不同土層對水泥土復合管樁承載力的影響分析

王淑文，米春榮，程海濤，劉 彬，梁紅軍，常國瑞，李建明，呂 哲

（1.山東省建筑科學研究院有限公司，山東 濟南 250031；2.山東建科特種建筑工程技術中心有限公司，山東 濟南 250031；3.山東省組合樁基礎工程技術研究中心，山東 濟南 250031；4.濟南市組合樁技術工程研究中心，山東 濟南 250031）

0 引言

水泥土復合樁是對軟弱地基研發(fā)的一種高承載力、綠色環(huán)保的新型組合樁。

隨著水泥土復合樁迅速的發(fā)展，已在多個工程實例中得到應用。該樁型屬于摩擦樁，相同的樁型在不同的土層中產(chǎn)生的側摩阻力也是不相同的，承載力也隨土層的變化而變化。因此，從工程實例中分析土層對水泥土復合樁承載力的影響對其發(fā)展及推廣有極其深遠的意義。

1 水泥土復合管樁介紹

水泥土復合管樁利用高噴攪拌的方法在土中行成水泥土樁并且同心植入預應力高強混凝土樁形成復合樁。主要施工工藝包括高噴攪拌水泥土樁施工和預應力高強混凝土芯樁植入兩個工序。水泥土復合管樁先進行外圍水泥土樁的施工，再進行中心高強預應力樁的靜力植入，減少擠土效應，增強管樁貫入能力，提高施工速率。尤其是在環(huán)保方面，減少泥漿排放，噴出的泥漿能夠在短時間內固化，對現(xiàn)場的揚塵起到一定的抑制作用。那么對于水泥土復合管樁進行深入的研究，土層的變化對其施工、設計的影響等起到重要作用，通過幾個工程實例，對土層進行研究，做出一定的判斷，對施工難以的判斷，樁長短的初步判定等起到重要作用。

2 工程概況

由表1列舉的三個工程可知，這三個工程的樁徑均是水泥土800mm、管樁400mm；水泥標號均是P.O 42.5，設計要求的極限承載力標準值均為5000kN。在其他條件相同的情況下，樁長的變化和土層的變化有極大的聯(lián)系。

表1 項目概況匯總

3 勘察報告匯總

3.1 工程一勘察信息

選取15#樓附近第140#勘察孔?，F(xiàn)場標高20.49m，樁頂絕對標高14.23m，負孔深度為6.26m。水泥土復合管樁樁身部分經(jīng)過土層為粉土及粉質黏土，大部分樁身進入砂層，詳見表2。

表2 工程一140# 勘查孔參數(shù)信息詳情參數(shù)信息詳情

3.2 工程二勘察信息

選取2#試樁附近第ZK370#勘查孔?，F(xiàn)場標高22.65m，樁頂絕對標高20.63m，負孔深度為2.02m。水泥土復合管樁經(jīng)過土層大部分為粉土及粉質黏土，部分樁身進入砂層，詳見表3。

表3 工程二ZK370#勘查孔參數(shù)信息詳情

3.3 工程三勘察信息

選取19#樓附近第ZK370#勘查孔?，F(xiàn)場標高22.24m，樁頂絕對標高17.65m，負孔深度為4.59m。水泥土復合管樁經(jīng)過土層大部分為粉土及粉質黏土，詳見表4。

表4 工程三ZK370#勘查孔參數(shù)信息詳情

4 工程檢測

4.1 工程一檢測

工程一單樁豎向抗壓靜載試驗加載至5000kN，最大位移量15.85mm，卸載后最終沉降量為5.83mm。實驗報告數(shù)據(jù)詳情請見表5。

表5 工程三單樁豎向抗壓靜載試驗數(shù)據(jù)匯總

4.2 工程二檢測

工程二單樁豎向抗壓靜載試驗加載至5000kN，最大位移量8.30mm，卸載后最終沉降量為3.06mm，詳情請見表6。

表6 工程二單樁豎向抗壓靜載試驗數(shù)據(jù)匯總

4.3 工程三檢測

工程三單樁豎向抗壓靜載試驗加載至5300kN，因負孔較深，為方便做靜載試驗，將樁長增加到29m，單樁豎向抗壓加載至5300kN。最大位移量14.49mm，卸載后最終沉降量為9.34mm，詳情請見表7。

表7 工程三單樁豎向抗壓靜載試驗數(shù)據(jù)匯總

5 工程分析

在承載力相同的前提下，工程一樁長最短，大部分進入砂層；工程二粉土層較厚，樁長增長；工程三樁長最長，以黏土層為主。由于水泥土復合管樁屬于摩擦樁，樁長的增加會導致其承載力的增加。經(jīng)過對比可了解到，以目前數(shù)據(jù)分析來說，對粉砂層、粉土層和粉質黏土層三種土層而言，粉砂層對水泥土復合管樁的承載力提高較大，粉土層相對差些，而黏土層最差。

6 價值分析

綜上分析，在整個水泥土施工過程中，通過了解勘查報告的土層，就能了解到施工的困難程度，為施工的進度，速度等有一個較精準的初步估算。同時對于前期報價等有重要的意義。對于設計而言，看到土層就能對樁長有個基本的估算，能較快形成一個雛形，加快設計的速度。