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SDDC孔内深层强夯工法作用机理及其在工程中的应用
强夯施工
CFG桩施工
灰土挤密桩施工
SDDC/DDC桩施工
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SDDC孔内深层强夯工法作用机理及其在工程中的应用

孔内深层强夯法夯击能量大,能将原状孔向外挤出并形成直径比原状孔更大的密实度极高的填料桩,从而降低土体压缩性,改善土体抵抗振动液化能力,消除湿陷量,提高地基承载能力,本文结合工程实践论述了 SDDC孔内深层强夯法灰土桩基本作用机理及特点、施工工艺、提高施工质量的相关措施。
SDDC孔内深层强夯工法作用机理及其在工程中的应用
孔内深层强夯法夯击能量大,能将原状孔向外挤出并形成直径比原状孔更大的密实度极高的填料桩,从而降低土体压缩性,改善土体抵抗振动液化能力,消除湿陷量,提高地基承载能力,本文结合工程实践论述了 SDDC孔内深层强夯法灰土桩基本作用机理及特点、施工工艺、提高施工质量的相关措施。

孔内深层强夯法;SDDC强夯施工;湿陷性黄土地基处理

     孔内深层强夯法,又称DDC(Down Hole Deep Compaction)法或SDDC(Super DownHole Deep Compaction)是一种有效的地基处理方法。前者的主要特点是:先用长螺旋钻头在场地内钻成直径一般为400~800mm 的孔,然后在孔内填入素土、灰土、建筑垃圾或其它材料,并用20~60kN的重锤夯实,自下而上夯击,直至形成直径为550~800mm的桩体,达到挤密桩间土和桩径土的效果,从而形成DDC 桩复合地基;后者则是在前者的基础发展起来的,它是用机械钻1000mm~1500mm的孔,再在孔内填料并用重锤夯实,形成直径可达 1500~3000mm的桩体。该法可用于处理杂填土、软弱土、湿陷性黄土和可液化土地基。


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1     工程概况
西安思源学院污水处理厂改扩建工程位于西安市东郊灞桥区的白鹿原上,该区域黄土分布广,埋藏厚度大,是典型的湿陷性黄土场地。该工程有沉淀池、生物反应池及综合车间构成,建成运行后可达到日处理污水2000m3的处理能力。该工程建筑场地类别为Ⅲ类,为Ⅱ级自重湿陷性黄土场地,消除土体湿陷性是本工程地基处理的要点。
 
2     工程地质条件
根据《西安思源学院污水处理站改扩建工程岩土工程勘查报告》(详勘),拟建场地地基土的组成自上而下为:第四系晚更新统风积黄土、残积古土壤;第四系中更新统风积黄土、残积古土壤等。主要土层自上而下分别为:①黄土:层厚0.50-3.50m,平均层厚1.78m,承载力特征值fak=150KPa。②古土壤:层厚1.80-3.20m,平均层厚2.23m,承载力特征值fak=160KPa。③黄土:层厚 5.50- 7.10m,平均层厚6.35m,承载力特征值fak=150KPa。④古土壤:层厚1.90-3.00m, 平均层厚 2.47m,承载力特征值 fak=170KPa。⑤黄土:层厚 2.50-4.20m,平均层厚 3.21m,承载力特征值 fak=190KPa。⑥古土壤:层厚 1.90-3.60m,平均层厚 2.64m,承载力特征值 fak=200KPa。⑦ 黄土:该层内夹古土壤薄夹层或透镜体,可塑(个别土试样为硬塑),属中等压缩性土,未揭穿。承载力特征值 fak=180KPa。
 
3     地基处理方案
      根据该工程的使用性质及荷载特点,结合地质情况、施工条件、经济性等因素,该场地地基处理采用孔内深层强夯法(SDDC)复合地基处理方案。桩体分布采用正三角布桩(即梅花桩),桩心距 3800mm,排距 3300mm,孔径 1500mm,夯后桩径不小于2000mm。孔内填料采用 2:8 灰土,压实系数不小于 0.97。

4    SDDC工法作用机理及施工流程质量控制
4.1 SDDC工法作用机理及特点
SDDC工法是以强夯重锤将高压强超动能通过孔道进入地基深层,通过冲击振动夯实和横向挤压作用对桩体进行动力固结和对桩间土进行强力挤密。
SDDC 工法较其它地基处理方法有以下特点:桩锤构造创新:桩锤重量一般在 10~20 吨,桩锤呈尖锥杆状或呈橄榄状,由于具有桩锤长、直径小的特点,在具有相同夯锤重和落距条件下,具有高动能、超压强、强挤密的效果。深度挤压,土体均匀:该工法能够在深层直接加固软弱下卧层,自下而上均匀加固地基,使桩和桩间土均呈均匀密实状态,复合地基承载力明显提高。
4.2 施工工艺流程
施工工艺流程:清理平整场地→桩位放线、布点→桩机就位→夯击成孔→桩孔检测→填料强夯成桩→进入下一桩位循环→破除虚桩段、平整场地→满夯平拍→铺设、碾压 3:7 灰土褥垫层。
4.3 施工质量过程控制
成孔:桩孔垂直度偏差不大于1.5%,成孔中心偏差不超过桩距的5%,成孔深度应符合设计要求允许偏差为 +100mm。3:7灰土拌制:现场建造生石灰熟化池,根据需要定量熟化,熟化后石灰过筛处理,筛除未熟化或半熟化块状石灰,尽量用新鲜石灰进行拌制。严格按照体积比拌制标准的 3:7 灰土,观察颜色及夯实效果,将含水率控制在含水率±2% 范围内,并在施工中遵照“手捏成团,落地开花”的标准进行控制。
4.4 施工过程中遇到的问题及处理措施
吸锤问题:由于施工正逢西安雨季时节,桩孔内落入雨水使土体含水量增加,扩孔过程中的强挤压致使该土成为“橡皮土”,造成“吸锤”现象严重, 经研究采用干砖碴、砂砾石护壁措施,这一措施,置换了软弱土,提高了地基承载力,保证了工程质量和进度。
重锤冲击成孔困难:由于地勘报告中勘测到存在片状、不连续、厚度不一的古土壤,在桩锤冲击成孔过程中难以击穿,经常造成“卡锤”问题,另外由于“吸锤”现象频发,施工进展严重滞后。经过与设计、施工、监理、建设单位协调,决定改变工艺流程,将冲击成孔改为旋挖钻机挖孔(引孔),孔径1500mm,挖至设计标高,然后用桩锤扩孔,在冲击扩孔过程中要求后2击沉降量小于15cm,再开始回填。
 
5    桩体检测
5.1 现场开挖检验
地基处理完毕14天后,对成桩效果进行了随机抽点开挖检验,根据开挖的 结果可以看出,桩形体较为明显,串珠状桩身较为突出,填料密实、均匀,桩径在2.0~2.2m 之间,个别部位达到2.5m,完全满足设计要求。
5.2 复合地基静载检验及桩间土探井密实度检测
地基处理施工完成14天后,对复合地基进行静载荷检测,桩间土密实度检验采用随机抽样的原则人工挖掘探井。经检测,孔内深层强夯法处理后的复合地基承载力特征值 fspk=195kPa,桩体单位面积承载力特征值fpk=300kPa,复合地基变形模量 Esp=13.5MPa,桩芯土压实系数平均值为 0.973,桩间土挤密系数平均值为0.941,地基整体刚度均匀,处理范围内土体全部消除湿陷性,承载力达到了设计要求。
 
6    结语

SDDC孔内深层chao强夯工法在该工程中的应用,不仅体现了它质量可靠,适应性强的特点,而且发挥了它节约能源,变废为宝,减少环境污染,降低工程造价等的技术优越性,对湿陷性黄土地基处理效果较为明显。

西北孔内深层强夯法http://www.xjtjsgc.com

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