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。它是利用小型鉆機按設計直徑,鉆進至設計深度,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)電廠首次應用樹根樁加固切換井基礎獲得成功;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果,之后廣泛應用于軟土地基加固和基礎托換工程中。
二、樹根樁的應用范圍
1.建筑物需要加層(或上部增加荷載),地基和基礎承載力不足時;
2.由于地質勘察、設計和施工原因,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行,比較方便;
4.壓力灌漿使樹根樁與地基土緊密結合,樁和承臺聯(lián)結成一整體;
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:
、賳螛逗奢d試驗;
、趨⒖纪惞こ藤Y料;
、郯茨Σ翗对O計:
Rkd=Σqili%26#8226;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.設計樹根樁樁身強度時,樁身混凝土軸心抗壓強度應滿足下式要求:
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的樁身混凝土標準抗壓強度(MPa)。樁身混凝土標號應不小于C15級。
3.樹根樁采用的碎石骨料粒徑宜在10~25mm范圍內,鋼筋籠外徑宜小于設計樁徑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劑和減水劑。