不同土层对水泥土复合管桩承载力的影响分析

王淑文，米春荣，程海涛，刘 彬，梁红军，常国瑞，李建明，吕 哲

（1.山东省建筑科学研究院有限公司，山东 济南 250031；2.山东建科特种建筑工程技术中心有限公司，山东 济南 250031；3.山东省组合桩基础工程技术研究中心，山东 济南 250031；4.济南市组合桩技术工程研究中心，山东 济南 250031）

0 引言

水泥土复合桩是对软弱地基研发的一种高承载力、绿色环保的新型组合桩。

随着水泥土复合桩迅速的发展，已在多个工程实例中得到应用。该桩型属于摩擦桩，相同的桩型在不同的土层中产生的侧摩阻力也是不相同的，承载力也随土层的变化而变化。因此，从工程实例中分析土层对水泥土复合桩承载力的影响对其发展及推广有极其深远的意义。

1 水泥土复合管桩介绍

水泥土复合管桩利用高喷搅拌的方法在土中行成水泥土桩并且同心植入预应力高强混凝土桩形成复合桩。主要施工工艺包括高喷搅拌水泥土桩施工和预应力高强混凝土芯桩植入两个工序。水泥土复合管桩先进行外围水泥土桩的施工，再进行中心高强预应力桩的静力植入，减少挤土效应，增强管桩贯入能力，提高施工速率。尤其是在环保方面，减少泥浆排放，喷出的泥浆能够在短时间内固化，对现场的扬尘起到一定的抑制作用。那么对于水泥土复合管桩进行深入的研究，土层的变化对其施工、设计的影响等起到重要作用，通过几个工程实例，对土层进行研究，做出一定的判断，对施工难以的判断，桩长短的初步判定等起到重要作用。

2 工程概况

由表1列举的三个工程可知，这三个工程的桩径均是水泥土800mm、管桩400mm；水泥标号均是P.O 42.5，设计要求的极限承载力标准值均为5000kN。在其他条件相同的情况下，桩长的变化和土层的变化有极大的联系。

表1 项目概况汇总

3 勘察报告汇总

3.1 工程一勘察信息

选取15#楼附近第140#勘察孔。现场标高20.49m，桩顶绝对标高14.23m，负孔深度为6.26m。水泥土复合管桩桩身部分经过土层为粉土及粉质黏土，大部分桩身进入砂层，详见表2。

表2 工程一140# 勘查孔参数信息详情参数信息详情

3.2 工程二勘察信息

选取2#试桩附近第ZK370#勘查孔。现场标高22.65m，桩顶绝对标高20.63m，负孔深度为2.02m。水泥土复合管桩经过土层大部分为粉土及粉质黏土，部分桩身进入砂层，详见表3。

表3 工程二ZK370#勘查孔参数信息详情

3.3 工程三勘察信息

选取19#楼附近第ZK370#勘查孔。现场标高22.24m，桩顶绝对标高17.65m，负孔深度为4.59m。水泥土复合管桩经过土层大部分为粉土及粉质黏土，详见表4。

表4 工程三ZK370#勘查孔参数信息详情

4 工程检测

4.1 工程一检测

工程一单桩竖向抗压静载试验加载至5000kN，最大位移量15.85mm，卸载后最终沉降量为5.83mm。实验报告数据详情请见表5。

表5 工程三单桩竖向抗压静载试验数据汇总

4.2 工程二检测

工程二单桩竖向抗压静载试验加载至5000kN，最大位移量8.30mm，卸载后最终沉降量为3.06mm，详情请见表6。

表6 工程二单桩竖向抗压静载试验数据汇总

4.3 工程三检测

工程三单桩竖向抗压静载试验加载至5300kN，因负孔较深，为方便做静载试验，将桩长增加到29m，单桩竖向抗压加载至5300kN。最大位移量14.49mm，卸载后最终沉降量为9.34mm，详情请见表7。

表7 工程三单桩竖向抗压静载试验数据汇总

5 工程分析

在承载力相同的前提下，工程一桩长最短，大部分进入砂层；工程二粉土层较厚，桩长增长；工程三桩长最长，以黏土层为主。由于水泥土复合管桩属于摩擦桩，桩长的增加会导致其承载力的增加。经过对比可了解到，以目前数据分析来说，对粉砂层、粉土层和粉质黏土层三种土层而言，粉砂层对水泥土复合管桩的承载力提高较大，粉土层相对差些，而黏土层最差。

6 价值分析

综上分析，在整个水泥土施工过程中，通过了解勘查报告的土层，就能了解到施工的困难程度，为施工的进度，速度等有一个较精准的初步估算。同时对于前期报价等有重要的意义。对于设计而言，看到土层就能对桩长有个基本的估算，能较快形成一个雏形，加快设计的速度。