于光，雷用，胡明

(1重慶市勘測(cè)院，重慶401311；2后勤工程學(xué)院軍事建筑系，重慶401311)

0 引言

樹(shù)根樁實(shí)際上是一種小直徑（通常為100～250mm）的鉆孔灌注樁，上世紀(jì)30年代由意大利Fordedile公司首創(chuàng)[1]。由于樹(shù)根樁所形成的樁基形狀如同“樹(shù)根”（圖1）而得名。樹(shù)根樁在處理地基基礎(chǔ)不均勻沉降和承載力問(wèn)題方面得到了廣泛應(yīng)用，在許多工程實(shí)例中獲得成功。但是，樹(shù)根樁在處理邊坡穩(wěn)定性方面的應(yīng)用卻比較少。

樹(shù)根樁是利用小型鉆機(jī)，按設(shè)計(jì)直徑鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度，然后放入鋼筋籠，同時(shí)放入灌漿管，注入水泥漿或水泥砂漿，結(jié)合碎石骨料成樁。樹(shù)根樁可用于加層改造工程的地基加固、在既有建筑物地下隧道施工時(shí)對(duì)既有建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行托換，或用于增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性及碼頭下地基承載力。

根據(jù)需要，樹(shù)根樁可垂直或傾斜；它既可是單根，也可成束。多束樹(shù)根樁形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的斜樁型。同時(shí)，樹(shù)根樁也可以是端承柱或摩擦柱（圖1）。

圖1 樹(shù)根樁剖面示意圖

樹(shù)根樁在處理地基基礎(chǔ)不均勻沉降和承載力問(wèn)題上得到了廣泛應(yīng)用，在許多工程實(shí)例中獲得成功。但是，樹(shù)根樁在處理邊坡的穩(wěn)定性方面的應(yīng)用卻相對(duì)比較少，樹(shù)根樁作為一種支擋結(jié)構(gòu)型式，在現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB 503300、《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50007、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79、《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》JGJ123、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120中，均未納入。

樹(shù)根樁作為一種支護(hù)結(jié)構(gòu)型式[2]，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：直徑小、施工機(jī)具輕便、投入少；豎向樹(shù)根樁能提供土層所不能滿足需要的承載能力；斜向樹(shù)根樁能提供側(cè)向抗力，等。豎向和斜向樹(shù)根樁能在土質(zhì)邊坡的支護(hù)中充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，做到“少花錢，多辦事”，起到事半功倍的效果，并將在支護(hù)結(jié)構(gòu)型式中占一席之地。

隨著城市人口密度的不斷增加和城市建設(shè)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注如何合理地開(kāi)發(fā)和利用地下空間?；庸こ淌堑叵驴臻g利用中的主要工程之一。建筑基坑[3]按其物質(zhì)組成可分為土質(zhì)基坑和巖質(zhì)基坑。本文結(jié)合某土質(zhì)基坑工程實(shí)例，就幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 樁-錨支擋體系作用原理

在巖土錨固工程中，以樁、錨桿（或錨索）作為錨固系統(tǒng)的主要構(gòu)件，就形成了一個(gè)樁-錨錨固系統(tǒng)，或稱之為樁+錨桿聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，亦稱樁錨體系。

巖土錨固的基本原理就是依靠錨桿周圍地層的抗剪強(qiáng)度來(lái)傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或保持地層開(kāi)挖面自身的穩(wěn)定。

巖土錨固的主要功能：提供作用于結(jié)構(gòu)物上用來(lái)承受外荷載的抗力；使被錨固地層產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)域；加固并增加地層的強(qiáng)度，也相應(yīng)改善地層的其它力學(xué)性能；通過(guò)錨桿，使結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定巖土體連鎖在一起，形成一個(gè)共同工作的復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而使穩(wěn)定巖土體更有效地承受拉力和剪力。

基坑工程中樁+錨桿聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的水平荷載主要由錨桿來(lái)承擔(dān)，而樁主要起承擔(dān)豎向荷載（錨桿的豎向分力與樁的自重）、聯(lián)系錨桿和抗?jié)B透穩(wěn)定、抗隆起等作用。因此，樁錨體系中的樁常可采用中、小直徑的鉆孔樁，也可采用直徑更小的樁-樹(shù)根樁，與計(jì)算剖面上的多點(diǎn)錨桿形成樁-錨復(fù)合支擋體系。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司在瀘州市治平路旁修建飯店。場(chǎng)地屬于淺丘堆積地帶，場(chǎng)地開(kāi)闊，地勢(shì)平坦，場(chǎng)地標(biāo)高243.75～244.65m，高差0.9m。擬建飯店地下兩層，最底層標(biāo)高為234.00m，將形成深9.60m左右的基坑,基坑平面邊線長(zhǎng)約148.5m。場(chǎng)地土層上部為3.8～5.2m左右的填土層，填土層下面為9.1～10.4m左右的粉質(zhì)粘土層，以下依次為4.2m左右的卵石層及泥巖層。

填土為雜填土，雜色，稍濕，主要為炭、粘性土及少量建筑垃圾，松散狀，廣泛分布，厚3.8～5.2m。

粉質(zhì)粘土：黃色、黃褐色，可塑狀，韌性中等，干強(qiáng)度中等，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，局部夾流砂，廣泛分布，厚9.1～10.4m。

卵石層：場(chǎng)地中均勻分布，卵石和少許漂石大小交錯(cuò)排列，其間充填黃色、灰色中細(xì)砂，卵石含量50%～60%，結(jié)構(gòu)稍密至中密，厚3.5～5.5m。

泥巖層：紫紅、暗紅色為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，巖芯呈柱狀，裂隙較發(fā)育，局部含溶蝕孔隙，巖芯節(jié)長(zhǎng)10～60mm。

場(chǎng)地地下水位標(biāo)高約233.0m，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。不存在滑坡、坍塌、地面塌陷等不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地穩(wěn)定性良好。

為保證擬建建筑物及基坑頂部建筑物的安全，應(yīng)對(duì)場(chǎng)地基坑進(jìn)行永久性支護(hù)。

2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）建設(shè)單位提供的場(chǎng)地基坑平面布置圖。

（2）飯店巖土工程勘察報(bào)告。

（3）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008。

（4）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2002。

2.3 支護(hù)方案

根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)特征，結(jié)合場(chǎng)地邊坡的平面布置要求，該基坑采用樹(shù)根樁+樁間板式錨桿擋墻進(jìn)行永久性支護(hù)。

2.4 設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）場(chǎng)地類別：I類建筑場(chǎng)地。

（2）基坑類別：土質(zhì)基坑。

（3）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.10。

（4）本工程按VI度抗震設(shè)防，設(shè)計(jì)使用年限為50年。

（5）巖土參數(shù)：

①填土：γ=20kN/m3，綜合內(nèi)摩擦角φD=30o；

②粉質(zhì)粘土：γ=20.0kN/m3，c=20kPa，內(nèi)摩擦角φ=20°；

③坡頂附加荷載：q＝3.5kN/m2(邊坡后緣已建建筑物采用樁基礎(chǔ)，且嵌入巖土體塌滑區(qū)范圍以內(nèi))。

2.5 樹(shù)根樁、板工程

（1）材料

①樹(shù)根樁、板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。

②鋼筋：φ-HPB235，Φ-HRB335。

（2）鋼筋混凝土

①混凝土保護(hù)層厚度：樁為50mm，梁為35mm，板為25mm。

②鋼筋混凝土板內(nèi)應(yīng)滲入水泥重量10%的UEA—H膨脹劑。

③鋼筋接長(zhǎng)：采用機(jī)械連接。

④所有箍筋彎135o，長(zhǎng)10d。

（3）施工要求

①樹(shù)根樁施工要求：

A.當(dāng)各樹(shù)根樁施工完后即可施工樁頂聯(lián)梁、板，施工時(shí)，應(yīng)注意梁、板與樁的整體連接。

B.樹(shù)根樁的施工應(yīng)嚴(yán)格按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94—94執(zhí)行。

②板施工要求

A.板底設(shè)置連續(xù)暗梁，梁截面200×500mm，上、下面配筋均為3Φ20，側(cè)向腰筋各2Φ20，箍筋ф10@150,C25混凝土。

B.板豎向每段水平施工縫應(yīng)嚴(yán)格處理，保證其整體性。

C.板泄水孔：樁間板應(yīng)按2.5m×2.0m設(shè)Φ150泄水孔，外傾5%，墻背后500mm厚范圍做卵石堆囊。

（4）其它

①擋墻應(yīng)沿長(zhǎng)度方向每20m設(shè)置一道豎向伸縮縫，縫寬30~50mm，縫中嵌瀝青麻筋，嵌入深度100mm。

②樹(shù)根樁應(yīng)嵌入密實(shí)的卵石層內(nèi)不少于1.5m。

③樹(shù)根樁應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。

④樹(shù)根樁應(yīng)跳槽施工，施工時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)留錨孔位置。

2.6 錨桿工程

（1）錨桿孔徑為110mm，主筋2Φ28（Φ：HRB335，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk=335N/mm2），錨桿與水平線夾角20°；錨桿采用M30水泥砂漿在2～3個(gè)大氣壓下壓力灌注。

（2）肋柱（圓樁）：直徑250mm，主筋6Φ20，箍筋ф8＠150，錨桿1m范圍加密為100mm，C25混凝土。

（3）鋼筋接長(zhǎng)：應(yīng)采用機(jī)械連接，符合《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107-2003的規(guī)定。

（4）施工前，錨桿應(yīng)進(jìn)行性能試驗(yàn)，性能試驗(yàn)錨桿的根數(shù)為3根（錨固長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度的0.6倍）。施工完后應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，驗(yàn)收試驗(yàn)錨桿的根數(shù)為錨桿總數(shù)的5%，且不少于5根（試驗(yàn)荷載值為設(shè)計(jì)值的1.1倍）。

（5）錨桿的軸向拉力設(shè)計(jì)值：255kN。

（6）應(yīng)保證錨桿與樁的整體連接。

（7）土層中的錨桿應(yīng)進(jìn)行防腐處理，可采用潤(rùn)滑油三度瀝青玻纖布纏裹二層的方法。

（8）面板底標(biāo)高為233.60m。

（9）擋墻應(yīng)沿長(zhǎng)度方向每20m設(shè)置一道豎向伸縮縫，縫寬30～50mm，縫中嵌瀝青麻筋，嵌入深度100mm。

（10）錨桿施工應(yīng)滿足以下要求：

①錨桿施工前，應(yīng)查明錨桿施工區(qū)建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)、地下管線等情況；判明錨桿施工對(duì)臨近建筑物及地下管線的影響，并擬定相應(yīng)預(yù)防措施。

②錨孔施工應(yīng)按 《建筑邊坡支護(hù)技術(shù)規(guī)范》DB50/5018-2001和《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99的有關(guān)要求進(jìn)行。

2.7 其它（略）

2.8 部分施工圖

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)平面圖見(jiàn)圖2；基坑支護(hù)設(shè)計(jì)代表性立面圖見(jiàn)圖3；基坑支護(hù)設(shè)計(jì)代表性剖面圖見(jiàn)圖4；基坑支護(hù)設(shè)計(jì)大樣圖見(jiàn)圖5。

圖2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)平面圖

圖3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)立面圖（AB段）

2.9 監(jiān)測(cè)

該基坑支護(hù)工程在竣工后進(jìn)行了2年的治理效果變形監(jiān)測(cè)。

由于樁嵌入密實(shí)的卵石層內(nèi)不少于1.5m，其豎向變形值小于0.5mm，因此，本文未繪制豎向位移與時(shí)間的關(guān)系曲線圖。

圖4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)剖面圖（II-II）

圖5 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)大樣圖

根據(jù)測(cè)點(diǎn)水平位移累計(jì)值繪制水平位移與時(shí)間的關(guān)系曲線圖（見(jiàn)圖6）。由圖6分析，水平位移與時(shí)間的關(guān)系曲線為波浪形，曲線的趨勢(shì)線近似為水平線，說(shuō)明支擋結(jié)構(gòu)水平位移的變化幅度有限，整個(gè)支擋結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖6 水平位移與時(shí)間的關(guān)系曲線圖

[1]王赫.建筑工程事故處理手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1994.

[2]雷用，趙尚毅，郝江南，等.支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工[M]，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[3]劉興遠(yuǎn)，雷用，康景文.邊坡工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.