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【专利技术】挤土夯扩混凝土桩在卵石层、砂层和强风化岩石中的应用
一、新发明技术简介和现有工艺施工及经济造价分析：
（一）新发明技术简介：
随着工业与民用建筑的迅速发展，高层建筑及工业建筑规模越来越大，而且经常遇到卵石层、砂层、强风化岩地层。而这此地层天然地基承载力高。建设高层楼房地基承载力标准相差很小。再说这样的天然地层多数为河道的Ⅰ级阶地。存在不均匀、夹层等情况。现有技术解决这样的地层，一般采用冲击成孔灌注桩和正返循环钻孔灌注桩，泥浆护壁。桩径大且长，工程费用高，施工速度慢，质量难保证，现场污染严重。针对这样的地层我公司研究出一种新型的地基处理方法，即采用沉管挤密法在这此地层中施工灌注桩，并在五十余项工程中应用，取得良好的社会效益及经济效益，本发明技术的核心是：
采用重锤锤击双重套管（高强度钢管），将内外管同时送入地层一定深度，抽出内管，向外管内投入一定量干硬性混凝土，再把内管放入外管内，将外管内干硬性混凝土夯出外管底端；反复几次，必然在外管的底端形成一个扩大头；然后，再向外管内放入钢筋笼并浇注桩体混凝土，再将内管放入外管内，并压住混凝土表面，匀速起拔外管（拔管力量大于5000KN），从而完成混凝土夯扩灌注桩的形成。本工法的关键在于成孔时不排土，使桩间土的密实度大大提高，同时在灌注混凝土时，外管在孔内，不会形成塌孔和缩径。避免了采用泥浆护壁桩底端沉渣不易清除的弊端，质量易保证，人为因素小，从而保证了单桩竖向承载力高、现场无污染、施工速度快的特点。而且工程费用为现有工艺施工费用的1/3——1/2，施工工期节约2/3以上。
（二）现有的施工工艺剖析：
现有的技术在卵石层、砂层和强风化岩石中施工灌注桩，在地下水位较低的时候，可以采用人工挖孔的办法。对于地下水位较高的地区，目前使用的现有的工艺主要有：
① 卵石层：冲击成孔，反循环成孔（卵石层颗粒粒径小于5cm）；
② 砂层：可以采用正循环、反循环成孔或者螺旋压灌CFG桩工艺；
③ 强风化岩石：冲击成孔、反循环成孔。
以上工艺的特点都要采用泥浆护壁，而泥浆护壁工艺对单桩承载力的影响主要表现在：
（1） 桩底端的沉渣太多，端承力丧失；
（2） 桩身形成泥皮较厚，摩擦力降低；
（3） 强风化泥岩遇水或空气，短时间内风化变成流塑状态；
另外，上述工艺还存在以下几个方面的问题：一是：施工时由于有泥浆的排放，必然造成新的环境污染；同时，施工速度慢，施工费用高；二是：工程桩的静载荷检测承载力低于试桩时检测的承载力，（试桩清孔质量把关严，时间长清孔彻底）工程桩检测桩基承载力离散性大。不均匀。
彩图1 卵石分布表面
彩图2 卵石分布剖面
（三）现有工艺的主要设计参数及经济指标分析：
某高层建筑设计为28层，地下1层，其基底占地面积为840m2，基坑开挖深度－6.0m，基底压力设计特征值为580kpa，地层结构见工程地质柱状图（图1）所示，简要说明使用以上工艺桩基的主要技术参数和经济指标。
图1 工程地质柱状图
1、冲击成孔灌注桩：
设计桩径为Φ800mm，桩端进入5－2层砂岩的深度不小于1.5m，平均桩长20.5m。主筋：6Φ18通长配置。墙下布桩，设计总桩数210根。
⑴单桩承载力计算公式：
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.5条：
Quk=u∑qsikli+qpkAp （公式―1）
式中：
Quk—单桩竖向极限承载力标准值，kN；
u---桩身周长，m；
qsik—单桩第i层土的极限侧阻力标准值，kpa；
li---第i层土的厚度，m；
qpk—单桩极限端阻力标准值，kpa；
Ap---桩端面积，m2；
（2）桩的极限侧阻力和端阻力标准值取值：
冲击成孔灌注桩的极限侧阻力和端阻力标准值表 表1
（3）冲击成孔灌注桩单桩竖向极限承载力标准值计算：
冲击成孔灌注桩单桩竖向极限承载力标准值计算表 表2
由于本工法采用泥浆护壁，取单桩竖向极限承载力标准值为5000KN比较安全。经计算：Quk=5102.3+1250.0=6352.3KN。
（4）单方钢筋混凝土所取得的承载力效率分析：
按照桩体充盈系数1.2考虑，单桩钢筋混凝土总量为：
0.8×0.8×3.14÷4×20.5×1.2=12.3m3/根。
单方钢筋混凝土所取得的竖向极限承载力为：
5000KN÷12.3 m3＝406.5KN/m3。
（5）施工单方混凝土综合造价：
按照现在的施工的综合造价，单方钢筋混凝土的造价（根据施工所在地区不同略有差异）约为1400.00元/m3。
单桩造价为：12.3 m3/根×1400.00元/m3=17220.00元/根。
桩基工程施工总费用为：17220.00元/根×210根=316.6万元。
（6）单位极限承载力成本造价：
17220.00元/根÷5000KN=3.44元/ KN。
（7）计算成每平方米建筑面积桩基所占的费用：
按照建筑面积2.3万m2计算，单位面积桩基的费用为：
361.6万元÷2.3万m2＝157.22元/m2。
2、反循环泥浆护壁灌注桩：
设计桩径为Φ800mm，桩端嵌入5－2层砂岩的深度不小于1.5m，平均桩长20.0m。主筋：8Φ18通长配置。墙下布桩，设计总桩数210根。
⑴单桩竖向极限承载力计算：
见上述（公式－1）。“桩的极限侧阻力和端阻力标准值取值”与“单桩竖向极限承载力计算”同表1、表2。计算过程同上，经计算的单桩竖向极限承载力标准值为：Quk=6350KN。
由于本工法采用泥浆护壁，取单桩竖向极限承载力标准值为5000KN比较安全。
⑵单方混凝土所取得的承载力分析：
按照桩体充盈系数1.2考虑，单桩钢筋混凝土总量为：
0.8×0.8×3.14÷4×20.0×1.2=12.0m3/根。
单方钢筋混凝土所取得的竖向极限承载力为：
5000KN÷12.0m3＝416.7KN/m3。
⑶单方混凝土造价：
按照现在的施工的综合造价，单方钢筋混凝土的造价（根据施工所在地区不同略有差异）约为1600.00元/m3。
单桩造价为：12.0m3/根×1600.00元/m3=19200.00元/根。
桩基工程施工总费用为：19200.00元/根×210根=403.2万元。
（4）单位极限承载力成本造价：
19200.00元/根÷5000KN=3.84元/ KN。
（5）计算成每平方米建筑面积桩基所占的费用：
按照建筑面积2.3万m2计算，单位面积桩基的费用为：
403.2万元÷2.3万m2＝175.30元/m2。
(四)现有工艺工期及现场严重污染问题说明：
1、施工工期：
⑴冲击成孔灌注桩：施工完成一根20.5m冲击成孔灌注桩，施工的周期约在5天。完成210根这样的灌注桩，根据现场实际组织8台施工设备，桩基施工总工期至少应在90天以上。
⑵反循环成孔灌注桩：施工完成一根20.0m反循环成孔灌注桩，施工的周期约在4天。完成210根这样的灌注桩，如果按组织8台施工设备，桩基施工总工期至少应在70天以上。
2、现场环境污染问题及其费用：
⑴泥浆排放：
以上两种工艺技术，都必须现场开挖泥浆池制浆，在桩基的施工过程中，还要及时清理泥浆携带出来的泥、碎石和岩渣。排除费用高。在城市内施工还要在有关部门办理泥浆排放手续。
⑵现场的污染：
此种工艺的施工，由于存在泥浆的制作、置换和清理等，泥浆携带出的泥土和岩渣等，施工现场非常凌乱、泥泞，人为的制造出了新生和次生污染源，给环境造成极大的破坏。
（五）现有工艺施工的质量评估：
1、分析成桩存在的质量问题：
在上述地层中施工以上两种灌注桩，其施工的难点和技术瓶颈在于：一是成孔时容易造成孔壁杂填土、砂土或者粉细砂层的坍塌，形成塌孔，流塑状粘土层的缩径等；二是由于泥浆护壁，在桩身表面形成一层均匀光滑的泥皮，使桩身的摩擦力降低，进而影响单桩承载力：三是桩底端的沉渣较厚，往往因为清理不彻底或者根本无法清理彻底，致使在桩底端形成一层厚厚的虚渣层，致使桩端承载力降低很大，甚至基本丧失端承力。另外，还有桩体充盈系数较大，一般在1.3～1.8，更有甚者可以高达2.0以上。大大增加工程造价。桩基的承载力不均匀，离散性大。
2、在全风化或者强风化岩中钻孔，特别是对于泥岩，泥浆护壁容易造成桩基承载力远远低于设计值的状况。其原因是，泥岩不能遇水及接触空气，短时间内即发生软化，变成流塑状态，增大沉渣厚度，从而减少桩侧摩擦力和降低桩端端承力。
二、最新发明技术特点：
（一）设计机理：
充分利用卵石层、砂层、强风化岩石的天然强度和承载力较高的特点；如果采用挤密沉管成孔，使桩侧及桩底端的强度成数倍增长，从而大大提高单桩承载力或复合地基承载力，显著的降低基础工程造价。
（二）施工特点：
采用专利施工设备通过沉管挤密了卵石层、砂层，提高了地基土的承载力，解决了天然地基不均匀性。采用双重套管法，套管采用高强度的无缝钢管，大能量的夯击锤（4T、6T、8T）。夯击能量达到45TM以上，起拔力量通过增拔设置可以达到5200KN以上。总之，沉管夯击能量大、桩管穿透力强、外管起拔力量足的特点，才足以能在卵石层、砂层、强风化岩石中实现沉管成桩的目的。
（三）适应的地层结构及建筑物：
本发明技术适用的地层非常广泛，除了在湿陷性黄土地区不仅能通过挤密来消除黄土的湿陷性、在桩底端形成扩大头来提高单桩承载力以外，还能够在地下水位较高的场地通过内外双重套管长度差解决成孔时桩孔的进水问题。同时在杂填土，（回填区多为建筑垃圾为主或开山回填的岩石块）、砂层、卵石层、圆砾层和强风化岩场地通过挤密不排土来成孔，从而解决了上述场地在传统成孔方法上的瓶颈问题；又由于外管比内管长10～15cm的独特设计，重锤锤击双套管成孔时，外管的前端（底部）如同一个圆形的切割利器，可以破碎粒径在0.5m以上的漂石、混凝土块等固体块状障碍物，从而可以保证沉管至设计桩长深度。因此，本发明技术应用十分广泛，适用地层很强。
（四）本发明技术已施工的工程示例：
以图一所示的地质结构，要达到基底压力设计特征值为580kpa，采用本技术适用的基础形式为挤土夯扩钢筋混凝土桩桩筏基础。
桩的设计参数为：桩径Φ450mm，桩端进入5－1层强风化泥岩的深度不小于1.0m，在桩底端可以根据岩石的风化情况，夯扩施工一个略微比桩径大的扩大头，一般的直径不小于550mm。单桩竖向极限承载力标准值不小于4000KN，基坑开挖深度为6.0m计，平均施工桩长为11.5～12.5m之间。桩体设计示意图见图2。
设计说明：
1、本工程桩基采用《挤土夯扩钢筋混凝土大头桩》方案。
2、夯扩桩施工必须保证桩底端进入持力层第5－1层1m～2m，成孔终孔标准为最后十击贯入度≤3cm，夯扩大头填料为干硬性砼，强度为C30，夯扩大头投料量以最后十击贯入度≤3cm确定，桩身混凝土强度等级C30，钢筋笼保护层厚度为50mm，根据地勘资料，由于持力层埋深不一，且存在密实度差异，本工程桩长暂定为11.5～12.5m。
3、工程桩施工前应先进行三根试桩，试桩时做好详细记录，为工程桩施工提供参数，桩基检测按相关规范执行。
4、单桩竖向极限承载力标准值不小于4000KN。
5、本桩基施工采用锤击内外管施工工艺，执行《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）。
（1）单桩承载力计算公式：
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.5条，同（公式―1）。
（2）桩的极限侧阻力和端阻力标准值取值：
挤土夯扩灌注桩极限侧阻力和端阻力标准值表 表3
（3）挤土夯扩灌注桩单桩竖向极限承载力标准值计算：
挤土夯扩灌注桩单桩竖向极限承载力标准值计算表 表4
经计算：Quk=2680.9+1899.7=4580.6KN。
本工程取单桩竖向极限承载力标准值为4000KN比较安全。
（4）桩基工程造价：
如果按基底面积840m2计算，共需布桩的数量为：
840m2×580kpa÷2000KN/根＝244根
按照单桩的市场价格5500.00元/根计算，该工程的桩基费用为：
244根×5500.00元/根＝134.20万元。
（5）单方混凝土所取得的承载力分析：
单桩钢筋混凝土总量为：
0.45×0.45×3.14÷4×11.9＋0.5=2.4m3/根。
单方钢筋混凝土所取得的竖向极限承载力为：
4000KN÷2.4m3＝1666.67KN/m3。
（6）单位极限承载力成本造价：
5500.00元/根÷4000KN=1.38元/ KN。
（7）计算成每平方米建筑面积桩基所占的费用：
按照建筑面积2.3万m2计算，单位面积桩基的费用为：
134.2万元÷2.3万m2＝58.35元/m2。
（8）工期：20天。
（五）、本发明技术与上述现有工艺的经济造价分析：
1、主要经济参数比较：
本技术与上述现有工艺的经济造价分析主要参数见表5。
同一工程上述各类灌注桩经济造价分析表 表5
2、桩筏基础与墙下布桩方案比较，其筏板的增加费用，经过类似多项工程的实例核算，筏板比梁－构造板费用增加约20％左右。以上述工程为例，其筏板增加的费用为（筏板厚度按1.5m计、所用钢筋混凝土的单价按1100.00元/m3估算）：
840 m2×1.5m×1100.00元/ m3×20％＝27.20万元。
3、《挤土夯扩钢筋混凝土灌注桩》与“冲击成孔”和“反循环成孔”灌注桩比较，其基础费用分别可以节约200.2万元和241.8万元。
4、新发明技术施工质量的保证特点：
①无沉渣。
②不产生泥浆护壁，现场无污染。
③桩间土挤密后的强度大大提高，而且均匀。
卵石层及砂层在施工夯扩桩后，在桩体周围直径1.5m的范围内的桩间土重力触探击数和标惯击数可以提高到2～3倍，而非饱和粘性土仅为1.1～1.2倍。在湿陷性黄土地区通过挤密可以消除黄土湿陷性；在有液化砂层的地区，通过挤密作用和强力的振动，可以消除砂层的液化问题。地基中有软的夹层，通过穿透处理减小变形。
三、本技术在卵石层、砂层及强风化岩地层中应用设计时应说明的几个问题：
（一）单桩竖向极限承载力标准值的计算：
挤土夯扩钢筋混凝土大头桩的施工工艺，是锤击内外双套管，单桩承载力与成孔终孔的最后十击贯入度有直接的关系。这样的施工方法与打桩的原理一致，也是根据贯入度的多少决定单桩竖向极限承载力。
根据我们多年来的施工经验，在挤土夯扩钢筋混凝土大头桩的施工后进行的单桩竖向极限承载力检测，其结果往往和“海利打桩”公式的结果相接近，而与按照《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）第5.3.5条利用各层地基土桩侧极限标准值和桩端极限标准值计算出来的单桩竖向极限承载力标准值大出很多，其原因就在于挤土夯扩大头桩的施工机理与打桩公式相类似。
以上述工程为例，利用“海利公式”计算单桩竖向极限承载力标准值：
如果计算一根桩长12m、桩径Φ450，采用锤重60KN的柴油锤作为动力，终孔的最后十击贯入度为2cm的钢筋混凝土大头桩的竖向极限承载力标准值，按照“海利打桩”公式计算的结果如下：
“海利打桩”公式：
RN=[1.4WH•H/（S+C/2）]×[（WH+0.64WP）/（WH +WP）] （公式－2）
式中：
RN—桩的极限承载力标准值（KN）
WH—锤的重量（KN） , 取60KN;
WP—桩的重量（KN） , 取45.8 KN;
H—锤的落下高度（cm），本计算取200㎝；
S—桩的贯入量（cm），本计算取2㎝；
C—桩的回弹（cm），本计算取0.2cm；
经过计算：
RN=1.4×60×200÷（2+0.1）×（60+0.64×45.78）÷（60+45.78）
= 6753KN
单桩极限承载力标准值为6753KN，取单桩极限承载力标准值为5000KN偏于安全。经现场载荷检测结果表明，在加压至5000KN时，该试桩的沉降量为11mm。说明单桩的竖向极限承载力标准值应该在5000KN以上。这个试验结果与《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）第5.3.5条计算单桩竖向极限承载力的结果（4600KN）大出将近30％。由此可以说明，本工法更接近于“海利公式”所描述的施工过程，结果更趣近于其计算结果。
（二）复合地基承载力计算及布桩要求：
在复合地基设计计算中，由于施工中的挤密作用，使得桩间土的承载力大大的提高，一般地，在卵石层及砂层中施工挤土夯扩桩后，其承载力特征值可以提高到1.5倍以上，因此在复合地基计算中，要充分估计到桩间土经过挤密作用以后承载力特征值增加的问题；另外，对于素混凝土桩复合地基，根据桩的桩径的大小合理的确定桩间距，从而避免桩间距过小，由于施工挤密效应而产生桩上端出现横向裂纹。因此桩距应在1.5m-1.8m范围内调整。
四、本技术在液化砂层中的应用的效果：
饱和松散的砂土是由砂和水组成的复合体系。砂粒靠粒间摩擦力维持其本身的稳定并承受压力;而水突出的力学性质是体积不能压缩,能承担极大压力而改变形状(流动) ,但不能承受剪切力。
地震之前砂土层所受的外力全部由沙骨架所承担,砂层是稳定的。强地震时,地震振动作用使得砂土骨架因为振动的影响受到一定的惯性力和干扰力。由于砂土质量和排列状况不同, 再加上各点的起始应力和传递的动荷强度不同, 使各个砂土颗粒的作用力在大小、方向上有明显的差异, 从而在砂土颗粒间的接触点引起新的应力。当这种新的应力超过一定数值后就会破坏砂土颗粒间原来的联结与结构, 使砂土颗粒彼此脱离接触。此时, 原先由砂粒间的接触点传递的有效压力就转为由孔隙水来承担, 从而引起孔隙水压力的骤然升高。一方面, 孔隙水在一定超静水压力作用下力图向上排出; 另一方面, 砂土颗粒在重力作用下向下沉落。
砂土颗粒的向下沉落受到孔隙水向上排出的阻碍, 在结构破坏的瞬间或一定时间内使砂土颗粒处于局部或全部悬浮(当孔隙水压力等于有效覆盖压力时) 状态, 砂土的抗剪强度部分或全部丧失, 砂土即出现不同程度的变形或完全液化。地震过后,超孔隙压力消失,地面出现下沉,随之产生地裂缝与断层,从而使地面建筑物开始大面积地倒塌和开裂。解决砂土液化主要采用挤密振动法。使其砂土密实。而挤土夯扩桩施工即是采用夯击能量大成孔时桩管周围振动力大，布桩合理，通过挤密与振动完全可以消除砂土的液化性。
五、五项专利技术保证挤土夯扩桩在卵石层，砂层，强风化岩中的应用：
为了保证本技术在卵石层、砂层及强风化岩石等坚硬的地层中应用，我公司经过多年来的实践，多项工程实施，总结出了一套比较完整和合理的施工经验，并自主研制出了相应的施工设备。目前已向国家知识产权局申请和获得
五项发明及实用新型专利，其名称依次是：
1、《挤土夯扩钢筋混凝土大头桩施工设备》；
2、《在卵石层、砂层、强风化岩中施工沉管灌注桩施工方法》；
3、《在卵石层、砂层、强风化岩中施工沉管灌注桩保证桩长的施工方法》；
4、《增加起拔夯扩混凝土大头桩施工设备能力的装置》；
5、《挤土夯扩钢筋混凝灌注桩桩体混凝土专用振捣捧》。
六、工程实例分析：
（一）、在卵石层中的应用：（三个实例）
【工程实例1】延安盾腾化工有限公司职工住宅楼工程
1、工程特性和主要技术参数：
拟建的住宅楼为26层，高度84.00m,框剪结构，采用桩筏基础，基础尺寸31m×33m，设一层地下室，基础埋深－5.10m，相应于载荷效应标组合时的基底压力Pk＝480kpa。
2、地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图3。
程地质柱状 图3
3、原桩基设计方案简述：
原设计方案为人工挖孔灌注桩，桩径Φ1000mm，桩端进入第6层强风化泥岩的深度不小于1.5m。满堂布桩，桩距2.0m，桩筏基础，共布桩298根。
其桩基总费用为：0.5m2×3.14×14m×1300元/m3×298根=426万元
4、已经竣工的桩基工程方案简述：
该桩基采用锤击双重套管挤土夯扩桩，桩径Φ450mm，主筋6Φ14通长配置。混凝土强度为C30，桩端需进入5层全风化泥岩的深度不小于1.0m，
在桩底端可以根据岩石的风化情况，施工夯扩大头，直径为550mm。单桩竖向极限承载力标准值不小于3000KN，平均施工桩长为7.5～11.0m之间。桩筏基础，按桩间距1.75m满堂布桩，共布桩397根。施工工期30天。桩基总费用：397根×5000元/根=198万元
5、检测结果见表7：
单桩竖向抗压静载荷试验结果 表7
6、两种方案比较：桩基节约费用：426万元-198万元=228万元
【工程实例2】山西霍州矿区采煤沉陷治理工程项目（开元小区）
①工程特性和主要技术参数：
该小区包括高层建筑17栋，地上28层，地下一层，基础埋深7.5～7.7m，基底压力为520kpa。框架剪力墙结构，筏板基础。
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图4。
③原桩基设计方案简述：
原设计方案为冲击成孔灌注桩，桩径Φ800mm，桩端需进入第5层卵石及以下作为桩端持力层，平均桩长23m。墙下布桩。单桩竖向极限承载力标准值Quk=5000KN。
工程地质柱状 图4
④已经实施的桩基基础工程方案简述：
该工程地基处理采用专利技术：锤击双重套管挤密沉管素混凝土灌注桩复合地基，桩径Φ350mm，混凝土强度为C30。桩端进入4层粗砾砂的深度不小于1.0m，单桩竖向极限承载力标准值不小于2000KN，平均施工桩长为7.5m。按桩距1.70m等边三角形布桩。
⑤复合地基检测结果 见表8
复合地基静载荷试验结果 表8
⑥经济造价分析比较和检测：
以6＃楼为例，基础尺寸59.4×16.2m，采用冲击成孔灌注桩总桩数为235根，桩基总造价为：0.8m2×3.14÷4×23×1.2×1300元/m3×235根=422万元，工期为70天。采用本发明专利技术，共布桩447根，总造价为138万元，基础增加费用为29万元，工期28天。两种方案比较共节约费用422万元-（138万元+29万元）=255万元，节约工期62天。
【工程实例3】荣德·棕榈湾住宅楼工程
①工程特性和主要技术参数：
该小区包括高层建筑三栋，地上30层，地下二层，基础埋深12.0m，（从现场面开挖6.5m）基底压力为650kpa。框架剪力墙结构，桩筏基础。
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图5。
③原桩基基础设计方案：（单栋楼）
采用冲击成孔灌注桩，桩径Φ700mm，以第9层卵石层作为持力层，桩长30m，单桩竖向极限承载力标准值为5000KN。布桩总数420根，总费用780万元，工期80天。
工程地质柱状 图5
④已经竣工的桩基基础工程方案：
采用专利发明技术，锤击双重套管挤密沉管素混凝土灌注桩复合地基，基桩桩径Φ350mm，混凝土强度为C30。桩端需进入6层中粗砂层，单桩竖向极限承载力标准值不小于2000KN，平均施工桩长为7.0m。按桩距1.70m等边三角形满堂布桩。布桩总数为1130根。
总费用330万元，实际施工工期28天。
两种方案比较节约费用450万元。
⑤复合地基检测结果见表9：
复合地基静载荷试验结果 表9
（二）、在砂层中的应用：（三个实例）
【工程实例1】榆林国际大酒店
①工程特性和主要技术参数：
该工程，地上27层（41.2×41.2m），地下一层，基础埋深6.5m，基底压力为560kpa。框架结构，筏型基础。
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图6。
③原桩基设计方案：
原设计拟采用正循环钻孔灌注桩，以第3层密实细砂作为桩端持力层。桩径Φ800mm、桩长37m，单桩竖向极限承载力标准值为4000KN。共布桩数为481根。总费用：0.8m2×3.14÷4×37 m×1300元/m3=1156万元，工期100天。
工程地质柱状 图6
④已经竣工的桩基基础工程方案：
采用发明专利技术，锤击双重套管、挤密沉管素混凝土灌注桩复合地基，桩径Φ350mm，混凝土强度为C30。桩端需进入第二层细砂中的深度不小于6.0m，不施工夯扩大头。单桩竖向极限承载力标准值不小于2200KN，施工桩长为6.5～8.0m之间。按桩间距1.60m等边三角形布桩。布桩总数780根，总费用300万元，实际施工工期28天，比原方案节约费用：1156万元-300万元=856万元。
⑤检测结果见表10：
复合地基静载荷试验结果 表10
【工程实例2】中国石油长庆石化公司储运系统3×50000m3储罐地基基础工程
①工程主要技术参数：
该工程为中国石油长庆石化公司咸阳助剂厂成品油储运储罐，分3个单体罐，单个罐体的半径28m，设计储藏成品油的容积为50000m3，设计基底压力300kpa。
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图7。
工程地质柱状 图7
③原基础设计方案简述：（一期工程）
一期工程设计方案采用CFG桩复合地基，桩径Φ400mm、平均施工桩长20m。复合地基，桩距1.2m等边三角形满堂布桩。桩体混凝土强度C25。单罐施工桩数2208根。施工周期为58天，而且检测时发现断桩现象严重。并进行补强处理，二期工程设计时业主反对采用CFG桩方案。
④二期工程地基处理方案：
采用发明技术，锤击双重套管、挤密沉管素混凝土灌注桩复合地基，基桩桩径Φ350mm，混凝土强度为C30。桩端需进入第四层细砂中的深度不小于1.0m，不设夯扩大头。单桩竖向极限承载力标准值不小于2000KN，施工桩长为8m。按桩间距1.7m等边三角形布桩。单罐施工桩数1130根。实际施工天数28天，检测一次合格。
⑤一期和二期工程地基处理方案经济分析：
一期CFG桩复合地基方案，单个罐体的地基处理总费用340万元（结算费用）；二期工程地基处理总费用280万元，节约60万元。
⑥二期工程检测结果见表11。
复合地基静载荷试验结果 表11
【工程实例3】山西临汾滨河花园
①工程概况和主要技术参数：
该工程总建筑面积50万m2，共计15栋高层建筑。地上18层，地下一层，基础埋深6.0m，（在现场面挖2m）基底压力为380kpa。剪力墙结构。
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图8。
工程地质柱状 图8
③原桩基基础设计方案：
原设计拟采用钻孔灌注桩，桩径Φ600mm，桩端进入6层粉质粘土层作为持力层，桩长26.0m，单桩竖向极限承载力标准值Quk＝3000KN。
④已经竣工的桩基工程方案：
采用发明专利技术,锤击双重套管、挤土夯扩钢筋混凝土大头桩，桩径Φ450mm，混凝土强度为C30。桩端处于第2层砂底端的3m以上，单桩竖向极限承载力标准值不小于3000KN，施工有效桩长为7.5m。墙下布桩。(与原方案比较节约费用50%以上)
⑤检测结果见表12：
单桩竖向抗压静载荷试验结果 表12
(三)、在强风化岩层中的应用:(两个实例)
【工程实例1】延安东方世纪广场工程
①工程特性和主要技术参数：
该工程为地上30层，地下2层，框支剪力墙结构，筏板基础，基础埋深12.0m，基底平均压力（标准组合）580kpa。地基处理面积4610m2。(从现场基坑开挖9.5m)
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图9。
程地质柱状 图9
③原桩基基础设计方案：
原设计拟采用冲击成孔灌注桩，以第7层微风化砂岩作为桩端持力层。桩径Φ600mm、桩长14m，桩筏基础，单桩竖向极限承载力标准值为3000KN。共需布桩数量为1660根。总费用1060万元，工期115天。
④已经竣工的桩基基础工程方案：
该工程采用专利技术. 即素混凝土桩复合地基，施工采用锤击双套管工艺。总桩数2079根，桩间距1.60m，等边三角形布桩，施工桩长4.5m，桩径Φ350mm，砼强度C30。设计单桩竖向极限承载力标准值1600KN，复合地基承载力特征值580kpa。桩端进入第5层强风化泥岩1.5m。施工总费用460万元，实际施工30天，与原方案比较节约费用600万元。
⑤检测结果见表13：
复合地基静载荷试验结果 表13
【工程实例2】陕西易家方略·汉中兴洲国际
①工程特性和主要技术参数：
该工程包括两栋高层及其裙房。其中高层建筑层数30层，地下一层，基础埋深6.5m，框架剪力墙结构，桩筏基础。设计基底压力为600kpa。
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图10。
工程地质柱状 图10
③原桩基基础设计方案简述：
原设计拟采用冲击成孔泥浆护壁嵌岩灌注桩，以第7层弱风化千枚岩为桩端持力层。桩径Φ1000mm、桩长8～12.5m，单桩竖向极限承载力标准值为5000KN。2007年10月份试桩施工困难,沉碴太大,⑤层细砂塌方严重。三根试桩施工达30天。业主要求设计院变更方案。
④变更后的桩基方案：
采用发明专利技术，锤击双重套管大头桩，桩径Φ450mm，混凝土强度为C35。以第7层强风化千枚岩为持力层，并根据贯入度控制实际施工桩长。单桩竖向极限承载力标准值不小于3000KN，平均有效桩长为6.1～11.3m之间。按等边三角形布桩，桩筏基础，桩距1.7m。
⑤检测结果见表14：
单桩竖向抗压静载荷试验结果 表14
(四)、在开山回填沟场地中的应用:(一个实例)
对于开山回填沟场地，由于基底以下的土层多为回填土、石块、素土或者建筑垃圾和生活垃圾等，物质的各异性参差不齐，分散性强，承载力极差，空隙比大，一般很难采用冲击成孔或者正（反）循环钻成孔等方法。
根据我们多年来的实践总结，对于挤土夯扩（钢筋）混凝土大头桩在此类地区的应用取得了十分可喜的成绩。
榆林市府谷县是国家重点的能源基地县，由于县城处于黄河之滨，地域狭窄，不利于当地的经济建设和人们生活的需求，开山辟地成为了当地新建项目用地的首选办法，府谷县新区经济适用房小区的场地条件如下图（见下彩图二）。
彩图二 开山回填现场（回填物为砂岩块石）
①工程特性和主要技术参数：
该小区各类建筑物共计22栋，其中高层和小高层共计20栋。均为剪力墙结构，基底压力标准组合值分别为200kpa和380kpa。基础埋深分别为－2.2m和-3.2m。
②地质结构概述：
该工程地质结构，详见工程地质柱状图11。
工程地质柱状图11
③原桩基基础设计方案简述：
原设计拟采用冲击成孔泥浆护壁嵌岩灌注桩，以第3层中等风化砂岩为桩端持力层，嵌岩的深度不小于2倍桩径。桩径Φ800mm、桩长27.0m，单桩竖向极限承载力标准值为3000KN。梁式筏板基础。
④变更后的地基处理方案：
采用二次叠加组合式复合地基。锤击双重套管素混凝土大头桩，桩径Φ450mm，混凝土强度为C35。以第2层强风化砂岩为持力层，并根据贯入度控制实际施工桩长。单桩竖向极限承载力标准值不小于3000KN，平均有效桩长为22.0m左右，按等边三角形布桩，桩距1.7m；再在素混凝土桩三角形型心布置素土挤密桩，成孔直径400～450mm，成桩桩径550mm，素土回填夯实，处理深度至第2层强风化砂岩顶面。
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