刚性桩复合地基工程设计与施工实例

刚性桩复合地基工程设计与施工实例

作者：丁穗平

来源：《中国新技术新产品》2014年第04期

摘 要：本文介绍了软土地基，多层建筑采用刚性桩复合地基的设计与施工，并附工程实例。

关键词：刚性桩复合地基；工程设计；施工实例 中图分类号：TU47 文献标识码：A 一、前言

近些年，广东省湛江市在市区近海区域（现观海长廊部位）进行了较大规模的填海造地，并修建了观海长廊、道路、别墅及住宅小区；由于是近海回填，是典型的沿海软土区，在1.5m厚的可塑性黏土硬壳层下就是5～15m厚第一层淤泥；淤泥下面是可塑性黏土或粉质黏土，厚3～8m；之下有的地段有第二层淤泥质土，其下为可塑到硬塑黏性土。淤泥的天然含水量大于液限，结构性很强，一经扰动破坏即呈稀软状态。淤泥层的孔隙比平均为1.9，最大达2.7，是引起建筑物较大沉降的主要土层。

近郊地表与市区相比，少了一层厚约1～4m的杂填土，持力层只有1～2m，而表层硬壳层下的淤泥层比市区更软弱，很多采用天然地基的建筑物在竣工后一年内平均沉降已超过500mm，沉降最大的高达700～800mm，最终沉降将接近或超过1000mm。因而，存在较大的沉降问题。

由于低强度混凝土桩复合地基（包括利用工业废料形成的低强度混凝土桩复合地基）将浅层应力向桩体集中，以桩为载体向深层扩散，使得复合地基中高应力区比天然地基及桩基础高应力区范围更大，在提高地基承载力的同时有效改善了地基变形沉降问题。同时由于垫层与基底的摩擦作用，提高了基础抵抗水平荷载能力，桩身不必配钢筋，利用较薄硬土层形成复合地基，节约基础工程造价。 二、工程实例一 1 工程概况

某小区住宅为11层框架结构，建筑平面为条状（10.5m×39.6m），柱网为3.3m×4.5m及3.3m×2.8m。

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拟建场地原为鱼塘，后经填平，地质条件属河道淤积冲积层，其主要桩端持力层呼细砂层受故河道冲淤积影响，含有淤泥夹层。该工程地基土物理力学性质指标见表一。 2 地基基础设计

本工程采用直径400mm、长10m的素混凝土沉管灌注柱，桩端进入表 中第4层中细砂与淤泥互层中3倍桩径（常规桩基一般进入该土层5～6倍桩径），单桩容许承载力250kN。梁板式筏形基础，桩布于基础梁下，为了使桩土共同作用、协调变形，筏板与桩顶之间设置300mm厚级配良好的砂卵石垫层。该工程基础平面图见图一 3 实施效果

静载荷试验单桩极限承载力均大于或等于500kN。该工程历时2年多的实测沉降一时间曲线见图二

实测推算最终沉降约为160mm。 4 得失原因分析

该小其他7层半住宅采用直径400mm、长15.5m的沉管灌水库桩常规桩基础，本工程采用直径400mm、长10m的素混凝土沉管灌注桩复合地基，造价约为常规桩基的80%。 三、工程实例二 1 工程概况

某小区两幢住宅为12层框架结构，建筑平面为条状（12m×35m），柱底轴为2000kN。 拟建场地土层结构复杂，上部以淤泥、淤泥夹砂和页片状淤泥为主（厚20mm以上）；中部为粉质黏土、淤泥质黏土夹薄层含泥中砂；下部为含圆角砾砂质黏土夹粉质黏土。该工程地基土物理力学性质指标见表二。 2 地基基础设计

该工程场地的第6层粉质黏土仅1.5～3.0m厚，若以这层土为桩端持力层，采用直径400mm、长21m沉管灌注桩的常规桩基，单桩承载力仅为200kN，单柱下需布桩11根，造价较高。以第8层含泥中砂（桩长28m）与第10层含角砾砂质黏土（桩长33m）为桩端持力层的常规桩基，其造价更高。

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设计采用格筏基础与素混凝土沉管灌注桩组成复合地基，桩径400mm、长20.7m，桩尖进入第6层粉质黏土1.0m，单桩承载力200kN。荷载分担比例按桩75%、土25%设计，桩数为常规桩基的70%。为了使桩土共同作用、变形协调，在桩顶与格筏基础基底之间设置600mm厚中粗砂垫层。 3 工程问题

该工程的沉降观测从2004年5月至2007年6月，历时3年整。A楼、B楼的平均沉降量、沉降速率见表三.

该工程的实测沉降—时间曲线见图四

该工程A楼的实测推算最终沉降为152mm，最大沉降差为42.2mm；B楼的实测推算最终沉降为173mm，最大沉降差为29.4mm。该工程采用刚性桩复合地基的造价比采用同样桩长常规桩基方案降低造价30%～50%，实测沉降也达到要求。 4 得失原因分析

该工程采用素混凝土沉管灌注桩复合地基，发挥桩、土共同作用来承担上部荷载，降低基础造价，实测沉降也符合当时的要求。 结语

为了达到桩、土分担固定比例目的，本工程在桩顶与格筏基础基底之间设置有600mm厚中粗砂垫层。采用10m沉管灌注桩（低强度素混凝土）复合地基在筏板与桩顶之间设置300mm厚垫层也取得成功。

素混凝土沉管灌注桩的弊病之一就是由于桩身未配置钢筋，比钢筋混凝土沉管灌注桩更易出现缩颈等问题。在施工中就由于部分桩身质量问题而采取垫层厚度加至900mm的处理措施。 参考文献

[1]JGJ 94-2008[S]，建筑桩基技术规范. [2]JGJ 79-2012[S]，建筑地基处理技术规范.

丁穗平，广东湛江人，1964年生，工程师，研究方向为土木工程施工与管理。 作者身份证号：44010619640505187