素混凝土桩复合地基研究现状与展望

王丽娟 郭凤双

1　素混凝土桩复合地基研究现状

复合地基是通过桩和土体复合而成，并由土体与桩同时承担荷载。和天然地基相比较，复合地基在提高承载力与减少沉降方面有显著的效果，并能取得良好的经济效益，目前已大量工程中已经得到了广泛的应用[1～3]。

19世纪30年代，欧洲开始出现复合地基技术，当时主要通过砂桩加固法来处理松散的砂土地基。1953年日本清水建设株式会社从美国引进该方法并加以改进，开发出了CSL法和MR-D法。到20世纪60年代，日本和瑞典分别开发出深层搅拌法，此法专用于加固深层软土。在21世纪50年代末，我国开始引入复合地基技术，目前已在工业和民用建筑、交通、水利等工程建设中取得了良好的效果。

近年来，素混凝土桩复合地基的应用较广。它和普通桩基础相比较，区别在于：桩身未配置钢筋，在桩与基础之间铺设褥垫层，上部结构的荷载通过褥垫层传递到桩与桩间土，充分发挥桩和桩间土的承载力，因此具有广泛的适用性与良好的经济性，现已成为一种重要的地基处理方法，并且在我国江浙、广东、福建、一带、湖北和四川等地都有广泛应用。其特点主要包括以下几个方面：

（1）广泛的适用性。针对各种不同的土层性质都有比较好的适用性，既可以加固处理软弱地基，也可以加固处理各类硬土层。就基础的形式而言，无论是独立基础、条形基础，还是筏板基础与箱型基础，都具有良好的适用性。

（2）较高的承载力。经过处理，可以极大地提高地基的承载力，加固处理前的地基承载力在60～260kPa，加固处理后可提高到160～550kPa，对于一般的高层建筑基本可满足承载力要求。桩身侧阻力可沿着桩长全部发挥，当桩端持力层的地质条件较好时，其端阻也可得到充分发挥，这样，既提高了地基的承载力同时又减小了地基的沉降变形。还可以通过对混凝土强度与桩的布置形式进行调整，改变复合地基承载力值。

（3）较小的沉降变形。通过对建筑物沉降监测资料进行分析，以及对复合地基进行载荷试验可知，素混凝土桩复合地基的沉降量尤其是完工后的沉降量都较小，大多在10～40mm之间，可以满足建筑物对变形的要求[4]。

（4）减少不均匀沉降。通过改变置换率、调整桩身长度或者改变桩端持力层性质，可使复合地基达到不同的承载能力，从而减少不均匀沉降。

（5）良好的社会效益与经济效益。就造价而言，可比其他形式的桩基节省1/3以上，并能同时缩短施工工期1/3左右。此外，如若采用螺旋钻孔灌注等工艺，也不会对相邻建筑带来不利影响。

近年来，针对成都地区的地层特点，中国建筑西南勘察设计研究院提出了大直径素混凝土桩复合地基的概念，并在成都地区多个工程如龙湖世纪城、绿地柏仕公馆、半岛城邦、新希望塔子山壹号等高层建筑的地基处理中得到应用。大直径素混凝土桩的桩径通常在800～1200mm之间，和普通素混凝土桩的桩径相比更大，这使得桩周和土体间的接触面积更大，有助于土体发挥作用，同时对于提高复合地基的整体刚度，减小复合地基沉降等方面也起到了积极地作用。

2　大直径素混凝土桩复合地基研究展望

由于桩身直径大，刚度大，大直径素混凝土桩复合地基可以极大地提高地基的承载能力，同时减小地基沉降量。并且通过改变桩径、桩距、桩长、桩身强度、垫层模量、垫层厚度等参数，可以很大幅度地调节其承载力，它与普通素混凝土桩、CFG桩在受力和变形特性方面都非常相似，对素混凝土桩复合地基与CFG桩进行研究的理论和方法较多，但是针对大直径素混凝土桩复合地基的研究目前相对较少，可通过现场监测、有限元计算和理论研究等手段，对大直径素混凝土桩复合地基的力学特性进行综合分析，从而提出大直径素混凝土桩复合地基的设计方法。

[1]杨建东.沉降控制复合桩基在工程上的应用[J].医药工程设计，2000，21（6）：267～271.

[2]刘利民.复合桩基工作性状的非线性分析[J].土木工程学报，2001，34（2）：56～60.

[3]房利人，孙晓滨.复合桩基础在工程中的应用[J].低温建筑技术，1992（1）：36～37.

[4]陈仲颐，叶书麟，主编.基础工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.