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摘要：以实际工程为例，结合地质的实际情况和技术、造价、工期等因素，通过分析对比各种基础型式的优缺点，最后选取综合最优的基础方案。
关键词：高强预应力管桩、CM复合地基、钻（冲）孔灌注桩、灌注桩后注浆
中图分类号： TU441 文献标识码： A
1前言
在我们经常遇到的大型住宅小区项目中，基础因其造价占比大、工期长、施工风险高等原因，需要在设计之初就充分論证不同基础型式的优缺点，在充分比较后择优选取最佳的基础方案。本文以一个实际工程项目为例来阐述设计中基础合理选型的重要性和必要性。该项目在浙江湖州，分三期开发，规划用地面积13.6万平方米，总建筑面积约40万平方米。包括20多栋30层的高层住宅，以及多层的会所、幼儿园和商业，地下用大地下车库连成一个整体。
2场地地基土的构成与分布特征
根据钻探揭露，本场地在勘探深度范围内地层按其成因类型、物理力学性质差异可划分为6个工程地质层，细分为10个亚层，岩性特征自上而下分述如下：1-1层、1-2层、2-1层分别是填土、塘泥、粉质粘土。3 层：淤泥质粉质粘土。灰色，饱和，流塑，含有机质及腐植质，局部为淤泥质粘土及淤泥。本层全场分布，层厚16.20~19.10m。4层：粉质粘土，层厚0.50~4.10m。6层：圆砾。灰色、灰黄色，稍密~中实，局部密实状，饱和。颗粒粒径一般在3-30mm之间，个别大于10cm。多呈次圆形，少量呈亚棱角形。该层粒径自上而下有逐渐增大趋势。本层全场分布，层厚1.90~11.10m。6夹层：粉质粘土，层厚0.80~1.50m。7-1层：全风化粉砂岩，层厚0.00~4.50m。7-2层：强风化粉砂岩，层厚1.20~5.70m。7-3层：中等风化粉砂岩。岩质因风化蚀变不同软硬各异，饱和平均单轴抗压强度为15.34Mpa。
3地下车库的基础选型
本工程住宅单体下面和单体之间均有一层地下车库，标准柱网为8.1mX8.1m，柱下轴力标准值为4000～5000kN。根据柱下轴力、岩土分布、当地的施工经验等综合考虑，各参建单位就单体之间的一层地下车库的基础型式很快达成共识：采用捶击式高强预应力管桩，并以第6层圆砾为持力层。本工程地下室外围室内地坪在自然地面标高的基础上回填土约3m，地下室顶板覆土1.5m。地质勘察报告按钻探水位结合当地的水文地质资料，按自然地面以下1.5m为抗浮水位，水浮力较小，整体抗浮通过结构和覆土自重即可满足，地下室柱下预应力管桩全部为承压桩。PHC AB 500管桩常见壁厚是100mm，国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB-13476-2009除100mm外还有壁厚125mm，为尽量避免管桩在锤击过程中发生桩身破坏、进而影响桩基承载力的发挥，决定采用PHC AB 500 125管桩。桩端入土深度约25m，桩长约23m，进入第6层圆砾3～4m。根据地质勘察报告提供的《地基土物理力学指标设计参数表》中所提供的qsia和qpa值，按国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（当时是2010年）中的经验公式：
Ra= qpaAP+ up∑qsiali………………………………………(8.5.5-1)
估算单桩竖向承载力特征值Ra为2000KN，并先进行单桩静载荷试验，根据试验获得的单桩承载力再调整桩位布置图，以节约工程造价。预应力管桩具体的设计施工要求如下：（1）为加强管桩在圆砾层的穿透性，以防在沉桩过程中桩身受损及桩尖卷曲，要求桩端配0.3m的开口钢桩尖（壁厚15mm）。（2）采用D60柴油锤施打，重锤低击，锤落距取1.9m，在沉桩过程中按照桩顶设计标高和最后三阵锤贯入度进行双控，最后三阵锤（每阵10锤）贯入度按3～4cm/阵控制。（3）采用二氧化碳气体保护焊，焊接接头冷却时间不少于5分钟。（4）每个台班沉桩速率每天不宜大于10根，休止时间8小时，以利于超空隙水压力的消散，防止管桩接头受挤压而脱开或上浮。（5）沉桩1天后要对桩顶标高进行复测，如发生桩上浮的现象，则复打至设计标高。
在工程桩施工前，对PHC AB 500 125管桩、PHC AB 600 130管桩分别做了1根和2根试桩，其中1根PHC AB 600 130管桩在试压中断桩作废，其余两根单桩抗压极限承载力分别达到4200KN（φ500桩）、5200KN（φ600桩）。对φ600桩一起试桩是为高层单体的基础选型提供资料。
在地下车库和住宅单体施工前，多层的会所先进行了预应力管桩基础施工，设计时单桩承载力特征值取2000kN。会所原设计一共151根φ500桩，其中有10根出现达到设计桩长和设计桩顶标高时没法按原定的收锤标准收锤，需送桩数米，而且还出现有桩端穿过圆砾层后贯入度突然明显增大的现象。会所桩基承载力检测时，随机选取的5条桩，有3根达到2000KN的设计承载力，1根只有1600KN，1根只有1400KN。出现了单桩承载力远小于经验公式计算和试桩结果开始让人有点意外，在我过去多年的经验里，φ500桩单桩承载力特征值2000kN并不算高，通常实际值还会比计算值大，更何况试桩时单桩承载力特征值还达到2100kN。经过现场考察和综合分析后认定：作为持力层的圆砾厚薄不均，颗粒级配较差，有较大的离散性，原试桩结果不具有足够的代表性，应按实际检测结果调整单桩抗压承载力特征值（后来改为1500kN）；另外，桩端不宜穿过沙砾层，在以后的施工中放松最后三阵锤的贯入度为5～6cm/阵，并在桩底应保持圆砾2m以上的厚度。最后综合以上分析，会所按单桩承载力特征值1500KN进行了重新计算和补桩，也把地下车库设计单桩承载力特征值由2000KN调整为1500KN。
4高层的住宅单体基础选型
如果按原计算和试桩结果：φ500桩2000KN、φ600桩2600KN的承载力特征值，30层的住宅单体下是有可能采用管桩基础的。但从会所φ500桩最后只能取1500KN的承载力来看，在不采取其他措施的情况下管桩承载力已经无法满足高层的要求。如果能确保桩端穿过圆砾层，并进入强风化岩层的话，单桩承载力特征值是有望达到2000kN以上的，但从会所施工经验看，只有部分桩能穿过圆砾层，而且如果管桩进入圆砾层过深或穿过，意味着桩身受砾石摩擦受损的机率也会大幅上升；还有地面以下有厚达20米左右的软弱土层，在地下车库开挖时桩身因周边土开挖不均匀造成偏桩、断桩的风险也比较大，而出现断桩后可能会出现因为是满堂红布置管桩而没地方补桩的窘况。另外，采用满布管桩，意味着基础需要做桩筏基础，按经验，30层住宅的筏板基础厚度一般不会小于1.5m，经济性不太好。综上，高层单体最后排除了选用管桩的可能。
为了给业主提供多种可行的基础方案，并从安全、经济、施工方便等综合考虑选出性价比最好的。准备大胆尝试复合地基的可行性。因为基础底位于承载力特征值只有70kPa的淤泥质粘土层，按现行国家、地方的《建筑地基处理规范》规定的软基处理方法都很难达到所需的复合地基承载力要求。经过多方查找资料和打听，了解到地基处理专家沙祥林先生发明的“CM高强复合地基”有可能会满足我们对地基承载力的要求。为此，我和甲方的技术负责人特地去了花都现场参观一个正在施工的“CM高强复合地基”项目，并拜访了该理论的提出者建研地基基础工程有限责任公司广州花都分公司总工沙祥林老师。沙老师给我们详细介绍了新型“CM三维高强复合地基”的理论和技术特点：（1）平面上形成极有利的三个刚度梯度。Es数量级各为：土：101MPa；亚刚性桩（M桩）：102MPa～103MPa；刚性桩（C桩）：103MPa～104MPa。（2）竖向利用了桩的有效工作长度不同，设计成刚性桩长，亚刚性桩短。从而在竖向形成三个刚度梯度，成为三层地基。（3）新型复合地基改变了刚性桩与亚刚性桩复合地基应力场，加筋范围全场地通过应力等值线，使被加固的桩间土处于有利的三向应力状态，使土的参与工作系数大于1（可达到1.2～1.6）。铺设褥垫层可协调桩土变形并调动浅层土参与工作。沙老师提出的复合地基强度计算公式：
式中：fspk—复合地基承载力特征值（kPa）；
fsk—处理后桩间土承载力特征值（kPa）；
mc、mm—C桩、M桩的面积置换率；
ηc、ηm、ηs—C桩、M桩及土的承载力调整系数；
Apc、Apm—C桩、M桩截面面积（m2）；
Rac、Ram—C桩、M桩单桩承载力特征值（kN）。
这里先假定一个复合地基方案如下：C桩以第6层圆砾为持力层，有效桩长约20米，桩径500mm；M桩有效桩长15m，桩径600mm。桩心距统一取2m。桩顶褥垫层200mm厚级配砂石。要求处理后的复合地基承载力特征值为570KPa。由于M桩所在土层含有机质及腐植质，不一定适合常用的深层搅拌桩，暂定选用旋喷桩，单桩承载力特征值估算为200kN。由此根据上面的复合地基强度计算公式反估算出C桩单桩承载力特征值需要700kN。C桩常采用钻孔灌注桩、沉管灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩、预应力管桩等，由于圆砾层以上的软弱土层能提供的摩擦力很小，考虑负摩阻时还可能出现负值，所以C桩需要进入圆砾层一定深度才能达到所需的承载力。钻孔灌注桩、沉管灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩等因机械进入圆砾层有一定的困难，而不宜选用；剩下预应力管桩可供选用。经过以上分析、试算，CM复合地基采用：C桩预应力管桩+M桩旋喷桩，可以达到570kPa的地基承载力，满足需要。但即使这样，由于C桩、M桩都采用的是平常造价较高的桩型，地基处理后还需要采用较不经济的筏板基础；而且目前“CM复合地基”未有国家标准（属于沙祥林老师的发明专利），基础施工图设计和施工需要由其所在公司完成，再加上当地之前从未有过这方面的工程实践，所以最后甲方主动放弃了尝试采用“CM复合地基”的想法。
对于高层单体的基础，经过前面的分析、计算，基本上排除了采用预应力管桩、CM复合地基的可能，最后经过各参建单位和甲方邀请的岩土专家的集思广益，决定采用钻（冲）孔灌注桩：考虑到第6层圆砾厚度可能达到11m，钻孔桩钻进比较困难，效率较低，成孔方式在圆砾层以上采用钻进成孔，以下采用冲击式成孔。关于灌注桩的持力层，有参建单位开始建议采用强风化粉砂岩，但我认为灌注桩的护壁泥浆对裂隙比较发育的强风化岩层的软化不容忽视，而规范公式和地勘报告提供的参数没有反映这个不利因素，应采用中风化岩层为持力层，最后得到甲方和与会专家的支持，确定以中风化岩层为持力层。经过试算，选用桩径φ800、φ1000两种桩型，要求桩端入第7-3层中风化岩不少于2m。在工程桩施工前，进行了静载荷破坏性试验，试验结果详见表1：
表1 灌注桩静载荷试验结果一览表
试桩编号 S1 S2 S3 S4
桩径 Ф1000 Ф800 Ф800 Ф800
桩长 36.0m 34.5m 34.85m 36.4m
灌注日期 2010.10.21 2010.10.19 2010.10.16 2010.10.26
試验开始日期 2010.11.9 2010.11.4 2010.11.7 2010.11.4
休止时间（天） 19 16 22 9
充盈系数 1.31 1.33 1.51 1.31
最大加载量（kN） 14300 8400 8800 8800
最大沉降量（mm） 120.00 100.00 21.71 110.00
残余沉降量（mm） / / 15.22 /
回弹率（%） / / 29.89 /
抗压极限承载力（kN） 13200 8000 8800 8400
沉降量（mm） 34.38 21.36 21.71 26.70
注：S1、S2、S4试桩为桩顶破裂
前期静载荷试验结果分析：（1）φ1000常规钻（冲）孔灌注桩S1静载荷试验结果较好，单桩抗压极限承载力特征值可取13200kN。（2）φ800常规钻（冲）孔灌注桩S2和S4试桩桩顶未设置桩帽，再加上混凝土养护时间不到28天，导致在8800kN以前桩顶破碎，地基土承载力尚未完全发挥出来；S3试桩桩顶设置了桩帽，在加载到8800kN时桩顶总沉降量为21.71mm，试验结果较好。（3）根据地质勘察报告结合试桩成桩、静载荷试验情况进行综合分析，得到如下结论：常规φ1000、φ800钻（冲）孔灌注桩进入第7-3层中风化岩2m，单桩抗压承载力极限值分别可取13200kN（特征值6600kN）、8800kN（特征值4400kN）。混凝土强度等级取C30，考虑水下灌注混凝土的各种不利因素，在计算以桩身强度控制的单桩抗压承载力时混凝土强度等级降低一级（即C25）计算。
灌注桩在冲进第7-3层中风化粉砂岩时，由于其饱和抗压强度达到15MPa，冲进比较费时，单冲击入岩常常需要两天或更长的时间。另外，常规的灌注桩，由于孔壁土松动、孔壁泥皮过厚和孔底沉渣较厚，往往单桩承载力达不到要求，以及单桩承载力离散性大，而且常常是在桩完成并检测后才发现，造成拖延工期、增加投资、建筑物沉降量偏大等不良后果。根据国家行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008“6.7 灌注桩后注浆”、以及目前已有的工程经验，大直径灌注桩可以采用桩端后注浆工艺来增大承载力——在保持原设计承载力不变的基础上可以减少入岩深度，大大降低或避免上面所提到的不良后果。桩端后注浆工艺即在灌注桩浇筑桩身混凝土之前，先在钢筋笼内预留带有活动阀的细钢管（可以代替部分纵筋）至孔底，然后浇筑混凝土至设计标高，待桩身混凝土初凝后，利用水泥浆加压泵，由原先预留的钢管中注入水泥浆，压力高达几个大气压（注浆压力大小直接影响注浆效果，施工单位可按注浆深度、土性特点结合工程经验通过试注浆来确定），高压水泥浆自阀门由桩底向上部和桩周围扩散，扩大了桩底的承受面积以及桩侧摩阻力，同时也解决了灌注桩中沉渣影响承载力的问题，使得桩端持力层成为坚硬的混凝土层，使桩周的淤泥质土得到加固，减少负摩阻力的不利影响，提高单桩承载力，降低造价。采用后注浆工艺后，把试桩时桩端进入第7-3层中风化粉砂岩2米的要求，在施工设计图中改为了1米。
5结束语
本项目从2010年下半年开始施工，目前第一期已经竣工销售完毕，第三期也已经施工到标准层。无论是从基础施工过程的顺利、桩基检测的不合格率很低、以及一二期建成后的沉降量只有几毫米来看，基础选型是比较合理的、经济的。前期所做的各种基础对比、计算为今后其他项目积累了经验和数据，以前我们在华南地区的项目没有采用过灌注桩后注浆工艺，本次项目的成功和取得的各种经验数据，有利于在以后的其他项目中推广和实施。
参考文献
[1]沙祥林.CM三维高强复合地基[J].第十届土力学及岩土工程学术会议论文集.2007年10月
[2]张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用[M].北京.中国建筑工业出版社.2009
关键词：高强预应力管桩、CM复合地基、钻（冲）孔灌注桩、灌注桩后注浆
中图分类号： TU441 文献标识码： A
1前言
在我们经常遇到的大型住宅小区项目中，基础因其造价占比大、工期长、施工风险高等原因，需要在设计之初就充分論证不同基础型式的优缺点，在充分比较后择优选取最佳的基础方案。本文以一个实际工程项目为例来阐述设计中基础合理选型的重要性和必要性。该项目在浙江湖州，分三期开发，规划用地面积13.6万平方米，总建筑面积约40万平方米。包括20多栋30层的高层住宅，以及多层的会所、幼儿园和商业，地下用大地下车库连成一个整体。
2场地地基土的构成与分布特征
根据钻探揭露，本场地在勘探深度范围内地层按其成因类型、物理力学性质差异可划分为6个工程地质层，细分为10个亚层，岩性特征自上而下分述如下：1-1层、1-2层、2-1层分别是填土、塘泥、粉质粘土。3 层：淤泥质粉质粘土。灰色，饱和，流塑，含有机质及腐植质，局部为淤泥质粘土及淤泥。本层全场分布，层厚16.20~19.10m。4层：粉质粘土，层厚0.50~4.10m。6层：圆砾。灰色、灰黄色，稍密~中实，局部密实状，饱和。颗粒粒径一般在3-30mm之间，个别大于10cm。多呈次圆形，少量呈亚棱角形。该层粒径自上而下有逐渐增大趋势。本层全场分布，层厚1.90~11.10m。6夹层：粉质粘土，层厚0.80~1.50m。7-1层：全风化粉砂岩，层厚0.00~4.50m。7-2层：强风化粉砂岩，层厚1.20~5.70m。7-3层：中等风化粉砂岩。岩质因风化蚀变不同软硬各异，饱和平均单轴抗压强度为15.34Mpa。
3地下车库的基础选型
本工程住宅单体下面和单体之间均有一层地下车库，标准柱网为8.1mX8.1m，柱下轴力标准值为4000～5000kN。根据柱下轴力、岩土分布、当地的施工经验等综合考虑，各参建单位就单体之间的一层地下车库的基础型式很快达成共识：采用捶击式高强预应力管桩，并以第6层圆砾为持力层。本工程地下室外围室内地坪在自然地面标高的基础上回填土约3m，地下室顶板覆土1.5m。地质勘察报告按钻探水位结合当地的水文地质资料，按自然地面以下1.5m为抗浮水位，水浮力较小，整体抗浮通过结构和覆土自重即可满足，地下室柱下预应力管桩全部为承压桩。PHC AB 500管桩常见壁厚是100mm，国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB-13476-2009除100mm外还有壁厚125mm，为尽量避免管桩在锤击过程中发生桩身破坏、进而影响桩基承载力的发挥，决定采用PHC AB 500 125管桩。桩端入土深度约25m，桩长约23m，进入第6层圆砾3～4m。根据地质勘察报告提供的《地基土物理力学指标设计参数表》中所提供的qsia和qpa值，按国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（当时是2010年）中的经验公式：
Ra= qpaAP+ up∑qsiali………………………………………(8.5.5-1)
估算单桩竖向承载力特征值Ra为2000KN，并先进行单桩静载荷试验，根据试验获得的单桩承载力再调整桩位布置图，以节约工程造价。预应力管桩具体的设计施工要求如下：（1）为加强管桩在圆砾层的穿透性，以防在沉桩过程中桩身受损及桩尖卷曲，要求桩端配0.3m的开口钢桩尖（壁厚15mm）。（2）采用D60柴油锤施打，重锤低击，锤落距取1.9m，在沉桩过程中按照桩顶设计标高和最后三阵锤贯入度进行双控，最后三阵锤（每阵10锤）贯入度按3～4cm/阵控制。（3）采用二氧化碳气体保护焊，焊接接头冷却时间不少于5分钟。（4）每个台班沉桩速率每天不宜大于10根，休止时间8小时，以利于超空隙水压力的消散，防止管桩接头受挤压而脱开或上浮。（5）沉桩1天后要对桩顶标高进行复测，如发生桩上浮的现象，则复打至设计标高。
在工程桩施工前，对PHC AB 500 125管桩、PHC AB 600 130管桩分别做了1根和2根试桩，其中1根PHC AB 600 130管桩在试压中断桩作废，其余两根单桩抗压极限承载力分别达到4200KN（φ500桩）、5200KN（φ600桩）。对φ600桩一起试桩是为高层单体的基础选型提供资料。
在地下车库和住宅单体施工前，多层的会所先进行了预应力管桩基础施工，设计时单桩承载力特征值取2000kN。会所原设计一共151根φ500桩，其中有10根出现达到设计桩长和设计桩顶标高时没法按原定的收锤标准收锤，需送桩数米，而且还出现有桩端穿过圆砾层后贯入度突然明显增大的现象。会所桩基承载力检测时，随机选取的5条桩，有3根达到2000KN的设计承载力，1根只有1600KN，1根只有1400KN。出现了单桩承载力远小于经验公式计算和试桩结果开始让人有点意外，在我过去多年的经验里，φ500桩单桩承载力特征值2000kN并不算高，通常实际值还会比计算值大，更何况试桩时单桩承载力特征值还达到2100kN。经过现场考察和综合分析后认定：作为持力层的圆砾厚薄不均，颗粒级配较差，有较大的离散性，原试桩结果不具有足够的代表性，应按实际检测结果调整单桩抗压承载力特征值（后来改为1500kN）；另外，桩端不宜穿过沙砾层，在以后的施工中放松最后三阵锤的贯入度为5～6cm/阵，并在桩底应保持圆砾2m以上的厚度。最后综合以上分析，会所按单桩承载力特征值1500KN进行了重新计算和补桩，也把地下车库设计单桩承载力特征值由2000KN调整为1500KN。
4高层的住宅单体基础选型
如果按原计算和试桩结果：φ500桩2000KN、φ600桩2600KN的承载力特征值，30层的住宅单体下是有可能采用管桩基础的。但从会所φ500桩最后只能取1500KN的承载力来看，在不采取其他措施的情况下管桩承载力已经无法满足高层的要求。如果能确保桩端穿过圆砾层，并进入强风化岩层的话，单桩承载力特征值是有望达到2000kN以上的，但从会所施工经验看，只有部分桩能穿过圆砾层，而且如果管桩进入圆砾层过深或穿过，意味着桩身受砾石摩擦受损的机率也会大幅上升；还有地面以下有厚达20米左右的软弱土层，在地下车库开挖时桩身因周边土开挖不均匀造成偏桩、断桩的风险也比较大，而出现断桩后可能会出现因为是满堂红布置管桩而没地方补桩的窘况。另外，采用满布管桩，意味着基础需要做桩筏基础，按经验，30层住宅的筏板基础厚度一般不会小于1.5m，经济性不太好。综上，高层单体最后排除了选用管桩的可能。
为了给业主提供多种可行的基础方案，并从安全、经济、施工方便等综合考虑选出性价比最好的。准备大胆尝试复合地基的可行性。因为基础底位于承载力特征值只有70kPa的淤泥质粘土层，按现行国家、地方的《建筑地基处理规范》规定的软基处理方法都很难达到所需的复合地基承载力要求。经过多方查找资料和打听，了解到地基处理专家沙祥林先生发明的“CM高强复合地基”有可能会满足我们对地基承载力的要求。为此，我和甲方的技术负责人特地去了花都现场参观一个正在施工的“CM高强复合地基”项目，并拜访了该理论的提出者建研地基基础工程有限责任公司广州花都分公司总工沙祥林老师。沙老师给我们详细介绍了新型“CM三维高强复合地基”的理论和技术特点：（1）平面上形成极有利的三个刚度梯度。Es数量级各为：土：101MPa；亚刚性桩（M桩）：102MPa～103MPa；刚性桩（C桩）：103MPa～104MPa。（2）竖向利用了桩的有效工作长度不同，设计成刚性桩长，亚刚性桩短。从而在竖向形成三个刚度梯度，成为三层地基。（3）新型复合地基改变了刚性桩与亚刚性桩复合地基应力场，加筋范围全场地通过应力等值线，使被加固的桩间土处于有利的三向应力状态，使土的参与工作系数大于1（可达到1.2～1.6）。铺设褥垫层可协调桩土变形并调动浅层土参与工作。沙老师提出的复合地基强度计算公式：
式中：fspk—复合地基承载力特征值（kPa）；
fsk—处理后桩间土承载力特征值（kPa）；
mc、mm—C桩、M桩的面积置换率；
ηc、ηm、ηs—C桩、M桩及土的承载力调整系数；
Apc、Apm—C桩、M桩截面面积（m2）；
Rac、Ram—C桩、M桩单桩承载力特征值（kN）。
这里先假定一个复合地基方案如下：C桩以第6层圆砾为持力层，有效桩长约20米，桩径500mm；M桩有效桩长15m，桩径600mm。桩心距统一取2m。桩顶褥垫层200mm厚级配砂石。要求处理后的复合地基承载力特征值为570KPa。由于M桩所在土层含有机质及腐植质，不一定适合常用的深层搅拌桩，暂定选用旋喷桩，单桩承载力特征值估算为200kN。由此根据上面的复合地基强度计算公式反估算出C桩单桩承载力特征值需要700kN。C桩常采用钻孔灌注桩、沉管灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩、预应力管桩等，由于圆砾层以上的软弱土层能提供的摩擦力很小，考虑负摩阻时还可能出现负值，所以C桩需要进入圆砾层一定深度才能达到所需的承载力。钻孔灌注桩、沉管灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩等因机械进入圆砾层有一定的困难，而不宜选用；剩下预应力管桩可供选用。经过以上分析、试算，CM复合地基采用：C桩预应力管桩+M桩旋喷桩，可以达到570kPa的地基承载力，满足需要。但即使这样，由于C桩、M桩都采用的是平常造价较高的桩型，地基处理后还需要采用较不经济的筏板基础；而且目前“CM复合地基”未有国家标准（属于沙祥林老师的发明专利），基础施工图设计和施工需要由其所在公司完成，再加上当地之前从未有过这方面的工程实践，所以最后甲方主动放弃了尝试采用“CM复合地基”的想法。
对于高层单体的基础，经过前面的分析、计算，基本上排除了采用预应力管桩、CM复合地基的可能，最后经过各参建单位和甲方邀请的岩土专家的集思广益，决定采用钻（冲）孔灌注桩：考虑到第6层圆砾厚度可能达到11m，钻孔桩钻进比较困难，效率较低，成孔方式在圆砾层以上采用钻进成孔，以下采用冲击式成孔。关于灌注桩的持力层，有参建单位开始建议采用强风化粉砂岩，但我认为灌注桩的护壁泥浆对裂隙比较发育的强风化岩层的软化不容忽视，而规范公式和地勘报告提供的参数没有反映这个不利因素，应采用中风化岩层为持力层，最后得到甲方和与会专家的支持，确定以中风化岩层为持力层。经过试算，选用桩径φ800、φ1000两种桩型，要求桩端入第7-3层中风化岩不少于2m。在工程桩施工前，进行了静载荷破坏性试验，试验结果详见表1：
表1 灌注桩静载荷试验结果一览表
试桩编号 S1 S2 S3 S4
桩径 Ф1000 Ф800 Ф800 Ф800
桩长 36.0m 34.5m 34.85m 36.4m
灌注日期 2010.10.21 2010.10.19 2010.10.16 2010.10.26
試验开始日期 2010.11.9 2010.11.4 2010.11.7 2010.11.4
休止时间（天） 19 16 22 9
充盈系数 1.31 1.33 1.51 1.31
最大加载量（kN） 14300 8400 8800 8800
最大沉降量（mm） 120.00 100.00 21.71 110.00
残余沉降量（mm） / / 15.22 /
回弹率（%） / / 29.89 /
抗压极限承载力（kN） 13200 8000 8800 8400
沉降量（mm） 34.38 21.36 21.71 26.70
注：S1、S2、S4试桩为桩顶破裂
前期静载荷试验结果分析：（1）φ1000常规钻（冲）孔灌注桩S1静载荷试验结果较好，单桩抗压极限承载力特征值可取13200kN。（2）φ800常规钻（冲）孔灌注桩S2和S4试桩桩顶未设置桩帽，再加上混凝土养护时间不到28天，导致在8800kN以前桩顶破碎，地基土承载力尚未完全发挥出来；S3试桩桩顶设置了桩帽，在加载到8800kN时桩顶总沉降量为21.71mm，试验结果较好。（3）根据地质勘察报告结合试桩成桩、静载荷试验情况进行综合分析，得到如下结论：常规φ1000、φ800钻（冲）孔灌注桩进入第7-3层中风化岩2m，单桩抗压承载力极限值分别可取13200kN（特征值6600kN）、8800kN（特征值4400kN）。混凝土强度等级取C30，考虑水下灌注混凝土的各种不利因素，在计算以桩身强度控制的单桩抗压承载力时混凝土强度等级降低一级（即C25）计算。
灌注桩在冲进第7-3层中风化粉砂岩时，由于其饱和抗压强度达到15MPa，冲进比较费时，单冲击入岩常常需要两天或更长的时间。另外，常规的灌注桩，由于孔壁土松动、孔壁泥皮过厚和孔底沉渣较厚，往往单桩承载力达不到要求，以及单桩承载力离散性大，而且常常是在桩完成并检测后才发现，造成拖延工期、增加投资、建筑物沉降量偏大等不良后果。根据国家行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008“6.7 灌注桩后注浆”、以及目前已有的工程经验，大直径灌注桩可以采用桩端后注浆工艺来增大承载力——在保持原设计承载力不变的基础上可以减少入岩深度，大大降低或避免上面所提到的不良后果。桩端后注浆工艺即在灌注桩浇筑桩身混凝土之前，先在钢筋笼内预留带有活动阀的细钢管（可以代替部分纵筋）至孔底，然后浇筑混凝土至设计标高，待桩身混凝土初凝后，利用水泥浆加压泵，由原先预留的钢管中注入水泥浆，压力高达几个大气压（注浆压力大小直接影响注浆效果，施工单位可按注浆深度、土性特点结合工程经验通过试注浆来确定），高压水泥浆自阀门由桩底向上部和桩周围扩散，扩大了桩底的承受面积以及桩侧摩阻力，同时也解决了灌注桩中沉渣影响承载力的问题，使得桩端持力层成为坚硬的混凝土层，使桩周的淤泥质土得到加固，减少负摩阻力的不利影响，提高单桩承载力，降低造价。采用后注浆工艺后，把试桩时桩端进入第7-3层中风化粉砂岩2米的要求，在施工设计图中改为了1米。
5结束语
本项目从2010年下半年开始施工，目前第一期已经竣工销售完毕，第三期也已经施工到标准层。无论是从基础施工过程的顺利、桩基检测的不合格率很低、以及一二期建成后的沉降量只有几毫米来看，基础选型是比较合理的、经济的。前期所做的各种基础对比、计算为今后其他项目积累了经验和数据，以前我们在华南地区的项目没有采用过灌注桩后注浆工艺，本次项目的成功和取得的各种经验数据，有利于在以后的其他项目中推广和实施。
参考文献
[1]沙祥林.CM三维高强复合地基[J].第十届土力学及岩土工程学术会议论文集.2007年10月
[2]张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用[M].北京.中国建筑工业出版社.2009