搅拌植入桩在中软土地基中应用

搅拌植入桩在中软土地基中应用

一   引言

高强预应力管桩以其施工速度快、承载力高及成本低的优势在建筑基础设计中得到广泛应用，但对于一些特殊的地基，如中软土地基等管桩的应用受到一定限制，主要因为中软土地基中管桩承载力发挥有限甚至有些情况还要考虑一定负摩阻导致管桩承载力不能充分发挥，经济性变的较差，针对此种情况，一种特殊施工工艺即搅拌植桩也叫劲性复合桩在中软土地基中得到了应用。{建筑结构优化咨询}

二 搅拌植入桩设计

（一）工艺介绍

搅拌植入桩是针对软弱土，采用搅拌设备对软土进行深层搅拌，将软土进行加固后再进行预制桩施工，搅拌桩施工完2~6小时内进行预制桩施工，即在柔性桩硬化前施工刚性预制桩，一是方便预制桩压入再者可以提高桩与水泥土之间握裹力，提高桩基承载力。柔性桩厚度通常取150mm~250mm为宜。

水泥土水泥掺入比通常12%~20%，水泥土强度采用90天龄期标准立方体（70.7mm）无侧限抗压强度，工程中通常水泥掺量15%，90天龄期水泥土抗压强度通常达1.5Mpa以上。{建筑施工图设计}

（二）桩基承载力初步设计

复合桩承载力具体参照国标《劲性复合桩技术规程》4.3.2条规定进行计算，特征值与其破坏形式有关，当破坏发生在内芯与外芯界面上时，按以下公式计算

其中：

1. 15%水泥掺入比，侧阻可按0.06x1500=90初步考虑；

2. 对于等芯桩，桩端阻可取预制桩端阻承载力，桩断面按预制桩断面取值；

当破坏发生在外芯与桩周土之间的界面上时，按以下公式计算：

其中：

1. 侧阻近似按预制桩侧阻的1.3~1.8倍考虑；

2. 对于等芯桩，桩端阻桩端土层未修正的承载力特征值，桩断面按复合桩断面取值，发挥系数α可取0.8；

三 工程应用

（一）工程概况 ，某住宅工程，16层，地质剖面如下，各土层侧阻端阻如下，搅拌桩侧阻及端阻均为考虑调整系数后。

（二）劲性复合桩应用

为说明劲性复合桩承载能力比管桩更优异，现同时采用管桩方案作为对比，采用相同的单桩承载力，初步设计情况如下

• 管桩方案

桩长30m，桩径400mm，计算桩承载力特征值约1300kn；

• 劲性复合桩方案

柔性桩采用水泥搅拌桩，搅拌桩直径700mm，桩长15米，刚性芯桩采用管桩，桩径400mm，桩长15米，计算承载力特征值约1300kn；

• 桩基承载力特征值取1300kn，基础采用桩筏基础，布置如下，桩数101根；

• 成本对比：

• 其他

劲性复合桩在成本上比纯管桩更优，缺点是由于采用两种工艺，施工周期比管桩长，单桩承载力验收也需要在28天之后，故总的工期比管桩长。

小结：

1、本项目中软土地基采用劲性复合桩方案基础成本节约约25%；

2、搅拌桩劲性复合桩通常由外芯与桩周土控制承载力，内芯与外芯界面承载力富裕大很多；

四 结论及建议

1. 软土地基管桩承载力较低时，可考虑采用搅拌桩劲性复合桩基以提高桩承载力，具有明显的经济优势；

2. 劲性复合桩由于对工期有一定影响，故选择此方案需要结合项目工期综合考虑。