预制砼管桩与格构式连体水泥搅拌桩复合地基在沿海软土地基的应用

摘要：笔者结合珠海某工程实例首先阐述了复合地基在沿海软土地基的作用原理，分别从预制砼管桩与格构式连体水泥搅拌桩的施工工艺与施工方法，研究了其在沿海软土地基的应用，以供同行参考。

关键词：砼管桩 格构式连体水泥搅拌桩 复合地基

珠海市横琴某水闸区域上位于珠江三角洲断陷区南缘，珠江磨刀门出海口的东北侧，是以挡潮、排洪功能为主，兼顾道路交通及景观蓄水需求的综合性水闸工程。水闸由4孔水闸及一孔船闸构成，为保证闸室结构的整体性以及对地基不均匀沉降有较好的适应性，采用两孔一联整体式结构。水（船）闸闸址除河两岸分布少量填土外，其余均为淤泥、淤泥质土层，厚度22.8m～50.80m不等。综合考虑各项因素，整个水闸基础采用了预制砼管桩及格构式连体水泥土搅拌桩组成的复合地基处理形式。结合该工程实际应用，从以下几个方面与大家探讨该复合地基处理在沿海软基中的应用。

1复合地基作用原理

由预制砼管桩、格构式连体水泥土搅拌桩以及桩间土组成的复合地基，主要从以下几个方面考虑其在沿海软土地基的作用原理：

1）以土做参照物，在桩顶施加竖向荷载时，因为受到压缩桩身上部会向下位移，桩周土向上的摩阻力在桩侧界面产生。沿桩身往下传达荷载时要持续抑制摩阻力并经过它分散至土中，因而随着不断加深的深度桩身轴力会逐渐减小，在桩端处与桩底反力相平衡。此时此刻，桩身随着在桩端压力作用下压缩桩端持力层而发生下沉，从而导致一定的摩阻力因桩与桩间土的相对位移而增加。伴随渐渐增加的桩顶荷载，反复进行上述流程到变形稳定为止。上部桩身位移因积聚的桩身压缩量而总会大于下部，因此摩阻力的发挥也老是上部先于下部。达到极限后的桩侧摩阻力就会维持不变，而桩端持力层则承受持续增加的荷载，桩因桩底荷载达到桩端持力层的极限承载力时发生快速且持续地下沉而破坏。因此，要提高桩的承载力与改善桩的变形特性，桩身上部桩侧土的结构强度的增强具有现实意义。

2）软土地基通过格构式连体水泥搅拌桩可以进行加固从而使软土的固结特性有所改善。

格构式连体水泥桩体因超固结特性的水泥土压缩曲线而可近似地认为固结现象不存在，而只存在弹性的桩身压缩。格构式连体水泥搅拌桩加固深厚软土地基通常不会贯穿整个软土层，仍可用双层地基一维固理论来剖析因此产生的加固层和下卧层软土的固结特征。在固结机理方面，相关资料表明，格构式连体水泥土搅拌桩的加固层渗透性较原状土低3～4 个数量级，下卧层软土的排水固结减小。同时桩间土所受应力因加固层竖向附加应力向格构式连体水泥搅拌桩集中而大幅减小，降低孔隙压力，导致了较大的孔隙压力差在下卧层软土和加固层桩间土之间产生，从而使下卧层软土的固结加快。

3）形成了平面及竖向刚度级配梯度和三维应力状态的桩土复合地基，有效加强了天然地基承载力，符合设计要求，地基的沉降也有所减少。

4）双层地基刚度因预制砼管桩与格构式连体水泥搅拌桩的结合而形成， 同时复合地基的沉降因可以进入深层良好土层的砼管桩而有所减少。

5）在水平荷载作用下，通过褥垫层的柔性连接，复合地基与上部结构有效地传递垂直荷载。

6）复合地基的桩土荷载分配工作由柔性连接复合地基与上部结构的褥垫层担任，从而使土体尤其是浅层土体的承载作用有所发挥。

2 预制砼管桩与格构式连体水泥搅拌桩的施工 2.1预制砼管桩的施工

2.1.1预制砼管桩的施工工艺

运用静压法进行管桩施工，施工工艺如下： 工作面在清除表层杂物整平场地后进行压实构成依照测量结果确定桩位桩机在试压表层土质后就位桩位复核管桩吊运并进行插桩对中调直桩身运用静压法进行沉桩工作接桩工作再次运用静压法进行沉桩工作送桩操作停止压桩操作检测测验桩质量土模由开挖桩帽土体构成进行桩帽钢筋操作，现浇砼、养护进行第一层碎石垫层铺筑工作且清除表层杂物整平场地并压实进行第一层单向土工格栅铺筑工作进行第二层碎石垫层铺筑工作且清除表层杂物整平场地并压实进行第二层单向土工格栅铺筑工作报验环节。

2.1.2预制砼管桩的施工

1）首先，施工单位在预制砼管桩的施工过程中对预制场的管理力度要加强。预制砼管桩厂家的生产合格与否可以收集的批次使用合格证、发票等来鉴别。看似简单的预制砼管桩施工，其对工作人员专业知识和实践经验要求颇高，其中，一定程度的实践能力尤为重要。当前，管理不健全，各种挂靠关系，事后处理的施工方针仍然存在于我国的部分施工单位中，这不仅对工程工期造成了影响，还使经济效益有很大损失。因此，整个工程的质量深受施工队伍、施工管理人员以及工作人员怎样作业的影响。

2）预制管桩竖直度的保持在进行预制砼管桩的施工作业时是非常重要的。施工时，首先在地下正确的方向插入预制砼管桩的第一节，务必把地下竖直度的偏差控制在百分之零点五以内。小心谨慎地进行地下插入管桩工作，超过了预计范围的任何偏差，都要重新再插工作。 3）聘请专业人才来进行施工方案的编制，开挖的程序要首先确定。其次，禁止大量的杂物堆放在基坑四周，保持基坑的围护。在施工前，试桩工作要根据具体的工程情况来进行，整个工程可通过监测试桩小工程的各项问题尽量来减少因失误而造成的损失。试桩的科学可行性一旦确定，大面积的施工就可放心开始了。选择桩机时，桩机的承载力应该给予重视，可以从分析桩身裂缝的原因着手。

2.2格构式连体水泥搅拌桩的施工

2.2.1格构式连体水泥搅拌桩的施工工艺

施工工艺如下：依照设计要求定位放线钻机准备就位预伴下沉操作泥浆制备操作喷浆提升操作重复上下搅拌操作清洗操作钻机移位操作。

2.2.2格构式连体水泥搅拌桩的施工 1）在进行格构式连体水泥搅拌桩的施工时，要严格遵循施工设计图的要求来定位，切记搅拌桩不但不可随意定位，而且搅拌桩定位的偏差要控制在十五毫米以内。在格构式连体水泥搅拌桩施工之前，仔细而科学的分析施工路段的土质、水质等，然后设计配合比要以正确的分析为基础。在进行施工前的试施工时，搅拌时间与速度方面要及时总结，大面积的正常施工须待施工监理出示检测合格报告以后方可进行。在送灰工作人员与搅拌机工作人员好好配合的同时保持每分钟0.8--1.2m的水泥浆上升与下搅的送递速度才能确保水泥搅拌的质量。 2）除淤泥和淤泥土质外，粉土和泥炭土也符合格构式连体水泥搅拌桩的施工条件。如果一定的侵蚀性体现在了格构式连体水泥搅拌桩处理泥炭土时，确定水泥浆实用性的实验则要事先做好，施工应随后再进行。若冬季施工时，要采取积极的措施应对低温造成的影响。对在施工时突然出现水泥浆过少或过大现象，应查明是否有空洞存在于施工地的地下或者土层，补桩措施也应同时采取。补桩前，相关工作人员要和现场的施工人员与业主友好协商。 3）有技术难度的格构式连体水泥浆搅拌桩的施工工程，获得的水泥浆的均匀程度与其搅拌的次数有关，水泥浆均匀程度越高，得到的水泥土强度也会越高。但是，反复多次数的进行水泥浆搅拌工作会延长工程工期，降低工作效率。因而务必进行试桩工作是非常重要，一旦确定了试桩的成果，才能开始安排施工人员施工，这样大面积的施工效果才有保障。

3结语

预制砼管桩与格构式连体水泥搅拌桩所构成的复合地基的承载力颇高，能有效改善地基的平面刚度组合与竖向刚度梯度，减少复合地基的沉降量，在沿海软土地基中具有较广泛的应用性和一定的技术、经济效益性。