应用劈裂树根桩加固桥端路基
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摘要： 工程实践表明，采用树根桩进行地基基础加固是一种有效的处理方法。本文就劈裂树根桩在桥段路基加固中的应用做了研究和分析。
Abstract： Engineering practice shows that it is an effective method to use the root pile for foundation reinforcement. This paper researches and analyzes the application of splitting root pile in bridge subgrade reinforcement.
Key words： root pile；splitting root；bridge；reinforcement；subgrade
中图分类号：TU753.8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）19-0122-02
0 引言
树根桩的使用最早可追溯到二十世纪三十年代的意大利。树根桩加固可用于淤泥、粘性土、砂土以及人工填土等建筑的地基加固。随着我国近年来建筑加固工艺的不断发展，树根桩被越来越多地应用于建筑物的加固工程中。树根桩主要适用于新建工程的地基处理和现有工程的基础托换，不仅承压性强，而且还可以实现承受压力的交替荷载。
1 项目概况
廊坊至沧州高速公路是河北省“五纵、六横、七条线”高速公路网络中的“纵二”的重要组成部分，同时也是河北省“十一五”交通发展规划的重点建设项目。项目于2008年6月开始建设，2010年12月16日建成通车。
桩号k121+351-k121+490段位路基高填方段，两侧相连分别为一个特大桥和一个中桥，路基所处地区地势坑洼，下雨容易积水，且地下水位较高，路基基底较软弱。由于路基段落短、填方高，两侧与刚性结构连接，基底软弱，通车后经测量发生了不均匀沉降。为避免路基继续沉降或侧移，经多方讨论研究决定采用劈裂树根桩对k121+351桥端路基进行加固处理。
2 劈裂树根桩平面分布图
桩距采用2*2m正方形布设，每个桥头处理30m。图1中尺寸均以毫米计。
3 树根桩设计应符合下列规定
①在进行设计时，应选择树根桩直径在150-300mm范围内，极长不大于30mm的直极型或者网状结构的斜型桩。②树根桩的单桩承受力的确定，应该充分考虑建筑物的地基条件和材料本身的强度情况。③在设计时要注意将桩身混凝土的强度等级控制在C20及以上，对于一些软弱的地基应考虑其承受力的方向，当其为竖向时应将钢筋的长度控制在1/2桩长及以上；当其为横向时应采用全长配筋。④在设计树根桩时，首先要验算建筑物的基础承载力以及相关方面，当设计无法满足建筑的实际加固需要时，就可以设置新的桩承台基础。
4 树根桩的适用范围
①当建筑物需要加层或者其上部又增加了新的荷载，超出了地基承受能力时。②建筑物因设计施工和地质勘探造成建成后不均匀沉降，影响到建筑物的正常使用与安全时。③防止市政工程如地铁、隧道、桥梁等出现地基土层不均匀沉降，引起裂缝。④古建筑因地基下沉需要进行地基加固时。⑤边坡岩石因失稳需要加固处理时。
5 树根桩的设计
5.1 当树根桩用作支承基础时，一般可采用以下方法来测定其单桩承受力的大小：①进行实地荷载试验，确定单桩承受力的数值；②查询并参考一些同类施工资料的相关规定；③按照摩擦桩的标准来计算和设计；④Rkd=Σqili・Up/K。
式中：Rkd――单桩容许承载力（kN）；Up――桩周长（m）；qi――第i层土的极限摩阻力（kPa）；li――第i层土中的桩长（m）；K――安全系数，一般可取2。
5.2 在确定树桩的桩身强度时，应将其桩身混凝土的轴心抗压强度控制在：Rkd/Ap≤250fcu，k
式中：Rkd――单桩容许承载力（kN）
Ap――桩身截面积（m2）
fcu，k――边长为15cm的桩身混凝土的标准抗压强度（MPa）。同时还应将桩身混凝土的标号控制在C15级及以上。
5.3 宜采用粒径在10-25mm间的碎石骨料，同时钢筋笼的外径宜比设计桩径小40～60mm。在进行注浆时，水、水泥、砂的重量比为0.5：1.0：0.3，注意将砂粒的粒径控制在0.5mm以内。一旦成桩，就可以根据施工需求适当掺入一些减水剂和早强剂。
6 树根桩的基本施工工艺
6.1 成孔。施工人员一般选用小型钻机来灌注桩成孔，并使用水或泥浆来循环冷却或者出渣。另外，施工人员还采用正循环的方式有效提高树根桩的承受力，遇到较硬的土层就改用水力扩孔钻头。而在饱和的软土层钻孔时，遇到流沙层就放缓速度，在沙层表面反复磨转，加注泥浆以保护钻孔。当表面土层较为松散时，就使用套管护孔，保证套管孔所在位置高于地面10cm的位置。当钻至设计标高时，先进行清孔，直到清水溢出。
6.2 清孔。钻孔完成后，施工人员要及时转换孔内泥浆，直到泥浆水达到一定比重或溢出清水。
6.3 灌浆管的制作。在制作灌浆管时，当考虑注浆管拔出时，就可以采取接头处外缩节的方式，保持外壁管的光滑度。为防止泥浆进入管内，可使用黑胶布或聚乙烯胶布封住管底。另外，施工人员在制作灌浆管时要将管底口以上1m范围内的管做成花管状，孔眼直径宜为0.8cm，纵向间距为10cm。同时在竖向放置四排灌浆管，放入钢筋笼内后再放入钻孔。
6.4 灌浆成孔。当钢筋管和和灌浆管沉入钻孔后，先压入水泥砂浆。在进行灌注时，应将其埋入2-3米，保证桩体质量。灌浆完成后，立即投入5-25cm的碎石，并使用钢筋插捣，以使骨料均匀布于桩身。
6.5 注浆。将搅拌完成并已筛选好的浆液注入，其中浆液为水泥砂浆，水与灰的比例宜控制在0.4-0.5之间，水、水泥、砂的重量比为0.5：1.0：0.3.选砂时，应选择那些颗粒较为均匀的黄砂，粒径控制在0.5mm以内。待第一次注浆初凝后，便可进行第二次注浆，两次的注浆压力分别为1.5～2.0MPa和2.0～4.0MPa。选用纯水泥浆灌注。水泥选用32.5M矿渣硅酸盐水泥，水为一般人畜饮用水。水灰比1.0：1.0（水：水泥）。用搅拌机进行拌浆，搅拌时间不少于5min。
7 施工后测量数据
8 注意事项
①在开孔时，应对搭板进行详细测量，并画出主筋分布线，避免开孔时，碰到主筋。②最终注浆压力不得大于2.0MPa，发现跑冒浆液及时封堵，或停止注加，采用点式间歇式注浆。
9 结束语
通过应用劈裂树根桩对桥端路基的加固，采用小群桩将路面结构层、路基体、基底很好的结合一起，形成一个整体。经对施工后的测量数据分析，该方法能有效的减少不均匀沉降，很好的起到固结的作用。
参考文献：
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