复合地基提高地基稳定性的研究摘要近年来，随着我国经济建设的持续发展，现代工业、城市布局、交通以及高层重型建筑物的发展，大型地下空间的开发以及大跨度新兴轻钢结构的出现都对地基和基础工程提出了更高的要求，其工程所处地基处理的优劣，关系到整个工程的质量，合理的软弱地基处理、上部结构设计，可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。

对于地层上部普遍为第四纪全新世沉积物或人工填土，岩性主要为流塑状态淤泥或淤泥质土和松散至稍密砂土，厚度大，工程力学性质差，地基承载力低的沿海地区，在建筑工程施工交付使用过程中要满足天然地基承载力的工程需要，必须进行地基处理。

复合地基以其桩土跟褥垫层作用具有提高地基承载力，减少地基沉降量及沉降差，提高地基抗震液化能力，是现代快速加固软弱地基的一种有效方法。

复合地基技术以其工艺简单、施工方便、造价低廉等优势，在工程建筑的地基处理中得到了广泛应用。

关键词：软弱地基，复合地基，地基处理，褥垫层目录1绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)2复合地基提高地基稳定性概述 (2)2.1复合地基定义与原理 (2)2.1.1定义与原理 (2)2.1.2 复合地基的特点与应用场合 (2)2.2复合地基施工工艺解析 (3)2.2.1施工工艺原理 (3)2.2.2工艺流程及操作要点 (3)2.3质量控制 (4)3现阶段复合地基施工过程中存在的主要问题 (5)3.1复合地基的破坏形态 (5)3.2质量通病 (5)4针对施工现状对于复合地基施工提出解决措施 (6)4.1技术措施 (6)4.1.1复合地基质量检测 (6)4.1.2技术交底 (6)4.2安全措施 (6)5以青钢搬迁项目做复合地基提高地基稳定性的研究 (7)5.1概况 (7)5.2工程量及技术要求 (7)5.3工程地质 (8)5.4水文地质 (10)5.5各分项施工方案 (11)5.5.1振动沉管桩施工方案 (11)5.5.2双管旋喷桩施工方案 (12)5.5.3 褥垫层施工方案 (15)结论 (16)1绪论1.1研究背景及意义建筑业是国家的支柱产业，21世纪中国建筑产业成长和体制变革的关键时期，建筑业具有广阔的发展前景。

“十二五”期间，低碳经济，绿色化、人性化和安全性愈加受到重视。

随着城市化规模的扩大，对施工技术与管理的要求也越来越高，而技术创新是施工与管理中的重要内容，它是推进施工技术进步、解决复杂问题必不可少的手段。

随着我国科学技术的进步和社会的发展，今后兴建的建筑将以大型建筑、高层建筑，大型轻钢工业厂房为主，这一切都建立在良好的地基承载力之上，尤其是沿海城市建筑发展方面。

由于沿海地区的地下水位较高，岩土性质较差，多为淤泥质土，地基稳定性较差，要达到安全可靠的质量目标就必须重视对软弱地基的处理。

1.2国内外研究现状复合地基的概念最早在国际上被提出来是在1960年。

从20世纪70年代起，我国开始利用碎石桩处理地基。

在砂土、粉土中消除地基液化和提高地基承载力，效果令人满意后来逐渐将碎石桩应用范围扩大，用到塑性指数较大，挤密效果不明显的粘土中，但发现对地基承载力的提高效果不大。

原因在于，散体材料桩本身没有粘结强度，主要靠周围土体对桩体的侧向约束来保持桩体的稳定性。

如果周围土体太软，就不能对桩体提供足够的约束作用。

为了解决这个问题，人们开发了水泥土桩。

水泥土桩是通过在原状土体中喷射水泥浆、水泥粉或高压注浆并搅拌均匀后与原状土体形成的桩体。

桩体本身具有一定的粘结强度，和桩间土、垫层一起构成水泥土桩复合地基。

自20 实际60年代,国际上首次使用“复合地基”(Composite Foundation)一词以来,复合地基理论已成为许多地基处理方法的理论分析及公式建立的基础和根据。

且被大量运用到如碎石桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、石灰桩和灰土桩等加固地基的理论分析中。

近年来,水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩) 、树根桩及疏桩基础也被引入复合地基理论范畴。

复合地基理论的研究已得到国内外岩土工程界和学术界的重视。

2复合地基提高地基稳定性概述2.1复合地基定义与原理2.1.1定义与原理（1）复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。

[1]（2）在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。

根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。

复合地基工作模式为浅基础工作模式，不同于深基础工作模式。

桩土应力分配的过程伴随着桩顶上刺或桩端下刺，因此需设置一定厚度和刚度的褥垫层保证桩土能共同承担荷载。

褥垫层技术是复合地基的核心技术。

褥垫层促使桩土协调变形，合理分配应力，保证桩土共同作用。

复合地基的实质是桩土共同作用。

2.1.2 复合地基的特点与应用场合（1）复合地基特点：复合地基一般分为水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基。

[1]一般情况下复合地基的处理方式参照地区土质情况设定。

复合地基不同于复合桩基，复合桩基为全刚性桩，复合地基为散体、半刚、刚性桩。

复合桩基可以考虑单桩承载力，而复合地基必须以整体考虑。

[2]（2）复合桩基应用场合：复合地基施工的目的就是为了满足建筑物地基承载力的要求，以达到地基整体稳定的效果。

一般应用于淤泥、淤泥质土、粉质粘土、湿陷性黄土及人工填等多种土层。

2.2复合地基施工工艺解析2.2.1施工工艺原理一般来说，原状土通过水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、砂石桩等软弱地基处理工艺形成复合地基，在外荷载作用下，复合地基中桩与土是在等变形条件下工作的，其关键问题是桩土变形协调。

由于桩土刚度差异较大，桩身压缩变形量小于土的压缩变形量，两者差距需由桩与土的相对位移来完成，若是柔性桩复合地基，桩土应力比及压缩模量比相对较小，桩土变形协调相对易于达到，而刚性桩复地基桩土应力比及压缩模量比远大于柔性桩复合地基，特别是刚性桩端一般为较好土层，桩较长，难于以向下刺入满足变形协调，因此刚性桩复合地基通常在桩顶部放置一定厚度粒状材料的褥垫层，为桩向上刺入提供条件，满足变形协调，从复合地基承载力考虑，复合地基与复合桩基在施工完成后在表层都要铺设一定厚度的褥垫层。

褥垫层技术是复合地基的核心技术。

如不设褥垫层，基础直接与桩间土接触，承担荷载的性能与桩基相似，荷载主要由桩承担，随着荷载的增加和基础的沉降变形，桩间土的承载能力才逐渐得以发挥，但其发挥比例很小。

复合地基由于褥垫层的设置，基础荷载通过褥垫层作用在桩和桩间土上。

由于桩的弹性模量远大于土的压缩模量，桩顶沉降小于桩间土的沉降变形。

桩顶的垫层材料不断向桩间土蠕动补充，造成桩顶向上刺入垫层中。

这保证了在任何荷载水平下桩和桩间土始终参与工作。

当荷载一定，其它条件相同时，桩和桩间土分担荷载的比例随桩长、桩距、桩间土强度等的不同而变化。

桩越长，桩距越小，桩间土强度越低，桩分担荷载的比例越大。

反之，桩间土分担荷载的比例越大。

当基础承受水平荷载时，复合地基与桩基相比，由于褥垫层的设置，桩承担的水平荷载会由基础与褥垫层的摩阻力抵抗，提高了抵抗水平荷载的能力。

由于复合地基中桩间土所占面积的比例远大于桩，所以桩承担的水平荷载只占很小一部分。

大量试验与实践证明，刚性桩复合地基的褥垫层厚度不小于100mm时，采用不配筋的刚性桩是不会折断的。

[3]2.2.2工艺流程及操作要点2.3质量控制复合地基中桩的种类可分为柔性桩、散体材料桩、刚性桩，柔性桩一般都是注浆系复合地基，散体材料桩一般为砂石，刚性桩分为预制桩与灌注桩，每种桩质量控制要点不一，具体如下：注浆系柔性桩控制参数主要为桩长、钻进速度、压浆量、提升速度、旋转速度、喷浆压力、配合比、桩位垂直度、桩位偏差等，具体参数依据工程技术要求而定。

散体材料桩根据成桩类型来制定相关控制参数，以砂石桩为例，砂石桩主要控制桩长、密实电流、空载电流、材料用量、反插次数等。

刚性桩分预制桩和灌注桩。

以预制桩为例，预制桩主要控制桩的型号、桩位、桩的垂直度、贯入度、桩顶标高、接桩时桩的焊缝。

灌注桩做为现浇桩，主要控制砼塌落度、桩的垂直度、桩径、桩长、钢筋笼加工、沉渣厚度等。

褥垫层是复合地基的核心技术，褥垫层的施工密切关系到复合地基在地基处理过程中发挥的作用，褥垫层施工主要控制砂石的颗粒级配、压实系数、场平标高等。

3现阶段复合地基施工过程中存在的主要问题3.1复合地基的破坏形态一种是竖向增强体复合地基破坏模式、一种是水平向增强体复合地基破坏模式。

竖向增强体复合地基破坏形式分为两种情况；一种是桩间土首先破坏；另一种是桩体首先破坏。

桩体有刺入破坏。

鼓胀破坏。

剪切破坏、滑动剪切破坏四种破坏模式水平向增强体破坏形式通常是整体破坏，这其中包括施工过程中的扰动破坏。

[4]3.2质量通病复合地基在地基处理施工过程中主要存在一下弊病：（1）施工时桩位、垂直度偏差过大造成群桩承载力损失。

（2）施工技术交底不明确控制要素未能达到规范要求。

（3）施工班组施工时未严格按照施工交底施工造成质量不佳。

（4）多种施工工艺同时施工易造成施工环境变化对地基处理效果产生影响。

（5）施工过程中注浆系工艺施工用水含有过多化学物质（呈强酸强碱性）对浆体或筋体强度产生影响。

（6）施工过程中对于桩的有效长度没有较好的控制。

（7）施工中采用的原材不符合设计规定。

（8）施工班组在施工中未能做到安全文明施工（如工人安全帽、绝缘靴、电线接头过多且车辆来回碾压）4针对施工现状对于复合地基施工提出解决措施4.1技术措施4.1.1复合地基质量检测（1）原材检验对于施工过程中用到的原材，例如水泥、钢筋、砂石、混凝土或者是成品桩的出厂格证、报告等的备案，对原材统一按建材检验规范送检。

严格控制原材等使用。

（2）桩的检测根据《建筑基桩检测规范》JGJ106-2008进行工程检测。

4.1.2技术交底工程项目开工前成立项目部，项目总工组织相关人员学习施工规范，并做好各种技术交底，在现场施工中严格按照技术交底进行质量控制，技术人员做好反馈工作，及时纠正。

4.2安全措施工程项目在开工前做好三级文明教育，再根据相关部门规定或者是现场问题做好安全文明施工交底。

在工程项目施工过程中严格按照要求布置水电等管线，做好危险防护，相关机械张贴安全操作章程等。

项目部做好防火防电表率榜样，严格要求施工队伍等做好生活区防火防电措施，禁止使用大功率用电器和存在安全隐患的明火。

严禁酒后进入施工现场、严禁疲劳操作机械，施工现场佩戴安全帽、高空作业扎安全带、穿绝缘靴等，现场安全员做好监督检查工作。