树根桩支护工程实例

工程概况

该工程为雨水管道埋设工程，开挖宽度为 4m，深度7.5m，采用长度 9～10m 的钢板桩加5道支撑开挖施工方案。管道走向和黄浦江平行，间距约100m。1987年8月中旬，位于长江帽丝厂以北，3号井以南的标段开挖近底标高时，坑底土体急剧隆起。施工人员迅速逃离后，紧接着发生支撑断裂，钢板桩倾倒的典型的整体失稳工程事故。钢板桩后的地面下陷 1mn 左右。产生藏体失稳的主要原因是钢板桩太短。坑底下面为厚达 9m 的灰色淤泥质粘土。事故后用圆孤清动法核算土体的整体稳定，其安全系数为 0.48（来用直剪固快峰值打七折的强度指标）。

该工程位于棚户区，两侧均为危房，不能在墙后采用井点降水措施。事故处理方案来用了水泥土搅拌桩加固坑底泡接后。无备件精后讲行搅拌拼施工的地段和肾换开挖的长江螺丝厂前面。采用了树根桩防护墙。为确保工程安全和积累树根桩工程的设计经验，坦设量测仪器进行了现场监测。

设计和监测

一、树根桩防渗墙

该工程的钢板桩采用槽钢，接头是源水的，因墙后不允许进行井点降水，故而在墙后布置了水泥土搅拌桩增作为隔水。由于现场放工场地的限制，有相当一段长度无洪采用搅拌桩机施工，故而采用了由中心距 300mm桩径4200mm 的树根桩组成的防渗墙。墙深为15m，树根桩内不配钢筋，要求跳孔连续施工，以使墙体尽可能连续，如图 20-7（a）所示。为验证这类墙体在正常施工条件下的抗渗性能，现场埋设孔隙水压力计进行监测。图20-7（b）为测头的监测过程线，埋深为天然地而下7m;位于树根桩墙后，距钢板桩 2.5m。开接至坑底一7.5m 时，坑底水位约为一8.0m，钢板桩接量是张开的，测头的最低值尚有26kPa，即 2.6m 高水头。开挖期水头最大下跌量约 4m 水头，占开挖深度的53%。现场监测表明。树根桩撞不是不遗水体，但有显著减少水平向渗透系数的作用。本工程钢板桩接缝仍有一定的涂漏现象，但没有一处出现可能产生流砂的预兆。

二、高压电杆基础托换

在距解板桩 2m处有一根高压电线杆，浅基础。为确保安全。在周围 lm 花围内布置 9 根少200mm;的树根桩，桩长.15m，顶端与承台连接，将原浅基改为进人稳定土层的桩基础。，使高压电杆在开挖期有足够的安金度。如图20-7（c）所示。开挖期高压电杆顶端水平位移变化极小（1~2cm）。

三、长江螺丝厂树根桩防护工程

该厂紧换工程事故发生段，为四层厂房。为确保该厂在开挖期正常生产，在厂门前设置了一道长13m 的树根桩防护墙，如图 20-8 所示，树根桩桩长 15m，拼径少200mms，配筋为4少20mm，桩顶用~顶梁连接，梁宽1m，二端用φ40mm 的拉杆图定在15m 外的锚桩上。在防护墙和二端树根桩位置埋设测斜仪、土压力计和孔隙水压力计进行现场监测。

（一）树根桩防护墙设计要点

自 1987年延安东路隧道（北线）盾构抵达浦西时，采用这类树根桩墙成功地保护了原天文台之后，这种类型的保护墙先后在一些类似工程中应用，其设计要点如下∶

（二）现场监测资料

1.树根桩挠曲资料由测斜仪测得，如图 20~9 所示。

图 20-9（a）为厂前树根桩防护墙的变形发展情况，由于五道支撑均为方木，长度略大于槽宽，用锤击法就位，使得上部墙体向厂房方向位移1～2cm。

图 20-9（b）为厂南面位置树根桩变形情况，该位置是单排树根桩，3m 以下出现鼓肚子（1～2cm）现象。

图20-9（c）为厂北面位置树根桩变形情况，该位置已进入事故段，开挖时板桩侧向位移较大（10cm左右），树根桩在深度 2～3m 位置开裂。

图 20-9（d）为切塌段钢板桩墙后1.5m处土体的侧向变形情况，该位置有一根不断潇水的上水管通过，钢板桩不规则使得支撑安装困难，开挖期墙后土体最大位移量达11.7cm。

2.树根桩墙所受的土压力由土压力计测得，图 20-10为深度 9m 处墙前、后一组土压力实侧资料。从图中可看出，土压力随开挖而不断减小，墙二侧最大土压力差为20kPa，土压力的实测值远小于计算采用的理论值，无论在测试技术或理论上都有待于进一步研究和提高。

3.南、北二根拉杆应力由钢筋计测得，如图 20-11所示。在安装时。预紧拉力为 30～50kN，开挖初期拉力增加幅度为 10～20kN，但随着支撑安装应力的施加，拉杆应力不断减小，不断松弛，实际上已不起作用。说明采用这种支撑方式时，拉杆是多余的。