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树根桩类似于小直径的钻孔灌注桩，直径通常为150-200mm，最大的300mm，桩长一般小于30m，根据受力状况可作成垂直桩，也可作成斜桩。在道路桥梁工程中，树根桩可用作基坑围护结构：可用作侧向支护，保护地下管线和临近建筑物；又可用作抗渗帷幕，防止出现流砂。本文通过对陇海线K23+583大桥桥墩防护施工的实践，探讨了在软土地段树根桩如何钻孔，确保不扩孔、塌孔，施工过程中如何减小对铁路桥梁墩台的扰动，在确保行车安全的情况下如何在净空不足、场地狭小地段如何组织施工。
一、项目概况
大浦河流域面积122km2，分布在连云港市郊和城区范围内。大浦河调尾工程是江苏省列入支持苏北发展的重点项目，也是市政府确定的为民办实事的民生工程之一。大浦河调尾工程穿越陇海线K23+583大桥下，该桥1998年12月建成，为3×16m(预应力低高度梁)+48m(半穿式桁梁)+3×16m(预应力低高度梁)，全桥长158.06m，共6墩2台，墩为双线圆端形桥墩，均为直径1，0m钻孔桩基础，嵌入极风化片麻岩，其中桁梁基础桩长23m，承台厚2.0m。桥台为双线T形桥台，采用φ.3m挤密砂桩加固地基。
二、相关技术要求
大浦河调尾工程穿越陇海铁路段为新开挖，根据大浦河调尾工程建设管理处提供的资料，穿越铁路段河底宽35m，设计流量188.7m3／s。因河道从陇海线K23+583大桥下穿过，为保证桥梁运行安全，铁路钢桁梁下3号、4号桥墩四周布置φ30cm，L=12.00m树根桩防护桥墩。采用短钻杆分节钻进方法成孔，清孔后安放钢筋笼，然后下注浆管，投骨料后再用压力灌注水泥浆液。树根桩因压力注浆成桩，一方面可使桩的外表面较为粗糙，使桩与地基土紧密结合而提高桩周土的摩阻力；另一方面，压力注浆可使水泥浆液充填到桩间土的孔隙中去，提高地基土的承载力。
三、树根桩施工方案
(一) 概述
树根桩常用于基础托换加固。当采用常规桩型困难或经济上不合理时可用于侧向支护桩，其直径一般在100～300mm范围，桩长通常不超过30米，布置形式有各种排列的直桩和网状结构的斜桩。树根桩采用的碎石骨料粒径宜在10～25mm范围内，钢筋笼外径宜小于设计桩径40～60mm。常用的主筋直径为12～18mm，箍筋直径为6～8mm，间距为150～250mm，截面主筋不得少于3根，承受水平荷载时全长配筋。
(二) 施工流程和工艺
树根桩的施工工艺与灌注桩比较相近，成孔后用清水进行清孔，直至孔内浊水变清，清孔后安放钢筋笼，同时安放1寸镀锌管，随后投放10～25mm级配石子，其间需各项配合，尽量缩短钢筋笼、注浆管投放时间，以免孔壁坍塌，最后注入水泥浆，水灰比0.55，直至水泥浆溢出为止。施工流程如下：
定位挖槽校正垂直度一湿法钻孔一清孔一安装钢筋笼一安放注浆管一填灌碎石一注浆一拔除浆管、移位。
具体施工要求：(1)定位挖槽校正垂直度：桩位偏差控制在20mm以内，垂直度偏差不超过1／100；(2)成孔：采用工程地质钻机成孔，钻机型号MG-50型，钻孔时采用清水护壁，不用套管。钻孔至设计标高后清孔，直至孔口基本泛清水为止；(3)吊放钢筋笼和注浆管：根据本工程特点，三次吊放钢筋笼，注浆管采用l寸镀锌管，直插至孔底；(4)填灌碎石：碎石用水冲洗，计量填放，填入量不小于计算量的0.8～0.9倍。填灌过程中始终利用注浆管注水清孔；(5)注浆：采用兼注水泥浆和砂浆的注浆泵，最大工作压力不小于1.5MPa，注浆量控制在沿深度每延一米40kg，注浆时控制压力，使浆液均匀上冒，直至泛出孔口为止；(6)拔除浆管、移位：拔管后按质监要求，在顶部取混凝土制成试块，然后填补桩顶混凝土至设计标高。
(三) 质量检验
施工过程中做好现场验收施工记录，包括钢筋笼制作、成孔和注浆等各项工序指标考核；每5根桩做一组试块(每组3块，15cm立方体)，以便测定桩身混凝土强度，试块材料取自成桩后的桩头。
四、树根桩的优点
(1)所需施工场地较小，一般平面尺寸0.6m×1.8m净空高度2 2m就能施工；(2)施工时噪音小，振动小，对已损坏需托换的建筑物比较安全；(3)所有操作都可在地面上进行，比较方便；(4)压力灌浆使树根桩与地基土紧密结合，桩和承台联结成一整体；(5)桩径很小，因而施工对承台和地基土几乎不产生扰动；(6)可在各种类型的土中制作树根桩。
五、树根桩的设计
第一，树根桩作为支承桩时，单桩承载力可采用下述方法确定：
(1)单桩荷载试验；(2)参考同类工程资料；(3)按摩擦桩设计：Rkd=∑qili.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1层土中的桩长(m)；K——安全系数，一般可取2；
第二，设计树根桩桩身强度时，桩身混凝土轴心抗压强度应满足下式要求：
Rkd／Ap≤250fcu k
式中：Rkd
m-桩容许承载力(KN)；Ap——桩身截面积(m2)
fcu k——边长为15cm的桩身混凝土标准抗压强度(MPa)。桩身混凝土标号应不小于C15级。
第三，树根桩采用的碎石骨料粒径宜在10～25mm范围内，钢筋笼外径宜小于设计桩径40～60mm.对作为支承桩的树根桩，宜注水泥砂浆，配比为：水：水泥：砂=0.5：1.0：0.3(重量比)，砂粒粒径不宜大于0.5mm。树根桩成桩时可根据需要掺人适量的早强剂和减水剂。
六、树根桩在本工程中的应用
本工程树根桩总长8000米左右、树根桩桩型采用中300ram，桩长12米，桩身混凝土强度为C30，工期要求在25天内完成；因场地狭小、净高不足，拟采用八台MG-50型工程地质钻机施工，机身高约2.5m。工程特点：处为软土地段，容易塌孔，造成钻孔困难；场地狭窄、净高不足，净高为2.0米，对钻机的就位和移位有较大影响；施工方案不正确容易扰动铁路桥梁的桥墩。施工方案：
第一、成孔。考钻后，通过调整钻机动力头输出的转速的变化来适应土层的变化，使钻进过程中机身平稳。钻孔中，随着钻孔深度的增加，相应接长钻杆，每节钻杆的长度为2m，需接6节钻杆，另外，加上钻头本身自带的1.5m长钻杆，就可以满足设计要求的深度。
在软土层钻进时，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10厘米。钻至设计标高时，进行清孔。
第二，清孔。钻机达到设计深度后，将钻杆提起200mm左右，注入清水开动钻机空钻，进行清孔作业，到孔中流出的泥浆比重小于1.2为止，从而完成置换泥浆清孔的目的。
第三，插钢筋笼及注浆管。清孔后逐节拔钻杆，插入钢筋笼。三角形的钢筋笼分节制作，钢筋笼的长度根据现场条件每节长2.5米，插入时上下两节钢筋籠竖向钢筋采用焊接连接，其接头钢筋面积在同地截面不大于1／3。在钢筋笼的中心绑扎一根PVC管，作为注浆管，注浆管的下端距孔底为300mm左右，钢筋笼的三侧设定位块。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，需在管底口用黑胶布或聚乙烯胶布封住，在管底口以上l_Om范围做成花管形状，其孔眼直径0.8cm，纵向间距10cm。
钢筋笼在定位块的约束下，垂直插入桩孔内，施工中注意防止将周围的土带入孔内，将孔堵塞。钢筋笼完全插入后，其顶端外露的注浆管与高压泥浆泵的高压胶管接头连接，高压胶管管接头与PVC管子箍紧。
第四，填碎石。在钢筋笼下入孔内之后，直接往孔内填入5mm～13mm粒径的碎石，下料不宜太快，下料过程中，应轻轻敲击钢筋笼，以保证填料密实。
第五，注浆成桩。注浆采用专业厂生产的BW-250型高压泥浆泵。注浆采用525号普通硅酸盐水泥，注意搅拌罐中严禁有杂物及硬块，最后进行打压注浆，直到水泥浆溢出孔外为止。第一次注浆后稳定半小时左右，再进行第二次注浆，第二次注浆应边注浆边将注浆管向外拔。拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆，并按质检要求在顶部取混凝土制成试块，然后填补桩顶混凝土至设计标高。
七、结语
该工程施工过程中和完成后，对桥墩进行不间断的观测，没有发生沉降、位移现象，采用树根桩处理软土地基地基、防护桥墩，解决了狭窄、净高不足施工场地情况下地基处理施工技术的难题，避免了对桥墩的扰动，类似的防护工程施工均可以采用。
一、项目概况
大浦河流域面积122km2，分布在连云港市郊和城区范围内。大浦河调尾工程是江苏省列入支持苏北发展的重点项目，也是市政府确定的为民办实事的民生工程之一。大浦河调尾工程穿越陇海线K23+583大桥下，该桥1998年12月建成，为3×16m(预应力低高度梁)+48m(半穿式桁梁)+3×16m(预应力低高度梁)，全桥长158.06m，共6墩2台，墩为双线圆端形桥墩，均为直径1，0m钻孔桩基础，嵌入极风化片麻岩，其中桁梁基础桩长23m，承台厚2.0m。桥台为双线T形桥台，采用φ.3m挤密砂桩加固地基。
二、相关技术要求
大浦河调尾工程穿越陇海铁路段为新开挖，根据大浦河调尾工程建设管理处提供的资料，穿越铁路段河底宽35m，设计流量188.7m3／s。因河道从陇海线K23+583大桥下穿过，为保证桥梁运行安全，铁路钢桁梁下3号、4号桥墩四周布置φ30cm，L=12.00m树根桩防护桥墩。采用短钻杆分节钻进方法成孔，清孔后安放钢筋笼，然后下注浆管，投骨料后再用压力灌注水泥浆液。树根桩因压力注浆成桩，一方面可使桩的外表面较为粗糙，使桩与地基土紧密结合而提高桩周土的摩阻力；另一方面，压力注浆可使水泥浆液充填到桩间土的孔隙中去，提高地基土的承载力。
三、树根桩施工方案
(一) 概述
树根桩常用于基础托换加固。当采用常规桩型困难或经济上不合理时可用于侧向支护桩，其直径一般在100～300mm范围，桩长通常不超过30米，布置形式有各种排列的直桩和网状结构的斜桩。树根桩采用的碎石骨料粒径宜在10～25mm范围内，钢筋笼外径宜小于设计桩径40～60mm。常用的主筋直径为12～18mm，箍筋直径为6～8mm，间距为150～250mm，截面主筋不得少于3根，承受水平荷载时全长配筋。
(二) 施工流程和工艺
树根桩的施工工艺与灌注桩比较相近，成孔后用清水进行清孔，直至孔内浊水变清，清孔后安放钢筋笼，同时安放1寸镀锌管，随后投放10～25mm级配石子，其间需各项配合，尽量缩短钢筋笼、注浆管投放时间，以免孔壁坍塌，最后注入水泥浆，水灰比0.55，直至水泥浆溢出为止。施工流程如下：
定位挖槽校正垂直度一湿法钻孔一清孔一安装钢筋笼一安放注浆管一填灌碎石一注浆一拔除浆管、移位。
具体施工要求：(1)定位挖槽校正垂直度：桩位偏差控制在20mm以内，垂直度偏差不超过1／100；(2)成孔：采用工程地质钻机成孔，钻机型号MG-50型，钻孔时采用清水护壁，不用套管。钻孔至设计标高后清孔，直至孔口基本泛清水为止；(3)吊放钢筋笼和注浆管：根据本工程特点，三次吊放钢筋笼，注浆管采用l寸镀锌管，直插至孔底；(4)填灌碎石：碎石用水冲洗，计量填放，填入量不小于计算量的0.8～0.9倍。填灌过程中始终利用注浆管注水清孔；(5)注浆：采用兼注水泥浆和砂浆的注浆泵，最大工作压力不小于1.5MPa，注浆量控制在沿深度每延一米40kg，注浆时控制压力，使浆液均匀上冒，直至泛出孔口为止；(6)拔除浆管、移位：拔管后按质监要求，在顶部取混凝土制成试块，然后填补桩顶混凝土至设计标高。
(三) 质量检验
施工过程中做好现场验收施工记录，包括钢筋笼制作、成孔和注浆等各项工序指标考核；每5根桩做一组试块(每组3块，15cm立方体)，以便测定桩身混凝土强度，试块材料取自成桩后的桩头。
四、树根桩的优点
(1)所需施工场地较小，一般平面尺寸0.6m×1.8m净空高度2 2m就能施工；(2)施工时噪音小，振动小，对已损坏需托换的建筑物比较安全；(3)所有操作都可在地面上进行，比较方便；(4)压力灌浆使树根桩与地基土紧密结合，桩和承台联结成一整体；(5)桩径很小，因而施工对承台和地基土几乎不产生扰动；(6)可在各种类型的土中制作树根桩。
五、树根桩的设计
第一，树根桩作为支承桩时，单桩承载力可采用下述方法确定：
(1)单桩荷载试验；(2)参考同类工程资料；(3)按摩擦桩设计：Rkd=∑qili.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1层土中的桩长(m)；K——安全系数，一般可取2；
第二，设计树根桩桩身强度时，桩身混凝土轴心抗压强度应满足下式要求：
Rkd／Ap≤250fcu k
式中：Rkd
m-桩容许承载力(KN)；Ap——桩身截面积(m2)
fcu k——边长为15cm的桩身混凝土标准抗压强度(MPa)。桩身混凝土标号应不小于C15级。
第三，树根桩采用的碎石骨料粒径宜在10～25mm范围内，钢筋笼外径宜小于设计桩径40～60mm.对作为支承桩的树根桩，宜注水泥砂浆，配比为：水：水泥：砂=0.5：1.0：0.3(重量比)，砂粒粒径不宜大于0.5mm。树根桩成桩时可根据需要掺人适量的早强剂和减水剂。
六、树根桩在本工程中的应用
本工程树根桩总长8000米左右、树根桩桩型采用中300ram，桩长12米，桩身混凝土强度为C30，工期要求在25天内完成；因场地狭小、净高不足，拟采用八台MG-50型工程地质钻机施工，机身高约2.5m。工程特点：处为软土地段，容易塌孔，造成钻孔困难；场地狭窄、净高不足，净高为2.0米，对钻机的就位和移位有较大影响；施工方案不正确容易扰动铁路桥梁的桥墩。施工方案：
第一、成孔。考钻后，通过调整钻机动力头输出的转速的变化来适应土层的变化，使钻进过程中机身平稳。钻孔中，随着钻孔深度的增加，相应接长钻杆，每节钻杆的长度为2m，需接6节钻杆，另外，加上钻头本身自带的1.5m长钻杆，就可以满足设计要求的深度。
在软土层钻进时，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10厘米。钻至设计标高时，进行清孔。
第二，清孔。钻机达到设计深度后，将钻杆提起200mm左右，注入清水开动钻机空钻，进行清孔作业，到孔中流出的泥浆比重小于1.2为止，从而完成置换泥浆清孔的目的。
第三，插钢筋笼及注浆管。清孔后逐节拔钻杆，插入钢筋笼。三角形的钢筋笼分节制作，钢筋笼的长度根据现场条件每节长2.5米，插入时上下两节钢筋籠竖向钢筋采用焊接连接，其接头钢筋面积在同地截面不大于1／3。在钢筋笼的中心绑扎一根PVC管，作为注浆管，注浆管的下端距孔底为300mm左右，钢筋笼的三侧设定位块。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，需在管底口用黑胶布或聚乙烯胶布封住，在管底口以上l_Om范围做成花管形状，其孔眼直径0.8cm，纵向间距10cm。
钢筋笼在定位块的约束下，垂直插入桩孔内，施工中注意防止将周围的土带入孔内，将孔堵塞。钢筋笼完全插入后，其顶端外露的注浆管与高压泥浆泵的高压胶管接头连接，高压胶管管接头与PVC管子箍紧。
第四，填碎石。在钢筋笼下入孔内之后，直接往孔内填入5mm～13mm粒径的碎石，下料不宜太快，下料过程中，应轻轻敲击钢筋笼，以保证填料密实。
第五，注浆成桩。注浆采用专业厂生产的BW-250型高压泥浆泵。注浆采用525号普通硅酸盐水泥，注意搅拌罐中严禁有杂物及硬块，最后进行打压注浆，直到水泥浆溢出孔外为止。第一次注浆后稳定半小时左右，再进行第二次注浆，第二次注浆应边注浆边将注浆管向外拔。拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆，并按质检要求在顶部取混凝土制成试块，然后填补桩顶混凝土至设计标高。
七、结语
该工程施工过程中和完成后，对桥墩进行不间断的观测，没有发生沉降、位移现象，采用树根桩处理软土地基地基、防护桥墩，解决了狭窄、净高不足施工场地情况下地基处理施工技术的难题，避免了对桥墩的扰动，类似的防护工程施工均可以采用。