋年间修建的以桩基为基础的著名建筑。

晋祠圣母殿

在20世纪初我国沿海地区高层建筑软土地基处理大多采取木桩基础，上海外滩黄浦江沿岸所有的高层建筑，包括百年外白渡桥的桥墩，也都是采用木桩基础施工工艺。

19世纪末到20世纪初，中国境内修建的铁路桥梁桩基大量使用松木桩，直至上部结构废弃为止，桩基础尚未破坏。从废弃的桥梁桩基所取出的桩体来开，历经百年的动力荷载，木材的成色和强度并未发生多少变化。

可见，木桩打入土层之中，其工作环境与空气隔绝，桩的耐久性是可以保证的。

河南信阳罗山县公路桥的木桩

河南信阳罗山县境内一座公路桥，桥墩基础是木桩。裸露的木桩群承载着高大的混凝土桥墩和公路桥梁路面。

这曾经引发人们的疑虑，莫非是建桥时的偷工减料？几根木桩何以能承受公路桥梁巨大的动静荷载？据有关部门确认，该桥系原312国道上的狮河桥，建于1938年。

 

中山纪念堂的木桩

20世纪20～30年代，美国生产的红雪松木材，通过船运大量运进中国沿海地区，在上海、天津和广州等大城市使用极为普遍，通过充分的科学考察和工程实践经历，才促使疑虑消除，达成共识，使中山纪念堂工程得以顺利完成。

中山纪念堂平面呈八角形，建筑面积约5000多m，根据地基承载力的需要，分别选用不同直径和桩长的红雪松木桩，直径为25.34~15.2cm，桩长3.66-12.2m，共计2037根，是当时国内各大城市建设用木桩之最。

 

木桩的设计方法

目前国内的规范没有专门针对木桩的规定，业界偶尔用之，也是借用现有的桩基规范，参照混凝土桩的计算方法而已。

根据在软土地基上工程建设的实践经验，软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察。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。

为了充分发挥松木桩的承载能力，施工时要注意如下要点：

1.为了减少阻力，保护桩头，常将松木桩尾部削成锥形，以便于减少沉桩的阻力。

2.打桩的方法，有人工打桩和机械打桩两种。常用的打桩机械有手摇卷扬机和柴油打桩机。桩头一般采用钢制的罩子予以保护，防止劈裂。

3.为了挤密效果，打桩时应该由四周向内圈施打，以降低桩被挤歪的程度。

4.桩的布置一般用梅花形，间距不小于三倍桩径。

木桩的防腐问题

木桩长期处于地下，受地下水浸泡，还有木材纤维能经得住细菌虫蛀的侵蚀吗？木桩腐朽是否会影响桩基的承载能力？

这些疑问在1928年广州中山纪念堂建造时，曾引起激烈的争论，原因就是纪念堂基础设计大量使用木桩。广东地区地处潮湿环境，木材易腐朽。中山纪念堂的设计者是我国著名建筑师吕彦直(1894—1929)，以切身工程实践经历和对木桩选用木材的性能，做出详尽的科学分析，以理服人，使这场风波得以平息。

 

中山纪念堂木桩的木材，有别于其他物种的木材。木桩选的是美国进口的红雪松。

18世纪有人无意发现在太平洋西岸沙滩上，树立许多木雕神像，都是用直径2m粗的整根大树雕刻而成，是当地土著印第安人图腾膜拜的木雕神像，任凭日晒雨淋、潮汐拍打、海水浸泡，屹立千年不朽，完好如初，这一现象曾引起木业界人士高度重视。

经研究发现，木雕神像使用木材，名日西部红雪松针叶树种，只生长在北美西部太平洋海岸高山地带的原始森林中，呈带状分布，是天然原始森林资源，树干挺拔粗长，直径2m以上，平均高度60-80m，红雪松树生长缓慢，树的剖面呈红至深棕色，纹理顺直，纤维组织均匀，具有极高的抗腐蚀性能，由于在木材纤维中含有一种醇类物质和酸性物质，可以防止腐蚀和菌种的生长和繁殖，有驱避各种昆虫虫蛀的功能，还有红雪松的木质稳定性，不论遇到极度干燥和潮湿环境，都不会产生干缩和膨胀变形，是优质的天然防腐木材。

另外，松木之所以适合用作桩体，因松木含有丰富的松脂，这些松脂能较好地防止地下水和细菌对其的腐蚀。

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。

 

现代工程中木桩的应用

现代工程中，一般以软土地区的园林、景观项目居多。大型的建筑和重要的桥梁则应用不多见矣。

 

实践证明，短木桩处理软弱地基时，有施工方便、经济效益明显的优点，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技术上是可行的，它不失为一种处理软弱地基的较为经济的手段。

另外，需要考虑木材和环保的关系。如果当地木材不多，需要远距离调配，则综合成本势必过高，技术经济性能不佳。

 

参考文献

桩基工程手册，第二版，龚晓南；

松木桩在加固挡墙地基中的应用_pdf；

一种经济的软弱地基处理方法，范春韡；

木桩的故事，陈维伟。

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