打樁木的重量差異主要取決于木材種類、含水率和直徑尺寸,其中直徑變化對(duì)重量的影響為顯著。在相同材質(zhì)和含水率條件下,直徑增加會(huì)呈幾何級(jí)數(shù)提升單位長(zhǎng)度重量,這一特征在工程選材時(shí)需要特別關(guān)注。
從物理計(jì)算角度,木材重量與截面積成正比。以直徑20cm和30cm的圓木為例,截面積分別為314cm2和706cm2,后者是前者的2.25倍。若使用密度0.5g/cm3的松木,6米長(zhǎng)木樁的重量差異可達(dá):(706-314)*600*0.5=117.6kg。當(dāng)直徑增至50cm時(shí),截面積達(dá)1963cm2,較20cm木樁增重近5倍。這種非線性增長(zhǎng)特性意味著大直徑木樁需要配套更強(qiáng)的運(yùn)輸設(shè)備和打樁機(jī)械。
實(shí)際工程中還需考慮含水率變量。新鮮松木含水率約30%時(shí),密度可達(dá)0.6g/cm3,經(jīng)干燥處理后降至0.4-0.5g/cm3。直徑50cm的6米濕材比干材重約353kg。不同樹種的影響同樣明顯,如橡木密度(0.75g/cm3)較杉木(0.4g/cm3)高出近倍,直徑30cm的橡木樁比同尺寸杉木重約600kg。
在施工規(guī)劃時(shí),直徑選擇需平衡承載力需求與操作成本。大直徑木樁雖能提供更高承載強(qiáng)度,但會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸成本指數(shù)上升(每車次運(yùn)量減少)、吊裝設(shè)備升級(jí)(可能需要100噸級(jí)以上起重機(jī))、打樁能耗增加(柴油錘規(guī)格提升)等連鎖成本。經(jīng)驗(yàn)表明,直徑每增加10cm,綜合施工成本約上升15-20%。因此,計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載,選擇經(jīng)濟(jì)直徑范圍尤為關(guān)鍵,通常建議通過(guò)試樁測(cè)試確定規(guī)格。