劲性桩复合地基在工程中的应用

蔡 海 峰

(上海强劲地基工程股份有限公司，上海 200233)



劲性桩复合地基在工程中的应用

蔡 海 峰

(上海强劲地基工程股份有限公司，上海 200233)

结合劲性桩复合地基加固机理，以四川成都某拟建项目为例，从设计指标和参数、施工技术要求和注意事项两方面，介绍了其施工工艺，并分析了其工程特性，以期为今后同类工程提供参考。

劲性桩，复合地基，施工工艺，地基加固

1 劲性桩复合地基加固机理

劲性桩复合地基法具有以下优点：承载力很大，施工速度很快，便于检测以及适应性强、质量稳定。因此被大量使用于工业方面、铁路、道路施工以及民用建筑中。在劲性桩的顶部安装桩帽，桩帽顶部再安装垫层和土工格栅，能够保证建筑物上部结构达到不均匀沉降要求。当桩的顶部持力层所允许承受的压力比较高时，此时，由于桩的形变较小、桩顶部的摩擦系数较大，因而桩与桩之间的相对位移就很小。如果桩的顶部的持力层是相对持力层的话，那么桩与桩之间的土层的沉降量就会加大，由于桩的沉降量小，那么桩与桩间土层就会发生相对位移，产生侧摩擦力。由于安装了垫层，桩的负载增加，其沉降量也增加，从而达到与土层沉降量相协调的结果。

2 工程应用

2.1 工程概况

四川成都某拟建项目包含三幢建筑物，分别为预处理车间、厌氧发酵罐区和沼气储气罐区。通过现场勘测地质，知道该三幢建筑物部分位于原场地采坑中。该采坑在东西方向上为120 m，南北方向上为100 m。在勘察时，发现该采坑被粘性素填土填满，各个建筑物的单位载荷、层底标高、层位厚度、底板坡度如表1所示。

表1 厚层填土在各建筑物上的分布特征

这个土层由少量砖石碎块和植物根系的粘性土组成。其土层结构松散，颜色复杂，是最近才填埋的。其特点为：沉积时间短、土层结构疏松、土质分布不均匀、可压缩性能较高、强度低。因此，该地基为软弱地基土。

2.2 劲性桩复合地基法施工工艺

1)设计指标和参数。

该工程使用的是水泥土类桩和混凝土桩两种劲性复合桩对地基进行加固。水泥土类桩的直径为600 mm，使用的是32.5级的普通硅酸盐水泥进行凝桩，水泥占15%的比重，无侧限抗压强度大小为1 200 kPa，其有效长度为10.50 m，因此能够直达下卧稳定的④层粘土层。该桩心采用的是混凝土微型振动沉管灌注桩，桩心的直径为220 mm，混凝土的强度等级为C20，有效长度为5.0 m。

该工程要求劲性复合桩单个桩的承载力不小于310 kN，处理后的复合地基的承载力特征值不小于170 kPa,抗拔复合桩单个桩的承载力特征值不小于60 kN。

2)施工技术要求和注意事项。

水泥土类桩和混凝土桩复合桩的施工工艺流程为：先放置线进行定位操作，接着对桩的位置进行再次校核，校核完后就可以将水泥土类桩放置相应位置，对其进行施工。接着将水泥土类桩基移到下一个桩的位置，就可以进行混凝土桩安装操作，对其进行施工复位，那么复合桩就形成了。

注意事项：

a.将钻孔设备放置到指定位置后，要保证其平整，稳固，才能防止在钻孔过程中发生倾斜和偏移现象。

b.制作的钢筋模型要达到相关质量标准。

c.钻孔后要立即进行浇灌混凝土操作，混凝土的混合比要根据实验室测量的数据进行加料操作。

d.灌注混凝土的时候要保证其不间断，要连续浇筑，才能保证充盈系数大于1.0。

e.对混凝土进行超灌操作时，最好是大于1倍的桩径，且桩径应该不小于50 cm。

f.如果采用了预制桩，那么其制作和施工都应遵循相关规定。

g.由于水泥土类桩所使用的材料大多为胶结性材料，因此，对于混凝土桩的施工应在水泥土类桩硬化之前，才能提高其间的握裹力。由于水泥土类桩的施工工艺不同，因而，混凝土桩的具体打入时间也不同。例如，水泥土类桩采用的是干法搅拌的话，混凝土桩应该在水泥土类桩施工后6 h之内进行；如果采用的是湿法工艺，则只需要在12 h之内进行。

h.如果混凝土桩使用的是空心桩，那么就要在桩的顶部加桩尖或封头钢板之后才能进行施工操作。

i.安装好的桩在垂直方向上的偏差不能大于1%，桩的位置偏差不能超过20 mm，桩的直径和桩的有效长度不能低于设计值。搅拌头旋转一周，桩的提升高度不能大于16 mm。要对搅拌头进行定期检查，以保证其磨耗量不超过10 mm。在进行施工操作以前，要对土层进行配比实验，根据实验结果确定桩基的施工参数。

2.3 工程特性

1)劲性桩复合地基承载力大、可调性强。桩的有效长度可以从几米到20多米，以此来充分发挥桩的侧面阻力。桩承担的载重量为全部荷载量的40%～70%，因此，复合地基承载力具有较大的可调节性。在进行具体施工前，可以通过选择桩径、改变桩的有效长度、桩间距来满足不同复合地基的要求。

2)劲性桩复合地基的挤土效应加大了桩间土承载力的利用效率。在对复合地基承载力进行估算时，桩间土的发挥系数可以取0.95～1.0。劲性桩是复合地基竖直方向上的主要受力单位，其沉降距离一般是10 mm～20 mm，可以使桩间土承载力发挥最大程度的作用。

3)劲性桩复合地基的沉降系数比较小，一般在20 mm以内。将劲性桩置于压缩性较小的土层中时，桩顶部的承载作用会加大。

3 结语

在实际工程背景下，对于特殊的工程地质条件下地基的处理方案进行总结与评价，并肯定各个方法对于工程建设上劲性桩复合地基的重大意义，希望能够为今后同类工程提供参考。

1)劲性桩复合地基不仅提高了桩附近土地基承载力，还提高了单个桩的承载力与抗拔性能。同时，还能给上部荷载提供稳定的支撑力。

2)劲性桩复合地基具有性价比高、施工简便、造价低廉等优点，同时，对于周围环境的影响甚小，因此，对于软弱地基土加固中具有良好的发展前景。

[1] 林宗元.岩土工程治理手册[M].北京：中国建筑工业出版社,2005.

[2] 吴 迈,赵 欣,窦远明,等.水泥土组合桩室内试验研究[J].工业建筑，2004(11):23-24.

The application of stiff pile composite foundation in engineering

Cai Haifeng

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringLimitedCompanybyShare,Shanghai200233,China)

Combining with the reinforcement mechanism of stiff pile composite foundation, taking a proposed project in Sichuan Chengdu as an example, from the design indicators and parameters, construction technology requirements and matters need attention two aspects, introduced its construction technology, and analyzed its engineering characteristics, in order to provide reference for future similar engineering.

stiff pile, composite foundation, construction technology, foundation reinforcement

1009-6825(2017)18-0058-02

2017-04-11

蔡海峰(1981- )，男，工程师

TU473.1

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