试论树根桩法在建筑施工加固中的应用

摘要：使用树根桩法为建筑施工加固30年代初起源于意大利，近年来有7很大的发展。它比较适用于荷载小而且分散的中小型工业与民用建筑施工加固。树根桩法不仅可用于新建工程的地基处理，也可用于建成工程的基础托换，特别是适合于场地狭窄、净空间低矮的施工现场采用。它不仅以承受压力。也可承受拉力或拉压交替的荷载。本文针对树根桩的基础理论进行了论述，同时，又阐明7树根桩的基本施工工艺，以供大家参考。

关键词：树根桩　理论　施工工艺

一、树根桩的基本理论

1.涵义。

何为树根桩?一束不同方向的小桩便可称为树根桩。

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，根据受力情况可作成垂直桩或斜桩。在市政工程中树根桩可用作基坑围护结构，也可用作侧向支护，保护地下管线和临近建筑物，还可用作抗渗帷幕，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或是倾斜的，也可以是单根的也可以是成束的，还可以是端承桩也可以是摩擦桩。

2.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、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、地下铁道的穿越等状况的加固工程。

3.在进行树根桩施工时应充分考量下列条件：

(1)桩位平面允许偏差土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)可采用钻机穿过原基础混凝土成孔。在土层中钻孔时宜采用清水或天然泥浆护壁，也可采用套管做护壁。

(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钢筋直径的5倍。单面焊不得小于钢筋直径的10倍。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，填料应事先进行清洗，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)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，以防止出现相邻柱冒浆和串孔现象。树根桩施工不应出现缩颈和塌孔。

(7)拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆。

二、树根桩的基本施工工艺

1.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而采用正循环方法，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10cm。钻至设计标高时进行清孔，到溢出较清的水为止。

2.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。

3.钢筋笼的制作。

钢筋笼根据设计荷载确定其含钢量，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5～6m，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1.5～2.0cm，对于特殊要求可另作处理。

4.灌浆管的制作。

灌浆管的制作应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(或混凝土)中拔出。为防止泥浆进入管内需要在管底口用黑胶布或聚乙烯胶布封住，在管底口以上1.0m范围做成花管形状，其孔眼直径0.8cm，纵向间距10cm，竖向四排，灌浆管一般放在钢筋笼内一起放到钻孔内。

5.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2～3m，以保证桩体的质量。灌浆后立即投入碎石(5～25cm)用钢筋插捣，使骨料均匀分布于桩身。

6.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至0.5，配经为0.5:1.0:0.3(重量比水：水泥：砂)。黄砂采用细砂，颗粒均匀，最大粒径不得超过0.5mm。采用二次注浆工艺时，应在第一次注浆初凝以后才可进行第二次注浆。第一次注浆工作压力1.5-2.0Mpa，第二次为2.0-4.0Mpa。

三、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树根桩桩顶侧向位移，得出三点结论：

1.树根桩基坑围护桩顶侧向位移各测点实测值在9mm至12mm，临近建筑物沉降变形各测点测值在8mm至lOmm，这样基坑围护稳定性良好，临近建筑物未出现明显裂缝，收到了预期的效果。

2.树根柱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。

3.基坑开挖经过两次暴雨后，可见树根桩间结合处局部有少量泥砂随流溢出。遇到这样的情况，应尽早浇筑混凝土垫层和防汛墙承台和墙身，缩短基坑暴露时间，这样才会减少地表沉降，保护临近建筑物安全。

四、结语

1.实测和计算表明，树根桩作为浅基坑围护技措施是十分可行的。采用树根桩后地表沉降小，桩顶位移小，临邻近建筑物沉降变形控制在允许范围内。

2.现场施工监测、信息反馈、指导基坑开挖和围护是采用树根桩必不可少的施工技术手段。

3.树根桩作为浅基坑围护方法，相对其它施工技术措施比较经济，噪音小，对周围环境干扰小，不仅具有良好的经济效益而且社会效益也十分明显。