河道木桩的重量差异主要受直径、木材种类、含水率及处理工艺影响,其中直径变化对重量的影响为显著。以松木为例,密度约为0.45吨/立方米(含水率15%时),若木桩长度为3米,直径20厘米与40厘米的木桩重量差异可达4倍以上。
直径与重量的非线性关系
木桩体积公式为πr²h,重量=体积×密度。直径增加一倍(半径增2倍),体积将扩大4倍,重量同步倍增。例如:
- 直径20cm:体积≈0.094m³ → 重量≈42kg
- 直径40cm:体积≈0.377m³ → 重量≈170kg
单根木桩重量差达128kg,若批量使用,运输成本和施工机械选型均需调整。
其他影响因素
1. 木材种类:硬木(如橡木密度0.75吨/m³)比软木(如杉木0.38吨/m³)增重近1倍;
2. 含水率:新鲜木材含水率30%时,重量比干燥木材增加15%-20%;
3. 防腐处理:加压注入防腐剂可使单根木桩增重5%-8%。
工程应用考量
大直径木桩(>35cm)多用于抗冲刷区,但需配套重型打桩设备;中小直径(20-30cm)适用于护坡,可通过人工或轻型机械施工。建议施工前按《LY/T 2719-2016》标准抽样实测含水率,并预留10%-15%的重量冗余应对水文侵蚀。实际工程中,直径每增加10cm,单桩成本将上升25%-30%,需综合力学需求与经济性进行选型。