2.5 水泥土复合管桩应用技术

2.5.1 适用条件和范围

水泥土复合管桩技术可用于桩基和复合地基工程，适用于淤泥、淤泥质土、素填土、粉土、黏性土、砂土等土层，尤其适用于软弱土层。

2.5.2 技术要点

水泥土复合管桩由作为芯桩使用的预应力混凝土桩、包裹在芯桩周围的水泥土桩和填芯混凝土（当芯桩为空心时）优化匹配复合而成（见图2-10）。芯桩长度不宜大于水泥土桩长度，分为短芯、等芯两种情况；芯桩可选用空心桩或实心桩。

用于桩基工程时，水泥土复合管桩的选型应符合下列要求：水泥土桩直径与芯桩直径或外接圆直径之差，应根据环境类别、承载力要求、桩侧土性质等综合确定，且不宜小于300mm；水泥土桩直径与芯桩直径或边长之比可按表2-1的规定确定，水泥土强度高者取低值，反之取高值；预应力高强混凝土空心桩长度不宜小于水泥土桩长度的2/3；预应力高强混凝土空心桩可按现行行业标准（《建筑桩基技术规范》JGJ 94）的有关规定采用预应力高强混凝土管桩、预应力高强混凝土空心方桩。

用于复合地基工程时，水泥土复合管桩的选型应符合下列要求：水泥土桩直径不应小于500mm；芯桩的截面尺寸不应小于300mm；水泥土桩直径与芯桩直径或芯桩外接圆直径之差，应根据环境类别、承载力要求、桩侧土性质综合确定，但不宜小于200mm；水泥土桩直径与芯桩直径或边长之比不宜大于3.0；芯桩长度宜为水泥土桩长度的0.67～1.00倍；芯桩宜选用混凝土预制管桩、空心方桩、实心方桩；芯桩混凝土强度等级不应低于C40。

2.5.3 施工要求

水泥土复合管桩施工机械的选型应综合考虑设计要求、地基条件、周边环境情况，可选用整体式施工机械或组合式施工机械，见图2-11。其施工步骤包括：高喷搅拌法施工水泥土桩，用作桩基时分别封闭首节空心芯桩底端及末节空心芯桩顶端，在水泥土桩中同心植入预制芯桩，见图2-12。

采用高喷搅拌法施工水泥土桩的主要流程包括：①水泥土桩施工机械就位、桩机调平；②制备水泥浆；③高喷搅拌钻进下沉；④高喷搅拌提升；⑤复搅复喷。

在水泥土桩中同心植入芯桩的主要施工流程包括：①采用整体式施工机械时，旋转或移动桩架，芯桩定位；②采用组合式施工机械时，移走水泥土桩施工机械，芯桩施工机械就位、桩机调平；③在水泥土初凝前，沉桩、接桩，送桩至设计标高。

技术应用依据：《水泥土复合管桩基础技术规程》JGJ/T 330、《管桩水泥土复合基桩施工工法》GJEJGF 005—2010、《水泥土插芯组合桩复合地基施工工法》SDSJG F 610—2017。

2.5.4 实施效果

水泥土复合管桩技术克服了预制桩在硬地层中压不到位的难题，可有效改善桩的荷载传递途径、提高承载力、减小沉降，性价比高，节省大量建筑原材料，减少硫及CO2排量，施工中无泥浆污染及挤土效应、绿色环保。该技术解决了软弱土地区既有技术存在的质量安全、经济、绿色环保等难题，是一种典型的“绿色地基基础”。

2.5.5 工程案例

星凯国际广场三期工程位于山东省德州市经济技术开发区，包括10栋33层住宅楼及地下车库，桩基采用水泥土复合管桩，其中，水泥土桩直径800mm、长度23～24m，同心植入PHC 400 AB 95-19，单桩竖向抗压承载力极限值为4500kN，山东建科特种建筑工程技术中心于2018年2月—2018年6月施工（见图2-13）。该技术具有施工噪声小、无振动与挤土效应、施工效率高、返浆浪费少、现场文明、桩身质量可靠、性价比高等优点。