駁岸木樁的重量差異主要受直徑、木材密度及長度影響,其中直徑變化帶來的重量差異較為顯著。在材質(zhì)和長度相同的前提下,重量與直徑的平方成正比關(guān)系,因此直徑增加會引發(fā)重量非線性增長。
重量計算原理
木樁體積公式為V=πr2L(r為半徑,L為長度)。假設(shè)使用松木(密度約0.45t/m3),長度固定為2米:
- 直徑15cm(半徑0.075m):V=3.14×0.0752×2≈0.035m3,重量≈16kg;
- 直徑30cm(半徑0.15m):V=3.14×0.152×2≈0.141m3,重量≈63kg。
直徑翻倍使體積增長4倍,重量同步增至4倍,單位長度重量差達23.5kg/m。
工程應(yīng)用影響
1. 運輸成本:直徑30cm木樁單根重量超60kg,需機械裝卸,較15cm木樁人力搬運成本增加3倍;
2. 結(jié)構(gòu)適配性:粗樁適用于水流沖刷強烈區(qū)域,但重量大會增加打樁機功率需求;
3. 含水率變量:新伐木材含水率30%時,實際重量比干燥狀態(tài)增加15%-20%,直徑越大該增量越明顯。
選型建議
河道治理項目需綜合評估水力荷載與施工條件:
- 低流速區(qū)域選用15-20cm木樁,單重15-25kg,適合人工布設(shè);
- 主航道區(qū)建議25cm以上,雖單根重40kg+,但抗剪切能力提升50%以上。
通過直徑-重量曲線可發(fā)現(xiàn),當(dāng)超過35cm后,每增加5cm直徑,重量增幅達30%,此時需專項核算基礎(chǔ)承載力。
綜上,駁岸木樁直徑差異會引發(fā)顯著的重量變化,工程設(shè)計中需將重量參數(shù)納入成本與結(jié)構(gòu)安全雙重評估體系。