浅谈树根桩法在建筑工程加固中的应用

分类：建筑设计论文发表 时间：2011-09-21 08:25 关注：(1)

浅谈树根桩法在建筑工程加固中的应用

李书江

摘要：树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。它不仅可以用于新建工程的地基处理，也可以用于现有工程的基础托换。特别是对于场地狭窄，净空低矮的工程现场，其优点尤为突出，树根桩进行了论述，同时，又阐明了树根桩的基本施工工艺。

关键词：树根桩 理论 施工工艺

1、 树根桩的基本理论内涵

树根桩类似于小直径的钻孔灌注桩，直径通常为150MM至200MM，最大的300MM，桩长一般小于30M，根据受力状况可作成垂直桩，也可作为斜桩，在市政工程中树根桩可用作基坑围护结构，可用作侧向支护，保护地下管线和临近建筑物，又可作抗渗帷幕，防止出现流砂，作为一根桩，可以承受垂直荷载，增加地基的承载力，它是利用小型钻机按设计直径，钻进至设计深度，然后放入钢筋笼，同时放入灌浆管，注入水泥浆或水泥砂浆，结合碎石骨料成桩，树根桩可以根据需要，做成垂直的，也可以是倾斜的，可以是单根的，也可以是成束的，可以是端承桩，也可以是摩擦桩。

树根桩法的适用范围：树根桩法适用于淤泥，淤泥质土，粘性土，粉土，砂土，碎石土及人工填土等地基上既有建筑的修复和增层，古建筑的整修，地下铁道的穿越等加固工程。

树根桩施工应符合下列规定：桩位平面允许偏差正负200MM，直桩垂直度和斜桩倾斜度偏差均应按设计要求不得大于1%，可采用钻机成孔，穿过原基础混凝土，在土层中钻孔时宜采用清水或天然泥浆护壁。也可以套管，钢筋笼宜整根吊放。当分布吊放时，节间钢筋搭接焊缝长度双面焊不得小于5倍钢筋直径，单面焊不得小于10倍钢筋直径。注浆管应直插到孔底。需二次注浆的树根桩应插两根注浆管，施工时应缩短吊放和焊接时间。当采有碎石和细石填料时，填料应经清洗，投入量不应小一计算桩孔体积的0.9倍，填灌时应同时用注浆管注水清孔，注浆材料可采用水泥浆液，水泥砂浆或细石混凝土，当采用碎石填灌时，注浆应采用水泥浆，注浆施工时应采用间隔施工，间歇施工或增加速凝剂掺量等措施，以防止出现相邻桩冒浆和串孔现象，树根桩施工不应出现缩颈和塌孔。拨管后应立即在桩顶填充碎石，并在1-2M范围内补充注浆。

2、树根桩施工应符合下列规定：

（1）桩位平面允许偏差±20mm；直桩垂直度和斜桩倾斜度偏差均应按设计要求不得大于1%。

（2）可采用钻机成孔，穿过原基础混凝土。在土层中钻孔时宜采用清水或天然泥浆护壁，也可用套管。

（3）钢筋笼宜整根吊放。当分节吊放时，节间钢筋搭接焊缝长度双面焊不得小于5倍钢筋直径。单面焊不得小于10倍钢筋直径。注浆管应直插到孔底。需二次注浆的树根桩应插两根注浆管，施工时应缩短吊放和焊接时间。

（4）当采用碎石和细石填料时，填料应经清洗，投入量不应小于计算桩孔体积的0.9倍，填灌时应同时用注浆管注水清孔。

（5）注浆材料可采用水泥浆液、水泥砂浆或细石混凝土，当采用碎石填灌时，注浆应采用水泥浆。

（6）当采用一次注浆时，泵的最大工作压力不应低于1.5MPa,开始注浆时,需要1MPa的起始压力，将浆液经注浆管从孔底压出，接着注浆压力宜为0.1-0.3MPa，使浆液逐渐上冒，直至浆液泛出孔口停止注浆。

当采用二次注浆时，泵的最大工作压力不应低于4MPa。待第一次注浆的浆液初凝时方可进行第二次注浆，浆液的初凝时间根据水泥品种和外加剂掺量确定，可控制在45-60min范围.第二次注浆压力宜为2-4MPa,二次注浆不宜采用水泥砂浆和细石混凝土。

（7）注浆施工时应采用间隔施工、间歇施工或增加速凝剂掺量等措施，以防止出现相邻桩冒浆和串孔现象。树根桩施工不应出现缩颈和塌孔。

（8）拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1-2m范围内补充注浆。

3、树根桩的基本施工工艺

成孔 树根桩的成孔，一般是采用小型钻机钻孔，采用水或泥浆作为循环冷却钻头和除渣手段，同时循环水在钻进过程中，水和泥土搅拌混合在一起亦变成泥浆状。有时为了提高树根桩的承载力，多采用正循环方法，当遇到较硬土层时，换上水力扩孔钻头，以达到扩孔目的。在饱和软土层钻进时，经常遇到流砂层，钻进时，进尺速度要慢，依靠岩心管在流砂层表面磨动旋转，加上孔内泥浆，使其孔壁表面形成泥皮，以达到护孔目的。表土层松散时，用套管护孔，套管口一般高出地面10厘米，钻至设计标高时，进行清孔，到溢出较清的水为止。

清孔 成孔后对孔内泥浆转换，达到要求的一定比重泥浆水或基本达到溢出清水。

钢筋笼的制作 钢筋笼根据设计荷载确定其含量钢量，每段钢筋笼的长度可以视现场条件和机具的吊放能力而定。一般每节长5-6米，钢筋笼的接头采用绑扎或焊接均可，其搭接长度应符合规范要求，由于树根桩的直径均较小，故钢筋的混凝土保护层1.5-2.9厘米，对于特殊要求另作处理。

灌浆管的制作 灌浆管的制作，当考虑拔出时，接头处采用外缩节，使外管壁光滑，容易从砂浆中拔出。为防止泥浆进入管内，需在管底口用黑胶布或聚乙烯胶布封住，在管底口以上1.0米范围做成花管形状，其孔眼直径0.8厘米，纵向间距10厘米，竖向四排，灌浆管一般放在钢筋笼内，一起放到钻孔内。

灌浆成孔 在钢筋笼和灌浆管沉入钻孔之后，压入水泥砂浆，灌浆管在灌注过程中，一般要埋入水泥浆中2-3米，以保证桩体的质量。灌浆后，立即投入碎石（5-25厘米）用钢筋插捣，使骨料均匀分布于桩身。

注浆 注入搅拌好并经筛选的浆液，浆液采用水泥砂浆，水灰比宜为0.4-0.5，配经为0.5：1.0：0.3（重量比 水：水泥：砂）黄砂采用细砂，颗料均匀，最大粒径不超过0.5MM。采用二次注浆工艺，在第一次注浆初凝后，方可进行第二次注浆，第一次注浆工作压力1.5-2.0MPA，第二次为2.0-4.0MPA。

4、 现场监测

经监测单位现场布置测点，定时观测建筑物沉降和根桩桩桩顶侧向位移，得出三点结论：树根桩基坑围护桩顶侧向位移各测点实测值在9MM-12MM，临近建筑物沉降变形各测点测值在8MM-10MM。基坑围护稳定性良好，临近建筑物未出现明显裂缝，达到了预定的效果，树根桩顶位移量，临近建筑物降量，主要发生在基坑开挖过程中，基坑开挖完毕，变形量明显减少，尤其当基坑内浇筑了混凝土垫层和防汛墙承台后，沉降速度迅速减少，土体开始趋于稳定状态，基坑开挖经过两次暴雨后，可见树桩间结合处局部有少量泥砂随流溢出，为安全起见，应尽早浇筑混凝土垫层和防汛墙台和墙身，缩短基坑暴露时间，是减少地表沉降，保护临近建筑物安全的首要条件。

结束语

实测和计算表明，树根桩作为浅基坑围护技措施术是可行的，地表沉降小，桩顶位移小，引起临邻近建筑物沉降变形在允许范围内，现场施工监测，信息反馈，指导基坑开挖和围护是必不可少的施工技术手段，树根桩作为浅基坑围护，相对其它施工技术措施较经济，噪音少，对周围环境干扰少，不仅具有经济效益，而且具有社会效益。