MC劲性复合桩与预制桩在沿江地区工程中应用对比分析

摘要：沿江地区上部土层较软弱，采用MC劲性复合桩可有效地提高其桩间软弱土的状态，从而提高单桩承载力。本文从单桩承载力和经济效益两方面进行了比对，从而论证了MC劲性复合桩在沿江地区项目中应用的优势。

关键词：劲性复合桩；静载试验；承载力；经济效益

1 前言

随着沿江地区建设的不断发展，各类厂房等建筑的荷载逐渐增大，该地区土层较软弱的特性逐渐不能满足设计的需要，如何选择一种合适的桩型就显得尤为重要。沿江地区上部有较厚的软土层，浅部的预制桩已经不能满足荷载的要求。若采用较长的桩型，工程造价又相对较大。针对这一工程问题，MC劲性复合桩就是一种具有明显优势的桩型了。本文结合一工程案例，就前期试桩情况在承载力和工程造价两方面对MC劲性复合桩与预制桩进行对比分析，并展望MC劲性复合桩在沿江地区的应用前景。

2 工程案例

2.1 工程概况

拟建项目位于泰兴市济川街道龙河路南侧，兴园路西侧，拟建一栋生产车间，采用框架结构，设计±0.00标高为4.20m，现场现状标高4.00m左右，最大单柱荷载为3500KN。该场地自上而下的土层情况如下：①层杂填土，杂色，结构松散，土质不均，主要填粉质黏土、粉土等，局部区域填有建筑垃圾、生活垃圾等。②层粉质黏土夹粉土，灰色，软塑状，干强度低，韧性低，稍有光泽反应，含少量有机质；局部夹粉土薄层。③层粉砂夹粉质黏土，灰色，松散～稍密状，饱和，矿物成份以石英为主，颗粒形状呈圆形，含少量云母片。局部夹粉质黏土，软塑状。④层粉质黏土夹薄层粉砂，灰色，软塑，湿，含少量结核及云母片。稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部夹粉砂薄层。⑤层粉质黏土夹粉土、粉砂，灰色，软塑，湿，含少量结核及云母片。稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部夹粉土、粉砂，稍密～中密状。⑥层粉砂，青灰色，中密～密实，饱和，矿物成份以石英为主，颗粒形状呈圆形，含少量云母片。⑦层粉质黏土，灰色，软塑，湿，含少量结核及云母片。稍有光泽，干强度中等，韧性中等。⑦层：粉细砂：青灰色，密实，饱和，矿物成份以石英为主，颗粒形状呈圆形，含少量云母片。

根据以上土层情况显示，本场地上部土层的承载力较低，不能满足天然地基的要求，故本工程采用的是桩基础形式。为进行桩型比较，设计时进行了预制桩和MC劲性复合桩试桩的比较分析。

2.2 桩基方案设计

针对该项目的土层情况（见下图1），设计了两种桩型。第一种是预应力管桩，管径600mm，桩长是17m，以⑤层粉砂夹粉质黏土层作为桩端持力层；第二种是MC劲性复合桩，采用的是短芯桩，M桩是水泥土搅拌桩，桩径是1000mm，桩长19m，C桩是预应力管桩，管径600mm，桩长是17m。

2.3 试桩检测

2.3.1 预制桩检测

根据设计要求，本工程最大加载量为2400N，以200 kN为分级荷载，采用逐级等量加卸载，第一级加载量取分级荷载的两倍。每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶位移量，以后每隔30min测读一次。位移趋于稳定标准：每一小时内的桩顶位移量不超过0.1mm，并连续出现两次（从每级荷载施加后第30min开始，由三次或三次以上每30min的位移观测值计算）。当桩顶位移速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。当出现下列情况之一时，可终止加载：①某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下的沉降量的5倍，且桩顶总沉降量超过40mm。②某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下的沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。③已达到设计要求的最大加载值且桩顶沉降达到相对稳定标准。具体预制桩的静载曲线图见下图2。

本工程对3根桩进行了单桩竖向抗压静载试验，检测汇总结果见下表1：

根据各测点单桩竖向抗压极限承载力统计，因极差不超过平均值的30﹪，取平均值2000kN为本工程的单桩竖向抗压极限承载力。

2.3.2 MC劲性复合桩检测

根据设计要求，最大加载值为3800kN，分9级加载，每级加载值为380kN，第一级加载值为760kN；每级荷载施加后，每级荷载施加后维持2h，按第5、15、30、45、60mmin测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次；沉降相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从每级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载；当出现下列情况之一时，即可终止加载：①某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍，且桩顶总沉降量超过40mm；②已达到设计要求的最大加载量。具体劲性复合桩的静载曲线图见下图3。

本工程对3根桩进行了单桩竖向抗压静载试验，检测汇总结果见下表2：

试桩S4#、试桩S5#、试桩S6#均加载至设计最大加载值3800kN，且沉降趋于稳定，累计桩顶沉降量为21.28--31.24mm，所以取最大加载值为单桩竖向抗压极限承载力，取3800kN作为本工程单桩竖向抗压极限承载力的统计值。

3 桩型对比分析

3.1 承载力对比分析

从以上两种试桩的静载结果我们可以看出，预制桩的单桩竖向抗压极限承载力为2000KN，MC劲性复合桩的单桩竖向抗压极限承载力为3800KN；MC劲性复合桩的单桩竖向抗压极限承载力较预制桩的单桩竖向抗压极限承载力提高了90%，承载力的提高较为显著，说明MC劲性复合桩可有效地提高其桩间软弱土的状态。

3.2 经济性对比分析

从以上表中分析得知，在需要同等承载力的条件下，MC劲性复合桩的单柱成本较预制桩的单柱成本下降约13%。因此，MC劲性复合桩具有较好的经济性。

该项目后期经过甲方的确认，最终就采用的是劲性复合桩。最终通过这个项目桩型的优化，建设单位在工程的基础施工上节约了100多万元。

4 展望

通过一个沿江地区的工程实例分析，对于沿江地区上部土层较软弱时，MC劲性复合桩能很好的提高相应的单桩承载力，并且在工程造价方面也有一定的优势。希望后期在沿江地区的工程建设中MC劲性复合桩能够发挥更大的作用。

参考资料：

【1】《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）：中国建筑工业出版社，北京，2014