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摘要：通过工程实例讲述了低强度桩二元复合地基在处理未固结人工填土中的应用，并对参数取值进行了计算。计算表明工程地基承载力和沉降均达到设计安全要求，实现了原设计目标。
前言
竖向增强体是低强度桩的桩体复合地基称为低强度桩复合地基。低强度桩通常指用水泥、石子及其他掺和料（如砂、粉煤灰、石灰等）加水拌合，用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C5～C25的桩。低强度桩属于粘结材料桩。低强度桩桩身材料常采用当地材料配制而成。目前在工程上应用的较多的低强度桩是素混凝土桩。
低强度桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基。对于欠固结素填土地基，可采用预压、压实、夯实、挤密方法等方法处理浅层地基，再采用相对较长的低强度桩进行地基处理。
成都康博物联网技术有限公司年产RFID电子标签、读写器1000套生产项目，位于成都市双流县西南航空港经济开发区物联网园区内，拟建2#研发楼为6层，框架结构，独立基础。
1.工程地质条件
钻探揭露深度范围内，拟建场地地层为第四系全新统素填土（Q4ml），第四系全新统冲积粘土（2-1）（Q4al）、第四系中下更新统冰水堆积粘土（3-1）（Q1+2fgl）、。按地层由上至下的顺序描述如下：
1.1、第四系全新统素填土（Q4ml）：
褐灰色，稍湿，结构较松散，均匀性较差，成份以粘性土及卵石、圆砾组成，该层填土为新近平整场地回填土，厚度0.3～6.8m，平均1.93m，场地内地表均有分布。
1.2、第四系全新统冲积粘土（2-1）（Q4al）：
褐黄色，以坚硬为主，切面有光泽反应，干强度高，韧性高。在场地内呈似层状分布，该层埋深0.3～6.8m，场地内均有分布。
1.3、第四系中下更新统冰水堆积粘土（3-1）（Q1+2fgl）：
棕红色，以坚硬为主，个别硬塑，切面有光泽反应，干强度高，韧性高。该层埋深2.6～10.3m，场地内均有分布。
2.二元复合地基处理设计
据勘察报告，基底素填土1-1力学性质较差和压缩模量低，不能满足基础荷载设计要求，不宜直接作为基础持力层，需采用二元复合地基进行地基处理。设计要求为：复合地基承载力特征值fspk≥220kPa和压缩模量Es≥13.0MPa。
设计思路：采用碎石桩和低强度桩二元结构对地基土进行处理。先采用碎石桩对桩间填土进行处理，采用挤密法进行施工，使桩间土fpk≥100kPa，Es≥6 MPa；再采用低强度桩对地基土进行处理，采用置换法进行施工。
根据《基础平面布置图》及《成都康博物联网技术有限公司年产RFID电子标签、读写器1000套生产项目项目岩土工程勘察报告》，并结合设计要求，及我院类似项目的设计和施工相关工程经验，确定桩端持力层主要为第四系全新统冲积粘土（2-1），桩端进入持力层深度不小于2.5m；则地基加固深度为设计基底标高以上0.50m至第四系全新统冲积粘土（2-1）以下不小于2.5m的岩土层厚度，处理土层为素填土1-1、全新统冲积粘土（2-1）。本项目加固处理深度预计自基底以下约4.00m，局部较深约7.00m。
2.1、低强度桩布置
（1）施工工艺及桩径和桩长
碎石桩施工：根据现有设备及施工条件，填土层采用挤密成孔法，成孔直径为330mm，夯扩成桩直径为350mm。进入硬塑粘土层0.5m.。
低强度桩施工：采用冲孔取土成孔法，成孔直径为330mm，夯扩成桩直径为350mm。
根据地基加固深度，低强度桩端持力层为硬塑粘土2-1层，桩端进入该层2.50m，则加固处理深度自基底以下约4.0～7.0m，考虑桩顶浮浆0.50m，实际施工桩长约4.50～7.5m，平均桩长约6米。碎石桩端持力层为硬塑粘土2-1层，桩端进入该层0.5m，则加固处理深度自基底以下约3.0～5.0m平均桩长约4.5米。
（2）面积置换率
依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012，J220-2012）第7.1.5-2条与第7.1.5-3条中：
fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk
Ra=upΣqsili+qpAp
式中：fspk——复合地基承载力特征值（kPa）；
fsk——为处理后桩间土承载力特征值（kPa）；
m——为面积置换率；
Ra——为单桩承载力特征值（kN）；
Ap——桩的截面积（m2）
β——为桩间土承载力折减系数；
up——桩的周长；
n——桩长范围内所划分的土层数；
qsi、qp——桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值（kPa）；
li——第i层土的厚度
根据面积置换率公式
式中：d为低强度桩直径，取0.35 m，de为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。最小桩长按4.0米计算（人工填土1.5米，硬塑粘土2.5米），低强度桩设计参数见表2。
（3）复合地基的压缩模量计算
复合地基压缩模量等于天然地基压缩模量的ξ倍，按下式计算：
ξ=fspk/fak
fspk：220 kPa
fsk：100 kPa
ξ=2. 20
土层压缩模量为6.0 MPa，则复合地基的压缩模量Es’=2.2×6.0=13.2 MPa，满足设计要求。
（4）桩身材料及桩体强度
?cu= 4 Ra/Ap
?cu=8333kN
桩身材料采用水泥（32.5桂湖水泥）、石、砂，桩身混凝土强度等级取C15。
（5）褥垫层
①厚度：300mm。
②材料：级配砂石（最大粒径一般≤3cm）。
3、结束语
（1）对于未固结人工填土采用低强度二元复合地基，其加固效果较显著，造价低，安全性良好。
（2）二元复合地基方案设计参数应通过现场试验并参照勘察成果和地区经验综合确定。
（3）二元复合地基应采用分阶段施工程序，两种工艺同时进行则达不到地基加固效果。
（4）本工程二元复合地基处理的成功经验对类似的地基基础工程设计具有一定的指导和借鉴意义。
综上所述，低强度桩具有可靠的技术性能和經济效果，低强度桩二元复合地基在地基工程处理中具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]龚晓南；地基处理手册；第三版；《地基处理手册》（第三版）编写委员会；
[2]建筑地基处理技术规范；JGJ 79-2012；中华人民共和国住房和城乡建设部；
前言
竖向增强体是低强度桩的桩体复合地基称为低强度桩复合地基。低强度桩通常指用水泥、石子及其他掺和料（如砂、粉煤灰、石灰等）加水拌合，用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C5～C25的桩。低强度桩属于粘结材料桩。低强度桩桩身材料常采用当地材料配制而成。目前在工程上应用的较多的低强度桩是素混凝土桩。
低强度桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基。对于欠固结素填土地基，可采用预压、压实、夯实、挤密方法等方法处理浅层地基，再采用相对较长的低强度桩进行地基处理。
成都康博物联网技术有限公司年产RFID电子标签、读写器1000套生产项目，位于成都市双流县西南航空港经济开发区物联网园区内，拟建2#研发楼为6层，框架结构，独立基础。
1.工程地质条件
钻探揭露深度范围内，拟建场地地层为第四系全新统素填土（Q4ml），第四系全新统冲积粘土（2-1）（Q4al）、第四系中下更新统冰水堆积粘土（3-1）（Q1+2fgl）、。按地层由上至下的顺序描述如下：
1.1、第四系全新统素填土（Q4ml）：
褐灰色，稍湿，结构较松散，均匀性较差，成份以粘性土及卵石、圆砾组成，该层填土为新近平整场地回填土，厚度0.3～6.8m，平均1.93m，场地内地表均有分布。
1.2、第四系全新统冲积粘土（2-1）（Q4al）：
褐黄色，以坚硬为主，切面有光泽反应，干强度高，韧性高。在场地内呈似层状分布，该层埋深0.3～6.8m，场地内均有分布。
1.3、第四系中下更新统冰水堆积粘土（3-1）（Q1+2fgl）：
棕红色，以坚硬为主，个别硬塑，切面有光泽反应，干强度高，韧性高。该层埋深2.6～10.3m，场地内均有分布。
2.二元复合地基处理设计
据勘察报告，基底素填土1-1力学性质较差和压缩模量低，不能满足基础荷载设计要求，不宜直接作为基础持力层，需采用二元复合地基进行地基处理。设计要求为：复合地基承载力特征值fspk≥220kPa和压缩模量Es≥13.0MPa。
设计思路：采用碎石桩和低强度桩二元结构对地基土进行处理。先采用碎石桩对桩间填土进行处理，采用挤密法进行施工，使桩间土fpk≥100kPa，Es≥6 MPa；再采用低强度桩对地基土进行处理，采用置换法进行施工。
根据《基础平面布置图》及《成都康博物联网技术有限公司年产RFID电子标签、读写器1000套生产项目项目岩土工程勘察报告》，并结合设计要求，及我院类似项目的设计和施工相关工程经验，确定桩端持力层主要为第四系全新统冲积粘土（2-1），桩端进入持力层深度不小于2.5m；则地基加固深度为设计基底标高以上0.50m至第四系全新统冲积粘土（2-1）以下不小于2.5m的岩土层厚度，处理土层为素填土1-1、全新统冲积粘土（2-1）。本项目加固处理深度预计自基底以下约4.00m，局部较深约7.00m。
2.1、低强度桩布置
（1）施工工艺及桩径和桩长
碎石桩施工：根据现有设备及施工条件，填土层采用挤密成孔法，成孔直径为330mm，夯扩成桩直径为350mm。进入硬塑粘土层0.5m.。
低强度桩施工：采用冲孔取土成孔法，成孔直径为330mm，夯扩成桩直径为350mm。
根据地基加固深度，低强度桩端持力层为硬塑粘土2-1层，桩端进入该层2.50m，则加固处理深度自基底以下约4.0～7.0m，考虑桩顶浮浆0.50m，实际施工桩长约4.50～7.5m，平均桩长约6米。碎石桩端持力层为硬塑粘土2-1层，桩端进入该层0.5m，则加固处理深度自基底以下约3.0～5.0m平均桩长约4.5米。
（2）面积置换率
依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012，J220-2012）第7.1.5-2条与第7.1.5-3条中：
fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk
Ra=upΣqsili+qpAp
式中：fspk——复合地基承载力特征值（kPa）；
fsk——为处理后桩间土承载力特征值（kPa）；
m——为面积置换率；
Ra——为单桩承载力特征值（kN）；
Ap——桩的截面积（m2）
β——为桩间土承载力折减系数；
up——桩的周长；
n——桩长范围内所划分的土层数；
qsi、qp——桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值（kPa）；
li——第i层土的厚度
根据面积置换率公式
式中：d为低强度桩直径，取0.35 m，de为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。最小桩长按4.0米计算（人工填土1.5米，硬塑粘土2.5米），低强度桩设计参数见表2。
（3）复合地基的压缩模量计算
复合地基压缩模量等于天然地基压缩模量的ξ倍，按下式计算：
ξ=fspk/fak
fspk：220 kPa
fsk：100 kPa
ξ=2. 20
土层压缩模量为6.0 MPa，则复合地基的压缩模量Es’=2.2×6.0=13.2 MPa，满足设计要求。
（4）桩身材料及桩体强度
?cu= 4 Ra/Ap
?cu=8333kN
桩身材料采用水泥（32.5桂湖水泥）、石、砂，桩身混凝土强度等级取C15。
（5）褥垫层
①厚度：300mm。
②材料：级配砂石（最大粒径一般≤3cm）。
3、结束语
（1）对于未固结人工填土采用低强度二元复合地基，其加固效果较显著，造价低，安全性良好。
（2）二元复合地基方案设计参数应通过现场试验并参照勘察成果和地区经验综合确定。
（3）二元复合地基应采用分阶段施工程序，两种工艺同时进行则达不到地基加固效果。
（4）本工程二元复合地基处理的成功经验对类似的地基基础工程设计具有一定的指导和借鉴意义。
综上所述，低强度桩具有可靠的技术性能和經济效果，低强度桩二元复合地基在地基工程处理中具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]龚晓南；地基处理手册；第三版；《地基处理手册》（第三版）编写委员会；
[2]建筑地基处理技术规范；JGJ 79-2012；中华人民共和国住房和城乡建设部；