载体桩复合地基优势分析与研究

载体桩复合地基优势分析与研究

梁兵

北京京能地质工程有限公司 北京 100023

摘要：问题土壤几乎遍布全球各地。载体桩复合地基在问题土壤方面可以应用的范围很广，不论是作为刚性基础，还是作为柔性基础。都具有非常高的适用性，如今这种体系已经被广泛的应用到建筑领域，甚至一度成为了建筑工程上的最佳选择。本文将讨论载体桩的的施工工艺、受力特点以及围绕载体桩作为复合地基优势进行分析。

关键词：载体桩；复合地基；沉降分析

引言：

城市发展的标志，大部分都要看建筑水平和建筑程度。有人曾开玩笑说，看一个城市发展的好与不好，就看这个城市的高楼大厦有多少。不错，虽然城市的楼层高度，并不是决定一个城市进步发展的因素。但是确实城市越发达，人口量越多，人们在城市中可应用的土地就越小。而高层的建筑，是可以有效缓解城市住房、办公拥挤的一个好办法。那么如何能够让高层建筑更加牢固，减少问题的发生，这就是我们研究载体桩复合地基的意义所在。

1. 载体桩复合地基

（一）基本概念

首先，它是一种以素载体桩施工为加筋的复合地基技术，实现了桩土联合受力。桩身由介质材料夯实而成或混凝土材料灌注而成，桩身以下经夯实形成的承载体。分为填料载体和无填料载体。其中，填料载体由水泥砂拌合物、挤密土体和影响土体三部分构成；无填料载体由挤密土体和影响土体构成。这种复合地基的形式承载力是非常高的。

2. 技术原理

载体桩复合地基的基本工作原理是通过调节桩顶处桩土的位移，实现桩土共同受力。这样可以增加每个桩的承受能力，还可以充分的发挥它的功效。同时，它的技术原理中还将桩间土进行了合理利用，本来就已经很具优势的载体桩，又被这样充分利用，就使桩负担了更多质量也更重的单桩承载力，桩顶从一定深度范围内进行扩顶，将上部更多的荷载通过单桩传递到深层土体。这样的一个工作过程是载体桩复合地基的一个基本工作原理。

2. 施工工艺

（1）根据布置图进行放线工作，这样做的目可以最大限度的保障桩位的准确性；（2）在桩位处挖一个直径等于桩身直径、深度约为500mm的桩位圆柱孔，把机器放在它应该在的位置上；（3）把夯锤用力提起目标高度就是最高点，然后迅速的放下，这样就可以让夯锤出护筒，入土一定深度；（4）使用适当的工具，比如副钢丝绳对护筒进行加压，这样最直观的目的就是可以将护筒底面和锤底达到一样的高度；（5）重复（3）、（4）的步骤，想办法让护筒沿着垂直线继续下沉深入一直达到设计深度才算结束；（6）把夯锤尽量提起，通过护筒投料孔向孔底分次投入填充料，之后对这里进行大量的夯实作业；（7）填充料被夯实了之后，在不再填料的情况下还要继续夯实的动作，如果多次的夯实依旧还有空隙的话，就需要继续重复（5）和（6）的步骤，直至三击贯入度满足设计要求为止；（8）通过护筒投料孔再向孔底分次投入设计需要的干硬性混凝土，并进行夯击；（9）灌注桩身混凝土到一定标高。

2. 载体桩复合地基的优点

1. 载体桩复合地基与传统地基相比，承载能力有明显的加强。

这种能力能够明显加强是因为载体桩是通过桩基受力的，这种受力方式有几个比较明显的优点，荷载传递形式更简单，过程更容易理解。它的单桩承载力很高，是同直径同长度普通桩的3-5倍。这种耐受力，在相同的大小下，就显得十分突出。再加上这种复合地基的施工工艺并不复杂，所以质量也是十分容易把控的。甚至在整个施工过程中都不需要场地额外降水作为辅助，这样在无形之中就为工程建设的过程，减少了不少的工程量，节省了时间，缩短了工期。更让人欣喜的是，这种方法还可以防止一些建筑垃圾的产生，从而保护了环境。

为什么载体桩会有较高的承载力呢？这是因为，载体桩可以通过加入介质进行凿实，加密地基土，这样可以改善物理力学参数指标；施工中填入干硬性混凝土夯实，增大了桩端的受力面积，类似以扩底桩；载体为多种材料的组成，拥有这么一系列的优势，就让载体桩比传统的那些复合地基承载力更大，更加的稳定和牢固。

2. 桩顶一定范围内扩顶，将更多荷载通过桩传递到桩端土体，以达到有效减少地基沉降的目的。

在减少沉降方面它的表现更为亮眼。通过对载体桩以及它的载体桩复合地基沉降公式可以算出工后沉降预测法。这种方法常被描写为双曲线法当然我们还有许多其他的检测方法，但是在长期的实验证明中，双曲线法的准确率是比较高的，误差也更小，更具有参考价值。通过对其进行沉降预测之后，如果有条件的话，选择在施工现场使用这种方法。这样就可以观察测试载体桩复合地基沉降的具体数据。最后将实测的数据和双曲线法计算出来的值进行对比，就可以证明双曲线法的相关性比较好。这也就说明了载体桩复合地基相比于其他的地基方式能够更好的减少地基沉降。

载体桩复合地基的沉降对于工程来说是非常重要的一个数据，甚至决定着工程是否成功。如何可以通过已知的各类参数，带入公式中，便可以进行较为准确的预测，省去很多的人工成本。但是不可忽视的是，载体桩复合地基的理论计算都会有很多条件需要假设。而且在获得具体参数的时候，会遇到与勘察报告有出入的时候。我们通常会用一种叫做曲线回归的方法进行沉降估算，因为这种方法相对比较准确。

3. 比CFG桩节约成本10-30%。

虽然载体桩复合地基听起来名字比较复杂，但是其实载体桩复合地基在荷载传递形式上是非常简单的，简单同样意味着高效。而通过研究证明载体桩复合地基，确实能够节省很多的成本。比如它的施工工艺简单，质量上就很容易控制，在施工的过程中，要求也并不高，不要求场地的降水，这样无形当中就减少了很多的额外的工程量，这种施工方式，施工速度特别快，工期缩短了成本自然也就降下来了。不仅如此，施工的过程也更安全更文明，在整个的施工过程中，因为没有泥浆的产生，所以对于载体桩复合地基来说，这种形式是相对绿色环保的，没有污染，更有利于环境的保护。

3. 未来研究方向

鉴于载体桩复合地基的诸多优点，未来载体桩复合地基的应用范围也会越来越广泛，特别是在建筑施工过程中。载体桩复合地基各项性能指标表现出色，又符合我国对于可持续发展的要求，这种复合地基的未来研究方向，应该是如何在建筑中完成节能增效的方面大做文章。

结束语：

这种技术的优点非常明显，从降本增效的方面来说，它可以有效的降低成本并且提高施工的速度，甚至还可以做到在施工过程完全无污染、低噪音，从这个角度来说，这种技术可以有效地保护环境。而且它的沉降率低，是更为有效更为坚固的施工方法。如今这种技术已经在全国200余个城市涉及到数十个领域的应用，无疑会为国家节省了大量的建设资金，也为实现建筑业的可持续发展做出了巨大贡献。

参考文献：

[1]郭佰良. 载体桩复合地基性状分析与研究[D]. 辽宁科技大学, 2015.

[2]陈洪运, 马建林, 许再良,等. 载体桩复合地基沉降特性研究[J]. 建筑结构, 2014(8):37-39.

[3]郑卫东. 高速铁路载体桩复合地基施工技术研究[J]. 技术与市场, 2020, 27(8):2.