樹根樁在地基加固和托換技術(shù)上的應(yīng)用(一)

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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(jì)直徑,鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度,然后放入鋼筋籠,同時(shí)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(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。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(yàn)樁,取得了較理想的試驗(yàn)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(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、樹根樁托換的優(yōu)點(diǎn)
    1.所需施工場(chǎng)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(shí)噪音小,振動(dòng)小,對(duì)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(tái)聯(lián)結(jié)成一整體;
    5.樁徑很小,因而施工對(duì)承臺(tái)和地基土幾乎不產(chǎn)生擾動(dòng);
    6.可在各種類型的土中制作樹根樁。
    四、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:
    ①單樁荷載試驗(yàn);
    ②參考同類工程資料;
    ③按摩擦樁設(shè)計(jì):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(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(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(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。