樹根樁公路地基加固技術(shù)在施工中的應(yīng)用

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　樹根樁于20世紀(jì)三十年代初起源于意大利,近年來有很大發(fā)展,它很適于荷載小而分散的中小型工業(yè)與民用建筑。它不僅可用于新建工程的地基處理,也可用于現(xiàn)有工程的基礎(chǔ)托換,特別是對(duì)于場(chǎng)地狹窄,凈空低矮的工程現(xiàn)場(chǎng),其優(yōu)點(diǎn)尤為突出。樹根樁不僅可以承受壓力,也可用以承受拉力或拉壓交替的荷載。一束不同方向的小樁便可稱為樹根樁。

　　一、樹根樁設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:

　　1.樹根樁的直徑應(yīng)為150～300mm,極長(zhǎng)不超過30m的直極型或網(wǎng)樁結(jié)構(gòu)斜型樁。

　　2.樹根樁的單樁承載力的確定,尚應(yīng)考慮既有建筑的地基變形條件的限制和考慮樁身材料的強(qiáng)度要求。

　　3.樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不小于C20,對(duì)軟弱地基,主要承受豎向荷載時(shí),鋼筋長(zhǎng)度不得小于1/2樁長(zhǎng);主要承受水平荷載時(shí),應(yīng)全長(zhǎng)配筋。

　　4.樹根樁設(shè)計(jì)時(shí),尚應(yīng)對(duì)既有建筑的基礎(chǔ)進(jìn)行有關(guān)承載力的驗(yàn)算。當(dāng)不滿足上述要求時(shí),應(yīng)先對(duì)原基礎(chǔ)進(jìn)行加固或增設(shè)新的樁承臺(tái)。

　　二、樹根樁的應(yīng)用范圍

　　1.建筑物需要加層(或上部增加荷載),地基和基礎(chǔ)承載力不足時(shí);

　　2.由于地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)和施工原因,建筑物建成后,發(fā)生不均勻沉降;

　　3.由于市政工程,如地鐵或隧道通過建筑物下面地基土層時(shí),為防止建筑物的不均勻沉降;

　　4.古建筑的地基基礎(chǔ)加固;

　　5.對(duì)巖石和土體邊坡穩(wěn)定加固等。

　　三、樹根樁的設(shè)計(jì)

　　1.樹根樁作為支承樁時(shí),單樁承載力可采用下述方法確定:

　?、賳螛逗奢d試驗(yàn);

　?、趨⒖纪惞こ藤Y料;

　?、郯茨Σ翗对O(shè)計(jì):

　　Rkd=Σqili.Up/K

　　式中:

　　Rkd —— 單樁容許承載力(KN);

　　Up —— 樁周長(zhǎng)(m);

　　qi —— 第i層土的極限摩阻力(KPa);

　　li —— 第i層土中的樁長(zhǎng)(m);

　　K —— 安全系數(shù),一般可取2。

　　2.設(shè)計(jì)樹根樁樁身強(qiáng)度時(shí),樁身混凝土軸心抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足下式要求:

　　Rkd /Ap≤250fcu,k

　　式中: Rkd —— 單樁容許承載力(KN)

　　Ap —— 樁身截面積(㎡)

　　fcu,k—— 邊長(zhǎng)為15cm的樁身混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度(MPa)。樁身混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)不小于C15級(jí)。

　　3.樹根樁采用的碎石骨料粒徑宜在10～25mm范圍內(nèi),鋼筋籠外徑宜小于設(shè)計(jì)樁徑40～60mm。對(duì)作為支承樁的樹根樁,宜注水泥砂漿,配比為:水:水泥:砂=0.5:1.0:0.3(重量比),砂粒粒徑不宜大于0.5mm。樹根樁成樁時(shí)可根據(jù)需要摻入適量的早強(qiáng)劑和減水劑。

　　四、樹根樁的基本施工工藝

　　1.成孔

　　樹根樁的成孔,一般是采用小型鉆機(jī)鉆孔,采用水或泥漿作為循環(huán)冷卻鉆頭和除渣手段。同時(shí)循環(huán)水在鉆進(jìn)過程中,水和泥土攪拌混合在一起亦變成泥漿狀。有時(shí)為了提高樹根樁的承載力,多采用正循環(huán)方法,當(dāng)遇到較硬土層時(shí),換上水力擴(kuò)孔鉆頭,以達(dá)到擴(kuò)孔目的。在飽和軟土層鉆進(jìn)時(shí),經(jīng)常遇到流砂層,鉆進(jìn)時(shí),進(jìn)尺速度要慢,依靠巖心管在流砂層表面磨動(dòng)旋轉(zhuǎn),加上孔內(nèi)泥漿,使其孔壁表面形成泥皮,以達(dá)到護(hù)孔目的。表土層松散時(shí),用套管護(hù)孔,套管口一般高出地面10厘米。鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),進(jìn)行清孔,到溢出較清的水為止。

　　2.清孔

　　成孔后對(duì)孔內(nèi)泥漿轉(zhuǎn)換,達(dá)到要求的一定比重泥漿水或基本達(dá)到溢出清水。

　　3.鋼筋籠的制作

　　鋼筋籠根據(jù)設(shè)計(jì)荷載確定其含鋼量,每段鋼筋籠的長(zhǎng)度可以視現(xiàn)場(chǎng)條件和機(jī)具的吊放能力而定,一般每節(jié)長(zhǎng)5～6米,鋼筋籠的接頭采用綁扎或焊接均可,其搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范要求。由于樹根樁的直徑均較小,故鋼筋的混凝土保護(hù)層1.5～2.0厘米,對(duì)于特殊要求另作處理。

　　4.灌漿管的制作

　　灌漿管的制作,當(dāng)考慮拔出時(shí),接頭處采用外縮節(jié),使外管壁光滑,容易從砂漿(或混凝土)中拔出。為防止泥漿進(jìn)入管內(nèi),需在管底口用黑膠布或聚乙烯膠布封住,在管底口以上1.0米范圍做成花管形狀,其孔眼直徑0.8厘米,縱向間距10厘米,豎向四排,灌漿管一般放在鋼筋籠內(nèi),一起放到鉆孔內(nèi)。

　　5.灌漿成孔

　　在鋼筋籠和灌漿管沉入鉆孔之后,壓入水泥砂漿,灌漿管在灌注過程中,一般要埋入水泥漿中2～3米,以保證樁體的質(zhì)量。灌漿后,立即投入碎石(5～25厘米),用鋼筋插搗,使骨料均勻分布于樁身。

　　6.注漿

　　注入攪拌好并經(jīng)篩選的漿液,漿液采用水泥砂漿,水灰比宜為0.4至0.5,配經(jīng)為0.5:1.0:0.3(重量比水:水泥:砂)。黃砂采用細(xì)砂,顆粒均勻,最大粒徑不得超過0.5mm。采用二次注漿工藝,在第一次注漿初凝以后,方可進(jìn)行第二次注漿,第一次注漿工作壓力1.5~2.0Mpa,第二次2.0~4.0Mpa。

　　五、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

　　經(jīng)監(jiān)測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)布置測(cè)點(diǎn),定時(shí)觀測(cè)建筑物沉降和樹根樁樁頂側(cè)向位移,得出三點(diǎn)結(jié)論:

　　(1)樹根樁基坑圍護(hù)樁頂側(cè)向位移各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值在9mm至12mm,臨近建筑物沉降變形各測(cè)點(diǎn)測(cè)值在8mm至10mm?；訃o(hù)穩(wěn)定性良好,臨近建筑物未出現(xiàn)明顯裂縫,達(dá)到了預(yù)定的效果。

　　(2)樹根樁頂位移量,臨近建筑物降量,主要發(fā)生在基坑開挖過程中。基坑開挖完畢,變形量明顯減少,尤其當(dāng)基坑內(nèi)澆筑了混凝土墊層和防汛墻承臺(tái)后,沉降速度迅速減少,土體開始趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

　　(3)基坑開挖經(jīng)過兩次暴雨后,可見樹根樁間結(jié)合處局部有少量泥砂隨流溢出,為安全起見,應(yīng)盡早澆筑混凝土墊層和防汛墻承臺(tái)和墻身,縮短基坑暴露時(shí)間,是減少地表沉降,保護(hù)臨近建筑物安全的首要條件。

　　六、結(jié)語

　　(1)實(shí)測(cè)和計(jì)算表明,樹根樁作為淺基坑圍護(hù)技措施術(shù)是可行的,地表沉降小,樁頂位移小,引起臨鄰近建筑物沉降變形在允許范圍內(nèi)。

　　(2)現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)測(cè),信息反饋,指導(dǎo)基坑開挖和圍護(hù)是必不可少的施工技術(shù)手段。

　　(3)樹根樁作為淺基坑圍護(hù),相對(duì)其它施工技術(shù)措施較經(jīng)濟(jì),噪音小,對(duì)周圍環(huán)境干擾小,不僅具有經(jīng)濟(jì)效益,而且具有社會(huì)效益。