论文分享 | 硬粘土层含局部胶结地质条件下不同桩型沉桩实施效果分析

更新时间：2026-03-02

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在港口码头等工程建设中，地质条件往往是影响施工效率与质量的关键因素。当基桩需要打入硬粘土层且该土层含局部胶结层时，沉桩困难成为常态 —— 基桩无法下沉至设计标高、贯入度小、桩锤回弹大、桩头破损开裂等问题频发，不仅拖慢施工进度，还会大幅增加工程成本。

中交第四航务工程勘察设计院有限公司在2025年10月在《港口航道与近海工程》发表了题为“ 硬粘土层含局部胶结地质条件下不同桩型沉桩实施效果分析 "论文，基于湛江奥里油电厂、印尼华宝园区、连云港港徐圩港区项目设计经验，通过GRLWEAP软件模拟分析，提出了在此地层条件下的桩型选择和沉桩控制标准的设计建议，供类似项目参考。

*论文版权归原作者和出版方所有，本文仅为学习交流

论文摘要

当基桩打入硬粘土层含局部胶结层时，往往沉桩困难。本文结合多个工程案例，分析硬粘土层含局部胶结层地质特点及沉桩实施效果，通过GRLWEAP 软件打桩动力分析，模拟中硬粘土层含局部胶结地质下不同桩型、不同桩靴形式、不同桩靴长度的沉桩过程，在相同锤能和打入深度条件下进行对比，研究分析各种模型桩基穿透性能和对应的初打承载力，提出了桩型选择和沉桩控制标准的设计建议，可供类似项目参考。

GRLWEAP软件

GRLWEAP 14 打桩模拟分析软件用于模拟在冲击锤或振动锤的打击下，桩在土中的运动及受力状态。该版本有两个子版：专业版与海工版。海工版在包含专业版所有功能的基础上，增加一些定制功能，有助于海上打桩模拟分析，比如斜桩施工的静态弯曲分析和疲劳强度分析等。

沉桩模拟分析（论文摘录）

基于湛江奥里油电厂油改煤项目的典型地质进行沉桩模拟分析，建立以下四种模型：

* 模型1：650mm×650mm 预应力砼方桩（四棱锥混凝土桩靴 / H 型钢桩靴）

* 模型2：直径 800mm PHC 桩（无桩靴 / 带钢管桩靴）

* 模型3：直径 800mm 钢管桩（Q345 材质，壁厚 18mm）

* 模型4：650mm×650mm 预应力砼方桩（不同 H 型钢桩靴长度）

分析结果

一、不同桩型、不同桩靴对比

在相同地质、相同锤能和打入深度条件下，模型1、2、3 的打桩动力分析结果见表3 所示，可以得出以下结论：

从沉桩应力（拉应力）控制来看，钢管桩优于预应力混凝土方桩，采用钢桩靴有利于预应力混凝土桩沉桩应力控制；
从初打承载力比较来看，带H 型钢桩靴的混凝土桩，桩侧阻力略有减小，桩端阻力降低较多；
从沉桩效果来看，PHC 桩桩端采用钢管桩靴后，沉桩阻力减小，贯入度有所增大、穿透能力增强；
钢管桩沉桩效果良好，终锤贯入度、总锤击数与采用钢桩靴的混凝土桩接近，但桩基承载力相对更高。

二、不同H型钢桩靴长度对比

模型4采用650 mm×650 mm 预应力砼方桩，对不同H型钢桩靴长度进行对比分析，打桩动力分析结果见下表4所示，可以得出以下结论：

H 型钢桩靴长度增加，桩基终锤贯入度增大，总锤击数减少，而桩身应力不变。这表明桩靴加长，桩基穿透硬粘土能力增强；
H 型钢桩靴长度增加，桩端阻力不变，而桩侧阻力有所减小。这可能是由于H 型钢桩靴对局部土体的破坏和扰动增大，从而降低了部分桩侧阻力。

设计建议

在硬粘土层含局部胶结地质中，码头桩基建议采用带钢桩靴的混凝土桩或钢管桩，以增强桩基穿透能力，有利于混凝土桩桩身应力控制。混凝土桩采用H 型钢桩靴或钢管桩靴的长度不宜过长，以免影响桩基承载能力。
停锤标准应结合桩型、桩锤能量及承载力要求等确定，在硬粘土层含局部胶结地质中，建议带钢桩靴的混凝土桩终锤平均贯入度为5 mm/击，钢管桩终锤平均贯入度为3～5 mm/击。

（论文版权归原作者和出版方所有，本文仅为学习交流，点击“阅读原文"可下载论文）

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