沿海地区软土地基管桩与CFG复合桩的应用

蓝建荣

摘要：本文结合工程实际，对沿海地区软土地基管桩与CFG复合桩的应用谈一些看法。

关键词：软土地基管桩CFG复合桩应用

Abstract: combining with engineering practice, coastal areas of soft soil foundation pile and the application of composite piles CFG some views on.

Key words: soft soil foundation CFG pile composite pile applications

中图分类号：TU471.8 文献标识码：A文章编号：

一、软土地基的特征

软土地基主要是指粘土或粉土颗粒含量极高的软弱土，或由孔隙率大的有机质土，泥炭，松砂组成的土层，地下水位高，影响填土和构造物的稳定或产生下沉的这一类地基。软土地基分布有以下两个特点:一是靠近海边地带，因受海水潮汐的影响，地下水位较高，这些地带的软土以细粉砂层为多，夹杂着部分有机质土。二是在水塘，盆地，地形平坦低洼地带，分布着成因和厚度不同的近代沉积软土，这些地带的软土以粉性或重粘性土颗粒为主，同时有些也夹杂着不同成分的有机质土。以岩土工程而言，软土是一种特殊土，其主要特征如下：1、孔隙比和天然含水量大我国软土的天然孔隙比e一般在1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W＝50～70%，高的可达200%，普遍大于液限。2、压缩性高我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a1～2都大于0．5MPa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。3、透水性弱软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数K≤1（mm/d）。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。4、抗剪强度低软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0．3KN/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C＜30KN/m2。固结快剪时，内摩擦角＝5°～15°。5、灵敏度高软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在3～4之间，有的甚至更高。

二、工程概况

某沿海商业区地基工程采用管桩及CFG桩复合桩基工程。本工程管桩为预应力混凝土管桩为PC桩，AB型，外径400mm，内径305mm，壁厚95mm，桩长11.5～17m，桩间距1m×1m，1.2m×1m，3m×1.2m，桩数为125根。桩端持力层为粉质黏土夹粉土或粉细砂夹粉质黏土。本工程CFG桩为水泥粉煤灰碎石桩，采用沉管打桩机施工，成桩直径为φ400mm，试桩设计桩长17.5～20m，试桩4根，总桩数为234根。桩端持力层为⑥-1粉细砂夹粉土粉质黏土，桩端进入该持力层深度不小于0.5m.桩采用矩形布置，桩距1.2m×1.2m等，桩身强度为C15，试桩单桩承载力特征值不小于188.39kN，复合地基承载力特征值不小于208.01kPa。

三、施工技术要点

1、管桩施工

一般情况下采用分段压放、逐段接长的方法。其程序为：测量定位→桩机就位→吊桩→压桩→接桩→再压桩→送桩至设计桩顶标高→终止压桩→切割桩头。

（1）制桩:制桩由管桩厂完成，项目部应派质检员在制桩现场监控，随机抽查，主要监控预应力钢筋，粗骨料，水泥，离心成型，制作试压块，高压蒸汽养护。

（2）验桩:先查验管桩原材料二次复检报告，必须符合GB13476-1999规范之规定。然后检查管桩外型尺寸，表面光洁度，钢帽安装是否规范，是否有锈蚀现象，是否平整。

（3）测放桩位。根据工程桩位平面图及甲方提供的红线资料，高程点做好测量控制点或轴线网，控制点必须牢固，其闭合差必须符合《工程测量规范》GB50026-93的要求，点位及高程应定期检查校正，测量仪器用DJ2经纬仪，S3水准仪及鉴定过的钢尺，桩位测放误差控制在±20mm以内，高程误差控制在±2mm以内

（4）桩机就位。桩机就位必须保证其水平，桩机稳固可靠，夹桩卡中心必须与桩位吻合，误差≤2cm，垂直度误差<1%.有关指标经技术人员检查，监理签证认可方可进入下一道工序。

（5）吊桩，桩对中调整。吊装应严格遵守JGJ94-94关于吊装的相关要求，禁止吊装过程中桩体下部在地上拖行，桩吊起后要观察桩体有无损伤，变形。桩对中应与地面桩位吻合，误差≤5mm，对中完成后要保持桩体垂直。

（6）压桩:以上程序完成后即可压桩。压桩应随时注意保持桩处于轴心受压状态，如有偏位及时调整，以免发生事故。压桩过程中注意油压表的变化，如有异常应及时研究解决。

（7）接桩。接桩应以桩头离地面1米为宜，焊接桩头时一定要清除焊接面上的杂物(泥土后)保证上下紧密接触，焊缝要饱满充实，不留余渣，焊后停留10分钟自检合格，报监理确认后方可压入土中。接桩焊工应业务熟练。接桩时间应尽量缩短。接桩时应尽量避免桩尖落在硬层上。以免下一步沉桩困难。

（8）接桩完成检验合格后再压桩。

（9）送桩。送桩时送桩器中心必须与桩中心吻合，用水准仪标定桩顶标高。

（10）终止压桩。终止压桩指标必须用桩长和油压值双控，当桩长达到要求而油压值未达到时，应继续增加桩长。油压值满足但桩长不够时，原则上应将桩段全部压入。因该工程已打完试桩，关于终压指标问题，开工前监理公司应会同有关单位在规范允许范围内分楼号或分地段确定终压指标，在施工中严格执行。

当终止压桩指标均满足设计要求时，还应视地质情况进行“复压”，这时用连续的满负荷压桩，使桩尖进入持力层部分更加挤密，达到提高端承力，减少沉降的作用。

2、CFG桩施工

CFG桩的施工工艺：平整场地→测量放线→施放桩位→桩机就位→振动沉管至设计标高→搅拌水泥粉煤灰碎石混凝土→灌注水泥粉煤灰碎石混凝土至平自然地面→拔管成桩→再进行下一根桩的施工。

（1）原材料的质量控制。

①水泥，粉煤灰，碎石的质量及强度必须符合设计要求和施工规范的规定。

②预制桩尖质量及强度必须满足施工要求。

（2）平整场地:三通一平，通水，通电，通路等。

（3）测量放线:以业主提供的红线点和施工图红线为依据，用经纬仪测量确定建筑物轴线，据此施放桩位，保证其桩位的轴线误差小于1mm.且保护好轴线点，桩基施工结束后移交上部施工单位。以业主提供的高程控制点施测工程桩标高，桩顶达到设计标高。

（4）沉管：

①桩机就位须水平、稳固、调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。

②若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋入地表以下300mm左右。

③启动电动机，开始沉管过程中注意调整桩机的稳定，严禁倾斜和错位。

④沉管过程中须作好记录。激振电流每沉1m记录一次，对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。

（5）投料：①在沉管过程中可用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管料口平齐。②如上料量不多，须在拔管过程中进行孔中投料，以保证成桩桩顶标高满足设计要求。③混合料配比应严格按设计文件规定执行，碎石和石屑含杂质不大于5%。④按设计配比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为30～50mm，成桩后桩顶浮浆厚度一般不不超过200mm。⑤混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得小于1min。

（6）拔管：①当混合料加至钢管投料口平齐后，开动电动机，沉管原地留振10s，然后边振动边拔管。②拔管速度按均匀线速控制，一般控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率可适当放慢。③当桩管拔出地面，确认桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。

（7）保护桩长。所谓保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长，基础施工时将其剔掉。

保护桩长越长，桩的施工质量越容易控制，但浪费的料也就越多。设计桩顶标高离地表距离不大于1.5m时，保护桩长可取50～70cm，上部用粒状材料封顶直到地表。

（8）桩头处理。CFG桩施工完毕待桩体达到一定强度（一般为7天左右），方可进行基槽开挖。在基槽开挖中，如果设计桩顶标高距地面不深（一般不大于1.5m），宜考虑采用人工开挖，不仅可防止对桩体和桩间土产生不良影响，而且经济可行。

三、结束语

总之，本工程应用管桩与CFG复合桩在处理软土地取得了良好效果。相信随着施工技术的进步，管桩与CFG复合桩在地基处理中会得到进一步推广。