工程实例-中小型精整车间采用树根桩加固工程

一、工程概况

太原钢铁公司第一轧钢厂建于三十年代，并在 1958年扩建老厂房。其中的中小型精整车间是三跨单层工业厂房，每跨均为27m，其中33线和 36 线部分柱基位于厚薄不均的人工填土上，地基又未经处理，因而产生了不均匀沉降，面且长期未能稳定，导致重级工作制天车运行因难，每次检修均需调梁拨轨，托架节点及屋架上下弦均出现多道0.2~1.0mm 宽裂缝，柱间支撑压曲或拉断，成为该厂轧钢生产运行中的重大隐患，长期未能彻底解决。

该厂房柱基埋深为2.9～3.4m，钢筋混凝土单独基硅的底面积为 4m×6m 和2.5m×5m 不等。上部结构为钢筋混凝土吊车梁或钢吊车梁，12~18m钢筋混凝土托架及27m预应力钢筋混凝土梯形屋架，1.5m×6m 大型屋面板，但有少部分为钢柱、钢托架及钢屋面板，，每跨均有4~8台15t重级工作制桥式吊车。

二、工程地质条件

场地由饱和黄土组成，表层为1.8~4.0m 厚人工填土，其下为厚5.7~6.6m的软塑～流塑状砂质粉土，灵敏度高，平均标准贯人击数N83s=2.3，容许承载力为90kPa;第三层为可塑～硬塑状态砂质粉土，压缩性中等偏低，平均N63s=11.5，容许承载力为 200kPa;在 28～30m深度处出现砂卵石层，地下水位在一2.8m 处。

三、树根桩设计和施工.

该厂的车间部分下沉的柱基 AA-33、BA一33和BA-36等八个柱基需进行加固，原拟采用旋喷桩，经比较后最终决定采用树根桩，后者较前者的优点是∶

（一）桩外形较规则;

（二）能下钢筋笼;

（三）桩上部能与基础锚固成整体。

树根桩数量是根据柱基荷载大小设置，多则16根，少则6根，桩长18m，直径150mm，采用三角形钢筋笼，纵向主筋为3中14mm 螺纹钢，箍筋 φ6②250mm（图4.4-38）。

成孔采用 XJ-100 型百米油压钻机，桩身穿过基础第一个台阶。钻孔采用泥浆循环护壁，未加套管。钻孔达到设计深度后，压水进行清孔，待泛出的水变清为止，然后下钢筋笼和注浆管。并填人粒径为5~15mm 石子充满后继续压水清洗。注浆用UJ33型灰浆泵。注浆压力可达1.5MPa。水泥浆水灰比控制在0.5～0.6.注浆到水泥浆从孔口泛出为止，一般每孔注入水泥量约 400~500kg，个别孔达 900kg，表明基底局部有孔洞。

四、载荷试验

在施工现场进行不同长度树根桩竖向抗拔和抗压承载力试验。在桩身不同深度处埋设电阻应变片及混凝土应变计以测定桩身应力;桩端埋压力盒以测定 桩端反力。由于采用矿渣水泥，而试验加载前的养护龄期较短（18～26 天），因此试验加压时均为桩身强度破坏和纵向钢筋压曲，桩身下部的电阻片及混凝土应变计反映出的桩身应变都较小，桩端压力盒也反映不大，表明桩身摩阻力尚未充分发挥。根据按相对沉降量 s=0.03d 的标准确定的单桩竖向抗压容许承载力为140kN，容许抗拔力为125kN，最后纵向钢筋屈服后被拉断，而桩身未拔出。由于矿渣水泥早期强度低而晚期强度高，随着时间增长，可预计单桩承载力还将有所提高。

五、效果与评价

树根桩应用于单层工业厂房柱基础托换加固具有对地基扰动小，施工速度快。造价较低等优点，不失为对老厂房地基基础加固中一个值得推荐的托换方法。本托换工程由西安建筑科技大学承担设计，亦是树根桩首次应用于黄土地基上大型工业厂房的柱基托换，并取得了良好的成效。