劲性复合桩指由多种材料组成并共同承受荷载的桩。目前使用较广泛的是静钻根植桩，采用螺旋成孔方式，由水泥土和预制竹节管桩桩体组成的劲性复合桩。国内外研究表明，该类桩充分发挥各自材料特点，具有施工速度快、质量可靠、无挤土、无污染且承载力较钻孔灌注桩高的优点。

1) 项目概况中国-东盟信息港南宁核心基地智慧生活民生工程位于南宁市平乐大道东侧，由13栋高层住宅和8栋低层商业楼组成，建筑面积约465 696m²，主体结构均为地下2层、地上33层的核心筒-框架结构，总高度99.95m。原设计基础为单桩单柱，采用旋挖浇筑成型。

2) 水文地质条件整个场地土层大致分布6层，依次为人工填土 (Q₄^ml) 素填土 (1) 和淤泥质土 (1) ₁;第四系冲积成因 (Q₃^al) 含黏土碎石 (2) ;第四系残积成因 (Q₃^el) 全风化泥质粉砂岩 (3) ;下伏基岩为古近系 (E) 强风化泥质粉砂岩 (4) 、中风化泥质粉砂岩 (5) 和中风化砾岩 (6) 等组成。仅揭露主要赋存于素填土层中的上层滞水，水量稍大。

3) 设计情况采用摩擦型桩中的端承摩擦桩，单桩竖向抗压承载力特征值为3 500kN。原设计采用桩径为1 000mm植入800mm PHC管桩的劲性复合桩，成孔为旋挖桩成孔后浇筑C25细石混凝土再下压PHC桩，预应力高强混凝土 (弹度等级C80) 管桩 (PHC桩) 采用工厂化预制生产的PHC-600AB130型桩。以5层中风化泥质粉砂岩或4层强风化泥质粉砂岩为持力层。

完成3根试验桩竖向抗压静荷载破坏性试验后，单桩竖向抗压承载力特征值为5 833kN，大大超过单桩设计承载力特征值3 500kN。在此试验基础上优化设计，采用旋挖引800mm孔，植入600mm PHC管桩。

该项目桩基属于岩溶地区的嵌岩桩，采用旋挖钻机钻孔至硬质岩层设计高程，孔径比管桩直径大200mm，成孔后浇筑细石混凝土，混凝土初凝前，将钢板封底的PHC管桩同心植入混凝土中至设计高程，随着PHC管桩的不断贯入，孔内混凝土沿管桩与孔壁的空隙不断上升填充。混凝土凝固后，PHC管桩与桩周混凝土结合成劲性复合桩，解决PHC管桩难以贯入硬质岩层的难题，使预应力管桩真正成为嵌岩桩，充分发挥桩身混凝土强度高和基岩承载力大的优势，且管桩与孔壁间填充混凝土，桩侧阻力得以完全发挥，单桩承载力得到大幅提高。

桩位测设按从整体到局部的原则进行定位放样，在旋挖机开孔前采用全站仪复核已标记的桩位，确保误差控制在10mm内。钻机安置考虑钻孔施工中方便孔口出土清运，规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定距离，以免影响孔壁稳定。

每个桩位定出十字控制桩后，进行护筒埋设工作。护筒内径应大于钻头直径200mm，长1.0～1.5m，护筒顶部高出地面300mm，周围用黏土夯实，护筒中心与桩位中心的偏差≤50mm。

钻孔作业前需调垂钻杆，钻头中心采用定位器对准桩位，定位误差≤20mm。施工中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔垂直度，确保成孔桩垂直度≤1%桩长。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度以提高钻进效率。钻孔至硬质岩层设计高程，成孔后，检查孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等，必须满足规范要求。

混凝土导管底口距孔底0.3～0.5m，并位于钻孔中央。细石混凝土数量经精确计算后进行浇筑，以管桩顶高程与混凝土上浮高程一致为准，再采用锤击桩机植入PHC桩。PHC管桩的植入必须在混凝土初凝前完成。

混凝土设计坍落度宜为140～180mm，并添加高效减水剂、缓凝剂，且应具有良好的和易性。

复核桩位准确无误后开始吊桩，起吊过程中防止桩体晃动或碰撞其他物体，对准桩位将桩落下，调整桩身垂直度轻轻放下桩锤，管桩施打过程中，桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合，将桩打入2～3m，保证第1节桩垂直度控制在0.5%内，并采用长条水准尺或其他测量仪器校正，必要时，宜拔出重插。

管桩施打过程中，桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合。当桩身倾斜>0.8%时，应找出原因并设法纠正;当桩尖进入硬土层后，严禁移动桩架强行回扳进行纠偏。

桩数>30根的群桩基础应从中心位置向外施打，承台边缘的桩待承台内其他桩打完并重新测定桩位后再插桩施打。按桩总数10%的数量设置观测点，定时检测桩的上浮量及桩顶偏位值。

打桩过程以最终10击贯入度作为参考。桩端进入设计标高，且贯入度达2cm/10击 (D62锤为5cm/10击) 的要求时停止沉桩。

遇下列情况应暂停打桩:贯入度突变;地面明显隆起、邻桩上浮或位移过大;桩身突然倾斜、跑位;桩身回弹曲线不规则。桩数>30根的群桩基础应设观测点，定时检测桩的上浮量及桩顶偏位值。

接桩采用二氧化碳气体保护焊及钢端板焊法。选用合理的桩节组合，尽量减少接桩次数，任一单桩的接头数量宜≤3个。当需接长管桩时，入土桩段的桩头宜高出地面0.5～1.0m。

接桩采用焊接接头时，接桩钢零部件应涂≥2mm厚的防腐蚀耐磨涂层。腐蚀环境下应用的管桩、桩身混凝土应掺加钢筋阻锈剂、矿物掺和料。下节桩的桩头宜设导向箍，接桩时摘去桩帽，上下节桩段应对中并保持顺直，要求端头2个钢法兰的整个面接触焊接，错位偏差宜≤2mm。连接槽大样如图2所示。

桩头应与管桩围焊封闭，如图3a所示。施焊时宜先在坡口周围对称点焊4～6点，待上、下桩节固定后拆除导向箍再分层焊接。2个焊工同时对称焊接，焊缝需连续饱满、厚度满足焊接规范要求。焊好后的桩接头自然冷却后应可继续施打或施压，冷却时间宜≥8min，严禁用水冷却或焊好后即压，防止焊缝接口变脆被打裂。桩端为遇水易软化的岩 (土) 层时终桩后立即往桩孔中浇筑≥2m高的C30微膨胀细石混凝土进行封底，如图3b所示。

截桩头宜采用截桩机截割，桩顶管壁混凝土须采用人工打凿，保留预应力管壁钢筋。桩顶构造大样如图4所示。

1) 钻进时避免周边振动，以防坍孔，若发生坍孔，须分析原因，调整施工参数，二次钻进清孔。

2) 采用随引随打的方式施工，如大面积引孔后再打桩，打桩会使相邻孔洞产生挤密、钙质结核层坍孔等现象，丧失引孔作用。

3) 成孔与浇筑混凝土时间宜≤4h。

4) 浇筑过程中混凝土保持足够的流动性，若堵管马上清洗疏通导管，然后插入已浇筑面下0.5～1m处继续浇筑，间隔时间≤1h且保证已浇筑的混凝土未达到初凝时间。

按JGJ 106—2014《建筑基桩检测技术规范》的要求，共选取6根桩进行静荷载试验，选取的试验点在平面上分布均匀、合理。经检测，本工程桩静荷载试验荷载值满足设计及规范要求，全部合格。

建成后的建筑物经过3年多的监测，沉降监测数据表明，沉降变形值均在规范允许范围，表明建筑物沉降已完全趋于稳定，满足规范和设计要求。

1) 解决了PHC管桩难以穿越硬质岩层的难题，充分发挥PHC管桩桩身混凝土强度高和基岩承载力大的优势，使PHC管桩真正成为嵌岩桩。

2) 管桩与孔壁间填充混凝土，消除挤土效应，有效保证桩身完整性，桩身垂直度及桩位准确性得到良好控制。

3) 通过精准对中接桩、机械截桩、桩接头等有效处理，施工效率高，具有较高的应用推广价值。