绿地控股集团武汉房地产事业部项目部
摘要：武汉绿地新都会项目为绿地控股集团在武汉开发的第一个住宅项目，位于武汉市汉阳区江城大道与四新南路交汇处。该项目场地土质情况较差，不同的基础形式对其造价产生较大影响。本文以该项目D地块别墅区复合地基基础为例，通过该复合地基与预应力管桩在经济性、施工进度等方面的对比分析，为复合地基在深厚软土地区的应用提供依据。
关键词：软基处理；水泥土搅拌桩；复合地基；PHC管桩；经济性；施工进度
1.引言：
水泥搅拌桩是以水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处将软土与水泥浆强制拌和，使喷入软土中的固化剂与软土充分拌合在一起，由固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学作用，形成抗压强度比天然土强度高得多，并具有整体性、水稳性的水泥加固土桩柱体，由若干根这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基，共同承担上部荷载。
水泥搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等地基。与刚性桩相比，水泥搅拌桩的桩身强度可与桩的承载力相协调，桩身强度可充分发挥，具有比较经济的特点。同时水泥搅拌桩还具有施工工期短、适用范围广、对周围环境影响小等优点，能取得较好的经济效益和加固效果。
2.工程概况：
绿地武汉四新*新都会项目D地块别墅区域，其中别墅地上3层，建筑高度为9.75m，共38栋别墅群。其地下室为地下一层（地下室整体抬高3米，实际挖深2米），层高为3.9m和5.2m（别墅单体下为地下二层），为以车道相连的整体地下室，地下室顶板覆土高度1.5m，平面位置见图1。本工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为 0.05g，设计地震分组为一组，建筑场地类别为III类。拟采用钢筋混凝土框架结构体系，抗震等级为四级。3.基础选型分析：
3.1适用的基础形式
本工程场地面以下16~19米范围内为软弱土层，地基土浅层无理想持力层，只能采用桩基础或地基处理两种基础形式。在新都会E地块成功实施过的桩基：高强预应力管桩（PHC管桩），直径500mm壁厚125mm的AB型PHC管桩。再一种就是此次运用的水泥土搅拌桩复合地基。
3.2基础形式分析
3.2.1 PHC管桩+桩基承台+防水底板方案：
因此方案在当初E地块做过综合性分析和与其他桩型的多方案比较，较为成熟。特点是管桩施工速度快，造价不高，但在深厚软土中开挖基坑容易把管桩挤歪，且管桩对施工要求比较高，在深厚软土中打桩桩身垂直度不好控制。PHC管桩施工对施工单位素质和甲方管理要求较高，需对桩基承台周边1m范围内的土进行换填处理，对基坑边须进行局部搅拌桩围护处理。承台和地梁的施工时间长，卷材的柔性防水用量较大损耗多。
3.2.2 水泥土搅拌桩复合地基+沙石褥垫层+整体筏板方案：
水泥土搅拌桩施工速度快，市场机械保有度高，造价低廉施工质量较易把控。由于搅拌桩本来就是对土体的加固，故对于基坑的开挖的影响基本甚微，大大降低了土方开挖对桩基损坏的几率。由于搅拌桩做的整体复合地基，基础采用的是整体筏板，对于沉降的控制好，施工简单、快捷，能很好的契合公司快速施工的要求。而且整体的筏板的柔性防水用量最省。
水泥土搅拌桩中水泥对土体的加固效果如何，是能否实施此方案的关键因素。因此在方案论证之前就对场地做了试桩和不同水泥掺量的强度对比。在现场取出原状土，进行室内无侧限抗压强度试验，水泥掺合量分别为10%、15%、20%三种，龄期为3天、7天、14天、28天、90天。当水泥掺合量为10%时，其28天无侧限抗压强度仅为qu=575kPa，远不能满足设计要求；当掺合量增加到20%时，其28天无侧限抗压强度qu=1400kPa，基本能满足设计要求。故根据试配结果，设计采用42.5硅酸盐水泥，水泥掺入比为20%，水灰比为0.55。
3.3 设计计算
3.3.1单桩承载力标准值计算
为加快施工进度，水泥搅拌桩选定为φ900@1800正方形布置，搅拌桩施工桩长约20ｍ，桩端持力层为（2-3）粉质粘土，进入持力层1米控制。根据地勘提供的水泥土搅拌桩桩基设计参数，初算后判断，水泥搅拌桩承载力由桩身强度控制。单桩承载力Ra按下式进行计算：
4.质量检测：
4.1单桩复合地基静荷载试压
单桩复合地基竖向静载荷试验承压板尺寸为1.8m×1.8m（3.24m2），复合地基特征值为130kPa，最大试验荷载为834kN，该试验的目的是为了确定水泥土搅拌工法桩复合地基的极限承载力和其对应的变形参数。
4.2单桩竖向静压检测：
确定单桩承载力是否满足设计要求和压破坏桩的确定单桩极限承载力。本次检测采用静力堆载试验方法（堆载法）。静荷载试验的反力由压重平台提供，其压重平台的重力堆载物由主梁、工字钢和尼龙砂袋组成；且压重平台堆载重量不小于拟加最大荷载的1.2倍，并均匀稳固放置于平台上。
4.3轻便触探（Nl0）试验
本工程采用轻便触探（N10），按规范对搅拌桩随机抽查，检查的重点放在桩长上部4m范围内；共计检测15根桩，根据轻便触探（N10）检测结果，参照《建筑地基处理技术规范》JGJ79—91，本工程7天龄期搅拌桩的击数为85～89击，大于天然地基击数N10的1倍以上，说明搅拌桩桩身强度满足设计要求。
4.4抽芯试验
对成桩28d龄期的水泥搅拌桩进行随机抽芯检测，现场选取6根桩进行试验，其中2根桩全长抽芯。抽检结果表明，各桩体搅拌较均匀，喷灰量达到设计要求，桩体坚硬，但局部桩体抽芯取样进行抗压强度试验时，桩身强度自上而下不是很均匀，主要原因是桩体埋深范围内分布的土层岩性、物理力学性质及有机质量有一定的差异，造成不同土质单元的桩体，其桩身强度自上而下存在一定的不均匀性。
5.结论：
综合以上各项因素，水泥土搅拌桩可以在深厚软土地区用来做多层建筑的复合地基处理，相较PHC管桩安全性更能保证，能加快施工进度，也要经济一些。作者在此提出肤浅的见解，抛砖引玉，望专家、同仁批评指正。
作者简介：代晓俊，男，工程师，2002年7月毕业于武汉理工大学土木工程专业；现任绿地集团武汉房地产事业部项目总经理助理。
论文作者:代晓俊
论文发表刊物:《北方建筑》2016年11月第31期
论文发表时间:2016/11/25
标签：地基论文; 水泥论文; 承载力论文; 抗压强度论文; 荷载论文; 管桩论文; 武汉论文; 《北方建筑》2016年11月第31期论文;