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項目管理系統(tǒng)

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樹根樁在地基加固和托換技術(shù)上的應(yīng)用

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一、簡 介
    樹根樁是一種小型鉆孔灌注樁,直徑為13~30厘米,樁長5~25米。它是利用小型鉆機(jī)按設(shè)計直徑,鉆進(jìn)至設(shè)計深度,然后放入鋼筋籠,同時放入灌漿管,注入水泥漿或水泥砂漿,結(jié)合碎石骨料成樁。樹根樁可以根據(jù)需要,做成垂直的,也可以是傾斜的,可以是單根的,也可以是成束的,可以是端承樁,也可以是摩擦樁。
    樹根樁于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,特別是對于場地狹窄,凈空低矮的工程現(xiàn)場,其優(yōu)點尤為突出。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。我國從八十年代初開始研究應(yīng)用樹根樁于古建筑和現(xiàn)代建筑物的地基加固工程中,用該技術(shù)為蘇州虎丘塔地基加固獲得成功。我公司于1987年在黃埔發(fā)電廠首次應(yīng)用樹根樁加固切換井基礎(chǔ)獲得成功;1988年在黃埔開發(fā)區(qū)作了兩根試驗樁,取得了較理想的試驗結(jié)果,之后廣泛應(yīng)用于軟土地基加固和基礎(chǔ)托換工程中。
    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;
    2.由于地質(zhì)勘察、設(shè)計和施工原因,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,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.對巖石和土體邊坡穩(wěn)定加固等。
    三、樹根樁托換的優(yōu)點
    1.所需施工場地較小,一般平面尺寸0.6M×1.8M,凈空高度2.2M就能施工;
    2.施工時噪音小,振動小,對已損壞需托換的建筑物比較安全;
    3.所有操作都可在地面上進(jìn)行,比較方便;
    4.壓力灌漿使樹根樁與地基土緊密結(jié)合,樁和承臺聯(lián)結(jié)成一整體;
    5.樁徑很小,因而施工對承臺和地基土幾乎不產(chǎn)生擾動;
    6.可在各種類型的土中制作樹根樁。
    四、樹根樁的設(shè)計1.樹根樁作為支承樁時,單樁承載力可采用下述方法確定:
    ①單樁荷載試驗;
    ②參考同類工程資料;
    ③按摩擦樁設(shè)計:Rkd=Σqili??Up/K式中:Rkd —— 單樁容許承載力(KN);
    Up —— 樁周長(m);
    qi —— 第i層土的極限摩阻力(KPa);
    li —— 第i層土中的樁長(m);
    K —— 安全系數(shù),一般可取2. 2.設(shè)計樹根樁樁身強(qiáng)度時,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(m2)
    fcu,k—— 邊長為15cm的樁身混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度(MPa)。樁身混凝土標(biāo)號應(yīng)不小于C15級。
    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)計樁徑40~60mm.對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.樹根樁成樁時可根據(jù)需要摻入適量的早強(qiáng)劑和減水劑。
    五、樹根樁的施工工藝
    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,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,經(jīng)常遇到流砂層,鉆進(jìn)時,進(jìn)尺速度要慢,依靠巖心管在流砂層表面磨動旋轉(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,用套管護(hù)孔,套管口一般高出地面10厘米。鉆至設(shè)計標(biāo)高時,進(jìn)行清孔,到溢出較清的水為止。
    2.鋼筋籠的制作
    鋼筋籠根據(jù)設(shè)計荷載確定其含鋼量,每段鋼筋籠的長度可以視現(xiàn)場條件和機(jī)具的吊放能力而定,一般每節(jié)長5~6米,鋼筋籠的接頭采用綁扎或焊接均可,其搭接長度應(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,對于特殊要求另作處理。
    3.灌漿管的制作
    灌漿管的制作,當(dāng)考慮拔出時,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)。
    4.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。
    灌漿技術(shù)參數(shù):
    ①水灰比 w/c=0.4~0.5
    ②灌漿壓力 P=0.3~0.5MPa
    ③減水劑摻量 0.4 (3%)
    ④中砂 30%⑤碎石
    六、工程實例
    1.珠海市政管理處拱北污水處理廠初沉池地基基礎(chǔ)加固工程
    該沉淀池于1985 年進(jìn)行沉管灌注樁(Φ480)樁基施工,單樁承載力45T,驗樁4條,其中一條不合格,不能滿足設(shè)計要求。根據(jù)場地地質(zhì)情況,結(jié)合施工現(xiàn)場情況,經(jīng)驗證采用樹根樁技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)加固。根據(jù)設(shè)計院提供加固荷載,每個樁基礎(chǔ)增加承載力1/4,樹根樁承載力按摩擦樁來考慮。通過計算,在原基礎(chǔ)上補加140條樹根樁,單樁承載力12T,樁徑Φ150,樁身砼標(biāo)號C23級,主筋選用4Φ12,箍筋為Φ6@250,樁身入殘積土1.5米,樁長平均13米。
    該工程于1992 年7月至9月上旬進(jìn)行施工。施工完成后,由中國建研院珠海科研設(shè)計部進(jìn)行單樁垂直靜荷載試驗,檢測結(jié)果,極限承載力均大于240KN,容許承載力取為 120KN,安全系數(shù)大于2.另回彈系數(shù)為50%左右,表明樁身質(zhì)量較好。工程竣工后,獲得了建設(shè)單位及設(shè)計單位的好評。
    2.廣州一六層框架結(jié)構(gòu)宿舍樓樹根樁基礎(chǔ)托換工程
    該宿舍樓原設(shè)計為五層框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用打樁及獨立柱基礎(chǔ)。在施工過程中進(jìn)行加層,結(jié)果發(fā)現(xiàn)建筑物出現(xiàn)不均勻沉降,沉降量達(dá)十幾厘米。根據(jù)此情況,采用樹根樁進(jìn)行基礎(chǔ)托換,每個樁基設(shè)四條樹根樁,樁徑Φ150,樁長8米。該工程于1992年11~12月施工,施工后,建筑物沉降穩(wěn)定。
    3.中山市外經(jīng)貿(mào)原水出宿舍樓(六層)基礎(chǔ)加固工程
    該宿舍樓建于1983 年,為六層框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用片筏基礎(chǔ),建成后出現(xiàn)不均勻沉降,房屋向一側(cè)傾斜。工程竣工后,為穩(wěn)定建筑物,在另一側(cè)增加了陽臺,以達(dá)到兩側(cè)力的平衡,結(jié)果房屋又向增加荷載的一側(cè)傾斜。為此,中山市外經(jīng)委委托我方進(jìn)行基礎(chǔ)加固。在發(fā)生沉降的兩側(cè)設(shè)置樹根樁,在沉降量大的一側(cè),樹根樁起豎向支撐作用,在另一側(cè),樹根樁起抗拔作用。樹根樁與舊基礎(chǔ)進(jìn)行連接,鋼筋接頭滿足規(guī)范要求。該地層軟土層較厚,淤泥層厚度達(dá)8米,樹根樁樁長為20米。施工在室內(nèi)進(jìn)行,凈空高度只有2.5米,施工難度很大。該工程于1994年12月竣工,經(jīng)觀測,建筑物處于穩(wěn)定狀態(tài)。
 

發(fā)布:2007-07-27 11:12    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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