浅谈复合桩

复合桩，一种外层为柔性材料，内层为刚性材料相构成的新型桩，它属于刚性桩范畴，不属于地基处理范畴。不同文献资料对复合桩的称谓不尽相同，例如：劲性桩、组合桩、根植桩。柔性材料一般为水泥土、水泥浆、水泥砂浆、砂砾等；刚性材料一般为型钢、钢管桩、预应力管桩、混凝土、方桩等。柔性体的形成方法大致可分为钻孔压浆法、高压旋喷法、深层搅拌法、投料密实法等；刚性体施工方法一般为先植法与后插法。复合桩尤其适合作为滨海软土地基的基桩型式。

一、复合桩的特点

（一）提高单桩承载力

复合桩能提高单桩承载力主要体现在侧阻方面。典型刚性桩（如混凝土灌注桩、预应力管桩）的侧阻主要是桩侧与地基土的静摩擦力，而在柔性体施工及硬化过程中，与地基土周围存在结构重构行为，既增加柔性体抗剪强度又增加与地基土咬合力，从而实现桩侧承载力提高；同时，也可以实现改善持力层强度与厚度。桩底无沉渣来提高桩端承载力。上述单桩承载力的发挥是以刚性体不破坏、刚性体与柔性体摩擦力足够为前提，而这种前提在实际设计与施工过程中是易于保证的。

（二）体现节能环保理念

复合桩的节能特点主要体现在两个方面：与同径刚性桩相比能提高单桩承载力，相当于可以减少桩数、缩短桩长、减小桩径等方案来实现节能理念；复合桩的桩身结构材料也明显少于典型刚性桩，总之，复合桩的材料成本明显低于典型刚性桩。在环保方面：同钻孔灌注桩相比，复合桩工法可以实现无泥浆排放；同预应力管桩相比，复合桩工法可以实现微挤土或无挤土效应，还可以实现无噪音排放。

（三）复合桩的质量控制

复合桩的质量控制也体现在两个方面，即柔性体质量与刚性体质量，柔性体质量控制主要表现在柔性体强度与均匀性，目前国内对水泥土类的柔性体质量控制效果不佳，主要原因是受国内专业施工机械性能限制；刚性体的质量控制主要表现在刚性体自身质量、连接质量、施工质量。由于刚性体一般均由工厂化生产，施工时采用植入式，其外围还包裹着一定厚度的柔性体，相对于普通的刚性桩，复合桩的质量更容易有保证。

二、国内外研究与应用现状

复合桩起源于日本，是从1976年SMW工法演变而来的，我国于1992年在上海首次使用型钢水泥土复合桩技术作为基坑围护；1994年国内才研制开发劲性搅拌桩，命名为“旋喷复合桩工法”，成为国内水泥土复合桩的雏形；1998年由天津大学、河北工业大学等单位成立课题组对复合桩受力性状进行现场试验研究；2001年云南省成立了《加芯搅拌桩复合地基研究》项目组，系统研究了复合桩的力学性状与经济性。

目前，国内已经公开应用复合桩技术有：山东省水泥土复合管桩基础技术、江苏省劲性复合桩技术、浙江省宁波市静钻根植桩基础技术。其中前面两项技术已经由住房和城乡建设部发布了行业标准，于2014年10月1日开始实施。但受工法水平及缺少专用设备的限制，目前国内复合桩应用普遍存在下列问题：

（一）存在水泥浆污染环境及水泥浪费问题；

（二）存在一定的挤土效应问题；

（三）存在复合桩施工效率低问题；

（四）存在复合桩桩径、桩长受限制问题；

（五）综合成本高或单位承载力成本高（主要原因是机械费高及施工效率低）。

三、未来复合桩的发展趋势

既然复合桩具有高承载力、节能环保、质量有保证等良好特性，但现实中复合桩的应用因工法水平落后与缺乏专用设备而没有得到推广。近几年来，对复合桩的研究与应用相对滞后，未来复合桩的研究与应用应体现在以下几个方面：

（一）理论研究：加强对复合桩受力机理与力学性状研究及试验，提高对复合桩优越性状的认识；

（二）工法方面：突出绿色环保、消除泥浆、振动、噪音污染，防止挤土效应，实现流水工序作业；

（三）设备方面：不同工序采用不同的专业设备，不宜采用一体化，设备应体现高效率、自动化、信息化等特征；

（四）材料方面：充分发挥地基土承载力，最大限度发挥柔性材料、刚性材料的力学性能，杜绝不必要的材料浪费；

（五）成本方面：应通过降低能耗，提高复合桩承载力，提高机械施工效率来降低复合桩的综合成本。

随着对复合桩研究的深入和应用方面创新，相信今后复合桩可以替代滨海地区刚性桩，高效、环保、机械化施工模式将替代现今落后成桩模式。

（骆嘉成）