树根桩设计

树根桩的直径宜为150～300mm，桩长不宜超过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可通过单桩载荷试验确定，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；树根桩的单桩竖向承载力的确定，尚应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。

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。

1、由于使用小型钻机，故所需施工场地较小，只要有平面尺寸1m×1.5m和净空高度2.5m即可施工。

2、施工时噪声小，机具操作时振动也小，不会给原有建筑物的稳定带来任何危险，对已有损坏而又需托换的建筑物比较安全，即使在不稳定的地基土中也可以进行施工。

3、施工时因桩孔很小，故对墙身和地基土都不产生任何次应力，仅仅是在灌注水泥砂浆时使用了压力不大的压缩空气，所以加固时不存在对墙身的危害；也不扰动地基土和干扰建筑物的正常工作。

4、所有施工操作都可以在地面进行，因此施工比较方便。

5、压力灌浆使桩的外表面比较粗糙，使桩和土之间的附着力增加，从而使树根桩与地基土紧密结合，使桩和基础（甚至和墙身）联结成一体，因而经树根桩加固后，结构整体性得到大幅度改善。

6、由于在地基的原位置上进行加固，竣工后的加固体不会损伤原有建筑物的外貌和风格，这对古建筑的修复尤为重要。

树根桩可用于加层改造工程的地基加固、在既有建筑物下施工地下隧道时对既有建筑物基础的托换，或用于作为边坡上建筑物以及码头下提高地基承载力和边坡稳定性。树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土、黄土和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、地下铁道的穿越等加固工程。

树根桩技术是20世纪50年代由意大利的F.LIZZI首先提出，并在实际工程中所采用。早期应用的范畴主要是古建筑的整修，鉴于20世纪80年代中期以来树根桩工程的迅速发展，法国自1992年起着手进行一个称“FOREVER”的国家级课题研究，其主要目的是促进树根桩在下述各领域内的应用：新建楼房和构筑物的深基础、斜坡和堤坝的稳定性、现有基础的加固、挡土墙、减少堤坝沉降和浅基础。美国联邦公路局（FHWA）和法国合作于1993年决定进行这个领域内的研究，显示了树根桩对解决困难的基础和边坡稳定问题的潜在能力和良好的发展前景。我国于1987年初，延安东路越江隧道的盾构穿越黄浦江后到达浦西，向市中心推进，沿线的外滩原天文台、纺织品仓库、针织品仓库等建筑先后采用了树根桩托换、加固，取得了良好的效果，并积累了施工经验。随着基础和地下工程的发展及钻探、勘察队伍向岩土工程市场的大转移，树根桩工程的发展很快。

桩位平面允许偏差±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%；可采用钻机成孔，穿过原基础混凝土，在土层中钻孔时宜采用清水或天然泥浆护壁，也可用套管。

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5倍钢筋直径。单面焊不得小于10倍钢筋直径。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。

当采用碎石和细石填料时，填料应经清洗，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。

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。当采用一次注浆时，泵的最大工作压力不应低于1.5MPa，开始注浆时，需要1MPa的起始压力，将浆液经注浆管从孔底压出，接着注浆压力宜为0.1～0.3MPa，使浆液逐渐上冒，直至浆液泛出孔口停止注浆。

当采用二次注浆时，泵的最大工作压力不应低于4MPa。待第一次注浆的浆液初凝时方可进行第二次注浆，浆液的初凝时间根据水泥品种和外加剂掺量确定，可控制在45～60min范围。第二次注浆压力宜为2～4MPa，二次注浆不宜采用水泥砂浆和细石混凝土。

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。拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆。 2100433B

树根桩托换是在既有基础的两侧穿透基础设置多束树根桩来承托、加强既有基础的托换方法。钻孔穿过既有建筑物的基础进入地基土中至设计标高，清孔后放入钢筋，再用压力泵灌注水泥浆、水泥砂浆或细石混凝土，边灌、边振、边拔管，最后形成树根桩，对既有基础构成托换。

树根桩托换所需场地较小，施工时噪音和振动小，不需要对被托换的地基、基础或墙柱等作切割或开挖，对被托换建筑物比较安全，也可不干扰建筑物的正常使用；桩截面小，能使桩身、墙身和基础联合成一体，压力灌浆能使桩体与地基紧密结合，除能支承垂直荷载、抗拔、抗侧向荷载和抗倾覆力矩外，还能加固地基；施工操作都可在地面上进行，比较方便；桩孔很小，对墙身和地基土几乎不产生任何应力。由于是在地基的原位置上进行加固，且不需要繁重的辅助结构，完工后的加固体不会损伤原有外观，因此古建筑的修复应优先考虑采用。

树根桩托换法适用于既有建筑物的修理和加层、古建筑整修、地下铁道穿越、桥梁工程等各类地基的处理与基础加固，以及增强边坡的稳定性等。适合于碎石土、砂土、粉土和粘性土等各种不同的地基土质。施工时可根据工程要求和地层情况，采用不同钻头和钻进时的护孔方法。在钢筋混凝土基础或砖石结构基础上钻进开孔时可采用牙轮钻头、合金钢钻头或钢粒钻头；在软粘土中钻进时可选用合金肋骨式钻头，使岩心管与孔壁间增大一环状间隙，防止软粘土缩径造成卡钻事故；在强风化岩层上钻进时，应采用外嵌合金钻头。 2100433B