技术背景
“ICON•云端”项目位于成都市高新南区南端、与华阳交界处，它是一座192m高的综合体建筑。项目场地基底标高地层以强风化泥岩为主，强风化、中等风化泥岩互层严重，节理裂隙发育；微风化泥岩富含成斑状分布的石膏岩，基底下38-42m遍布呈晶体状角砾岩，41m左右部分孔段存在溶蚀现象。石膏岩与角砾岩对钢筋混凝土结构都具有强腐蚀性，溶蚀现象更“雪上加霜”，加剧了施工难度。在传统的复合地基处理方式下，要让地基经加固后承载力高达1500kPa，尚无成功案例可循。
桩径大于等于800mm的大直径素混凝土置换桩复合地基是近年来由中建西勘院率先提出的一种新型复合地基处理方式。它通过机械旋挖成孔或人工挖孔的灌注桩施工工艺，形成大直径素混凝土桩作为复合地基的增强体，置换承载力较低的强风化红层软岩，充分发挥大直径素混凝土桩的高承载力性能和抗变形性能，通过褥垫层协调桩-桩间红层软岩共同作用。
技术设计理论研究
1.大直径素混凝土桩复合地基设计理论研究
能够充分反映桩、桩间土、桩 底土(岩)褥垫层之间的相互作用和影响，通过研究复合地基承载过程中桩-土协调变形特征，获得准确、可靠的桩、土(岩)的受力、变形情况。基于承载力特性和桩-土变形协调的设计理论研究，根据设计理论研究成果提出大直径素混凝土桩复合地基的设计方法。
2.大直径素混凝土桩复合地基数值模拟分析
分别采用了有限差分法和离散元法软件对大直径素混凝土桩复合地基的承载特性，地震荷载作用下复合地基动力响应特征和桩端刺入变形特征展开了数值模拟分析研究。
技术特点1
建立了基于桩-土变形协调的大直径素混凝土置换桩复合地基设计理论和计算方法，丰富了复合地基设计理论
通过基于复合地基承载过程中桩-土变形协调的理论分析，依据合理的假设条件建立复合地基中桩与桩间土位移和应力的平衡方程组，推演出桩与桩间土的受力和变形情况。并以此计算理论提出了一套基于桩-土变形协调的大直径素混凝土桩复合地基设计方法。同时通过与数值模拟结果对比验证，证明了该计算方法的正确性。
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解决了微风化泥岩富含石膏对钢筋混凝土的强腐蚀性问题
采用传统的桩基础桩端需要深入至40-50m以下微风化泥岩层，期间必须穿越“腐蚀区”，而要消除它对钢筋混凝土结构的强腐蚀性非常困难，通过定点测试和多方位检测，在采用大直径素混凝土置换桩复合地基的基础上，置换桩的长度9m～19m，桩端只需要放至中等风化泥岩上，有效地解决了腐蚀性的难题。
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解决了桩间土施工期间软化、风化崩解问题
场地泥岩层为紫红～暗红色，主要矿物成分为黏土矿物，部分岩体夹石英、云母和石膏等矿物质。易受水、空气作用风化崩解，为了解决该实际问题，设计考虑将施工面放至筏板顶，即土方开挖到筏板顶标高后开始施工大直径素混凝土桩，待桩施工完毕以后再开挖筏板厚度范围土方，挖至筏板底厚马上喷射C20混凝土进行封闭，有效地保证了桩间土强风化泥岩的原状性。
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解决了地基处理后高承载力的问题
独创了复合地基中单根增强体承载力计算模型，提出了大直径素混凝土桩复合地基设计方法，使桩土应力比可达15～20(一般的复合地基桩土应力比为4)，处理后承载力提高比达3.75，单桩承载力高达9300KN，通过后期检测，达到了地基处理后承载力1500kpa的要求。
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解决了承载力的检测问题
复合地基承载力检验由于堆载难度太大，分解为单桩竖向抗压静力载荷试验和桩间土浅层平板载荷试验，最后通过单桩承载力和桩间土承载力反算得出复合地基承载力，解决了无法堆载检测的问题。
6
采用了复合地基多样的检测方法
因项目复合地基承载力过高，采用常规的复合地基检测方法难于实现，本项目将复合地基检测分解单桩竖向抗压静力载荷试验和桩间土浅层平板载荷试验。在单桩试桩试验实施过程中，最大加荷高达30000KN，这一试验极限为四川乃至全国之最。
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首次进行了复合地基筏板应力测试
云端塔楼基础沉降要求较高，采取了综合测试手段，在常规的变形监测基础上，增加了应力监测手段。施工过程中及工后的基础沉降监测表明，经复合地基处理后，从起截至3月29日该工程基础的最大沉降值为35.90mm，最小沉降值为16.60mm，最大沉降速率为0.23mm/天，均未达预警值(累计沉降180mm，速率2mm/天)，基础沉降控制达到预期效果。
技术成果
1.将直径不小于800mm的大直径素混凝土桩作为复合地基增强体，为国内首创，充分了发挥大直径桩的高承载力性能和抗变形性能，解决了软岩承载力低而上部荷载对地基承载力要求高的地基处理难题；
2.率先对大直径素混凝土桩复合地基承载机理和褥垫层-桩-土的协调变形特征进行了系统研究，不仅解决了软岩地基承载力深宽修正的限制问题，也解决了软岩复合地基承载力检测和监测问题；
3.建立了基于桩-土变形协调的大直径素混凝土置换桩复合地基设计理论和计算方法，丰富了复合地基设计理论，填补了国内外技术规范中有关软岩地层地基处理技术的空白。
4.与西南交通大学共同合作，取得了一项科研成果报告《ICON•云端项目大直径素混凝土桩复合地基研究报告》；
5.联合同行单位编制四川省地方标准《大直径素混凝土置换桩复合地基技术规范》；
6.获得实用新型专利：
①“软岩素混凝土置换桩复合地基”；
②“土岩场地长短组合素混凝土置换桩复合地基”；
③“一种刚性桩复合地基(大直径薄壁迷失碎石芯钢筋砼桩复合地基)”；
④“一种素混凝土桩复合地基(带帽素混凝土桩复合地基)”；
⑤“长管桩短素混凝土桩复合地基”；
⑥“一种褥垫层和一种复合地基(刚柔性复合地基褥垫层)”；
⑦“CFG桩与PHC管桩组合复合地基”。
获奖情况
“ICON•云端项目复合地基处理工程”获得奖项：
①度四川省优秀工程勘察设计奖一等奖；
②度中国建筑优秀工程勘察设计二等奖；
③度全国优秀工程勘察设计行业三等奖。
“红层软岩大直径素混凝土置换桩复合地基设计理论及应用研究”获得奖项：
度四川省科技进步奖三等奖。
推广应用及效益情况
中建西勘院将该大直径素混凝土置换桩复合地基新技术应用在成都外滩工程、四川烟草兴业大厦、成都龙湖世纪城一期、成都华置·都汇华庭项目、柏仕公馆5#、6#、9#楼地基处理项目、柏仕公馆8#楼地基处理项目、柏仕公馆二期10-14#楼地基处理项目、塔子山壹号项目1#~5#楼主楼地基处理项目等10余项工程的地基处理中，通过与传统的桩筏基础进行经济性比较，工程造价可节省30%以上。目前包括省内同行单位在内，成都红层软岩地区已有超过20余项工程应用这一技术进行地基处理，并取得了很好的社会和经济效益。
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