树根桩法的设计与施工研究

树根桩法的设计与施工研究
【摘要】现有建筑软弱地基的处理与加固，施工难度大，且具有施工作业场地狭窄、净空低矮等不利于施工的特点。

树根桩法对于在淤泥质土、粘性土、人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修等加固工程具有很好的适用性。

本文对树根桩法的施工、设计与检测等技术要领进行分析，并结合具体的工程案例进行了实践性检验。

一、前言
树根桩是采用钻机在地基中成孔，放入钢筋或钢筋笼，采用压力通过注浆管向孔中注入水泥浆或水泥砂浆，形成小直径的钻孔灌注桩，主要应用于荷载较小的中小型工业与民用建筑，不仅适用于新建工程的地基处理，也适用于现有工程的基础托换与加固，特别适用于施工场地狭窄、低矮的作业现场[1]。

树根桩不仅可以承受压力，亦可承受拉力，一般把一束不同方向的小桩称之为树根桩。

树根桩的应用范围主要有：
1.由于上部荷载的增加，导致建筑物地基、基础承载力不足；
2.由于设计或施工等原因，导致建筑物发生不均匀沉降；
3.市政工程穿越建筑物基础下部土层，为防止建筑物发生不均匀沉降[2]；
4.边坡加固、地基加固等。

二、树根桩法的设计与施工
树根桩的直径一般为150～300mm，桩长一般控制在30m，桩的
布置可采用直桩型或网状结构斜桩型。

树根桩的单桩竖向承载力的确定，应综合考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的强度要求，由单桩载荷试验确定，当无试验资料时，也可按《建筑地基基础设计规范》有关规定估算[3]。

桩身混凝土强度等级应不小于c20，钢筋笼外径宜小于设计桩径40～60mm。

主筋不宜少于3根。

对软弱地基，主要承受竖向荷载时的钢筋长度不得小于1/2桩长；主要承受水平荷载时应全长配筋。

树根桩设计时，尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的验算。

当不满足上述要求时，应先对原基础进行加固或增设新的桩承台。

树根桩的施工应注意：
1.可采用钻机成孔，桩位平面允许偏差±20mm；
2.钢筋笼宜整根吊放。

3.注浆管应直插到孔底，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[4]。

4.拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆。

树根桩质量检验应符合下列规定：
1.每3～6根桩应留一组试块，测定抗压强度。

2.采用载荷试验检验树根桩的竖向承载力，有经验时也可采用动测法检验桩身质量。

三、工程案例
某工厂高位水箱总荷载为300t，地面以下4.5～4.8m范围为人工杂填土。

地基处理采用直径150mm、桩长15m的树根桩，内置三角形的钢筋笼。

每侧19根，采用中心距池壁600mm和1000mm的交错布置方式。

本工程地基土质较差，容易塌孔，造成钻孔困难，并且树根桩穿过原水泵房的混凝土基础，影响施工速度，并且现场作业场地狭窄。

综合各方面因素，确定的施工流程为：桩孔定位→桩机就位→钻孔→清孔→拔钻杆→插钢筋笼及注浆管→填碎石→注
清水→第一次压力注浆→第二次压力注浆→桩头处理。

1.桩机就位
场地整平垫实，根据桩位铺设钻机的行走轨道。

采用mgj-50型锚杆钻机，根据工程要求配备150mm回转式钻头。

2.钻孔
钻孔过程中，通过调整钻机动力输出来适应土层的变化，确保钻孔过程中钻机平稳。

根据需要，相应接长钻杆，以满足设计要求的深度。

为防止塌孔，现场设泥浆池，钻进过程中，进行泥浆护壁。

3.清孔
钻机达到设计深度后，注入清水，开动钻机空钻，进行清孔作业。

4.插钢筋笼及注浆管
清孔后插入钢筋笼，上下两节钢筋笼采用焊接连接。

钢筋笼中心设置注浆管，注浆管的下端距孔底为300mm左右，施工中应防止将碎土带入孔内。

5.填碎石
完成钢筋笼插入作业后，向孔中填入粒径为5～13mm的碎石，边填充边轻击钢筋笼，以保证填料密实。

6.注浆
注浆采用525号普通硅酸盐水泥。

第一次注浆完成后，稳定半小时，进行二次注浆，二次注浆应边注浆边拔出注浆管。

四结语
本工程共采用33根树根桩，工程结束后，由相关检测机构对桩的完整性进行了检测，抽测11根，完整10根，基本完整1根，完整性达到100%，施工效果较好。

目前，该工程投入使用近一年，没有出现明显沉降现象，可见树根桩法处理杂填土地基效果较好，并且能很好的适应在施工场地狭窄的情况。

参考文献：
[1]彭富强，袁航，易金华. 树根桩在隧道进出口松散堆积体加固中的应用[j]. 中外公路， 2012，（03）；
[2]焦志鹏. 建筑地基处理及加固技术初探[j]. 科技信息，2012，（08）
[3]王霞，郭志刚. 浅谈土木工程中结构与地基加固技术[j]. 民营科技， 2012，（05）
[4]谭斌. 注浆树根桩性能及施工注意事项研究[j]. 科技风，2012，（01）
作者简介：
王海波，男、汉族、籍贯内蒙古赤峰市、工程师、大学本科学历。