馬子程

(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，陜西西安 710055)

DDC技術(shù)作為新型地基處理技術(shù),其作用機理是把碴土(碎磚瓦、石、砂、土、碎混凝土塊、工業(yè)廢料以及它們的混合物等)用于地基處理,在滿足上部建筑物對地基承載力要求的同時,可以節(jié)約鋼材、水泥等,達到降低工程造價的目的，可應(yīng)用于民用及工業(yè)建筑中[1]。該技術(shù)通過孔道將強夯引入到地基深處，用異型重錘對孔內(nèi)填料自下而上分層進行高動能、超壓強、強擠密的孔內(nèi)深層強夯樁法作業(yè)，使孔內(nèi)的填料沿豎向深層壓密固結(jié)的同時對樁周土進行橫向的強力擠密加固。針對不同的土質(zhì)，采用不同的工藝，使樁體獲得串珠狀、擴大頭和托盤狀，有利于樁與樁間土的緊密咬合，增大相互之間的摩阻力。國內(nèi)學(xué)者將DDC樁基與普通灰土擠密樁相比[2]，經(jīng)DDC處理后地基整體剛度均勻，承載力可提高2～9倍；變形模量高，沉降變形小，不受地下水影響，地基處理深度可達30 m以上，同時可有效消除黃土濕陷性[3-4]，提高地基整體承載力。本文結(jié)合西北黃土地區(qū)某地產(chǎn)項目工程實例對DDC樁的使用情況及工藝特點進行簡析。

1 DDC樁基技術(shù)特征

DDC樁作為一種新型地基處理技術(shù)，具有以下技術(shù)特征：

(1)應(yīng)用范圍廣，適用性強?？蓮V泛用于雜填、液化、濕陷、軟弱、膨脹、腐蝕土層等各類不良地質(zhì)條件。該技術(shù)可以消除濕陷、液化、膨脹現(xiàn)象，提高地基承載力，處理后的復(fù)合地基承載力一般為原天然地基的2～7倍。

(2)加固深度大。采用DDC樁處理地基的一般深度為5～40 m。

(3)擠密范圍大。DDC樁形成的樁體直徑一般為600 mm，樁間擠密影響范圍可達樁體直徑的1～1.5倍。

(4)強夯動能大。動能壓強500～25 000 kN·m/m2，并可根據(jù)需要進一步加大，它的單位動能壓強能量是一般強夯法的3～10倍。

(5)樁體呈不等徑串珠狀。在強夯作用下，樁體直徑隨天然地質(zhì)土層密實程度的變化而變化。由于強夯側(cè)向沖擊擠壓力大，土層中的軟弱部分產(chǎn)生強烈的橫向擠密，從而使樁身在豎向呈不等徑的串珠狀。此形狀有利于樁體與旁側(cè)樁間土的土層結(jié)合，使處理后的復(fù)合地基承載力高，剛度均勻。

(6)用料廣泛。該技術(shù)的特點之一，就是就地取材。凡是無機固體材料，包括碎磚瓦、石料、砂、土、工業(yè)廢料、混凝土塊以及它們的混合物均可使用。由于它的強夯能量大，對填料的要求不像其他方法嚴格，一般的無機固體材料不需加工都可直接使用。

(7)經(jīng)濟效益好。以該技術(shù)處理地基，消納了大量無機固體垃圾，可節(jié)約鋼材、水泥，從而降低工程造價。

(8)具有綠色工程特點。該技術(shù)動能大、振動小、噪音低，可廣泛應(yīng)用于城市的地基處理，同時可消納無機固體垃圾，具有綠色工程的特點。

(9)夯擊成孔時為孔內(nèi)深層強夯，幾乎無灰塵污染，且降低了噪音，減小了震動，從而減少了對周邊建筑物的影響，影響范圍約15 m左右，遠遠小于強夯的影響范圍。根據(jù)施工特點，通過引孔到一定深度，即可在冬季施工，不受時令的限制，從而保證了整個工程的工期。

2 工程實例

本文以黃土地區(qū)地產(chǎn)實際項目建設(shè)為案例進行分析，在本項目樁基施工階段中采用了以三七灰土為填料的DDC樁，對濕陷性黃土地基進行處理,取得了明顯的效果。

2.1 工程概況

本項目地處我國西北地區(qū)二線城市城郊，項目定位為多層及小高層住宅項目，土地性質(zhì)為二類居住用地，建設(shè)用地面積為約44×104m2，容積率2.0，總建筑面積為143×104m2，其中一期總建筑面積約16×104m2。根據(jù)《巖土工程勘察報告》，該工程場地地形起伏較大，地貌單元屬黃土塬。場地主要土層自上而下為：第1層為耕土和雜填土，厚度為0.4～2.4 m；第2層為黑壚土，厚度為0.4～4.0 m。第3層又分為：濕陷性黃土狀土，地基承載力特征值fak=160kPa，Es=8.92MPa；非濕陷性黃土狀土，地基承載力特征值fak=160kPa，Es=8.92MPa。

場地地基土的組成如表1所示。

表1 地基土組成 m

地下水位埋深為26.5～29.6 m，高程介于482.17～486.95 m，屬潛水類型。據(jù)當?shù)赜嘘P(guān)文獻資料記載，地下水年變化幅度為1.0～2.0 m。基坑周邊情況為東、西、北側(cè)為普通施工車道，南側(cè)為擬建規(guī)劃路。基坑周圍采用放坡噴錨形式，另采用自立式土釘墻進行支護?；由疃绕骄疃?.5 m，放坡后坡頂至紅線距離7 m。

2.2 DDC樁處理方案

(1)地基處理要求。處理后復(fù)合地基承載力特征值不低于250 kPa，擠密后樁間土擠密系數(shù)不小于0.89，處理范圍內(nèi)復(fù)合地基的濕陷性完全消除，復(fù)合地基剛度均勻。

(2)參數(shù)設(shè)計。根據(jù)GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》及本工程特點，本項目的成樁直徑為d=560mm，樁長為11.5～15.5 m，先以靜壓樁機進行成孔，樁體填料為3∶7灰土，擠密樁按照梅花形布置，樁間距為1.3 m(圖1～圖3)。

圖1 樁基分批次施工順序

圖2 項目試樁方案

圖3 DDC樁樁位平面布置

2.3 施工工藝

根據(jù)現(xiàn)場情況，本項目采用的施工工藝流程如下：

樁位放線→機械成孔→成孔驗評→材料拌制→強夯成樁→成樁驗評→質(zhì)量自檢→工程驗收。

2.3.1 現(xiàn)場施工

2.3.1.1 樁位放線

采用J2型經(jīng)緯儀用角度交匯法確定樁位控制點,定出每個樁位點,并進行編組、排號,用d=20mm鋼釬打30～40 cm深的孔,向孔內(nèi)灌入白灰,做好樁位標記。

2.3.1.2 機械成孔、成樁

成孔采用靜壓樁機成孔15 m,通過靜力壓樁機的壓樁機構(gòu)以壓樁機自重和機架上的配重提供反力而將預(yù)制樁壓入土中。其優(yōu)點是完全避免了錘擊打樁所產(chǎn)生的振動、噪音和污染，因此施工時具有對樁無破壞、施工無噪音、無振動、無沖擊力、無污染(圖4)。

2.3.1.3 填料拌制

采用3∶7灰土機械拌制。嚴格按照設(shè)計體積比，配好灰土比例，并且嚴格控制灰土含水量。

2.3.1.4 強夯成樁

靜壓樁機成孔后使用卷揚式孔內(nèi)夯實機進行夯實，夯錘重20 kN，夯擊能量96～240 kJ，填料前先進行孔底強夯,確保孔底無虛土、孔洞、墓穴、滲井等不良隱患?？椎讖姾宦渚嗖恍∮?2 m,夯擊次數(shù)為6次。

成樁時采用每次填料約450 mm高(填料約0.12～0.13 m3)夯擊一遍的循環(huán)方式進行。落距不小于12 m時,夯擊次數(shù)為6次;落距不小于4 m時,夯擊次數(shù)為8次。強夯施工時,將強夯重錘對準孔中心,機身平穩(wěn)，斜撐牢靠,提錘高度、落距、夯擊數(shù)要嚴格按工藝標準執(zhí)行。嚴禁打溜錘、空錘及帶剎車放錘,充分發(fā)揮強夯的高動能、超高壓的沖、砸、擠、壓、劈的效果(圖5)。

圖4 靜壓樁機成孔

圖5 卷揚夯實機對填料夯實

2.3.1.5 成樁檢驗

DDC樁采用逐樁施工、逐樁驗收的方式施工,檢驗內(nèi)容包括樁位、種類(填料類型)、孔徑、深度、填料數(shù)量、分層厚度、成孔順序等內(nèi)容。

2.4 施工質(zhì)量檢驗

成孔完成后，用測繩進行復(fù)測，以保證樁長?；彝涟韬匣靥钸^程中，應(yīng)隨時測取灰土拌合比例及含水率，保證灰土質(zhì)量。施工過程中施工記錄作為原始施工資料應(yīng)隨時檢查，并對每個樁進行質(zhì)量評定。

2.5 DDC樁地基處理效果

2.5.1 復(fù)合地基承載力試驗

采用靜載試驗測試復(fù)合地基承載力，在項目范圍內(nèi)選取 24 根樁進行地基承載力試驗，根據(jù)JGJ 79-2002《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[5]中的有關(guān)要求，試驗前在DDC 樁頂鋪設(shè)厚度為100 mm的粗砂褥墊層，將直徑1.05 m，面積0.865 m2的圓形承壓板放在褥墊層上，承壓板的中心要與樁身的中心、荷載作用點的位置保持一致。本次試驗分10級進行加載，首次加載100 kPa,以后每次增加荷載80 kPa，試驗終止荷載為800 kPa。根據(jù)加載結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，DDC樁復(fù)合地基承載力特征值，滿足設(shè)計要求(圖6)。

圖6 單樁靜載荷試驗測試

2.5.2 樁間土擠密效果及濕陷性評價

施工結(jié)束 14 d 后，采用機械洛陽鏟進行人工取樣，機械洛陽鏟成孔后沿樁間土不同的深度取出形狀規(guī)則的圓柱體土樣，將其進行處理后再用塑料袋密封包裹好，測定其干密度，并進行室內(nèi)濕陷性試驗。

擠密后樁間土擠密系數(shù)通過現(xiàn)場取土樣試驗分析,平均擠密系數(shù)大于設(shè)計要求的擠密系數(shù)。通過現(xiàn)場取土樣的干密度測試及土工試驗表明,場地處理范圍內(nèi)的濕陷性已消除。

2.6 施工中的問題及處理方法

2.6.1 樁偏位問題

偏位一倍樁徑以上的特大偏位時，應(yīng)在原樁位重新補樁。偏位較小時(偏位一倍樁徑以內(nèi))，應(yīng)根據(jù)實際偏位在偏位樁附近補一根樁。

2.6.2 缺樁

由于成樁過程中成孔機械在場內(nèi)來回移動，樁數(shù)量多，密度大，常常將樁位點破壞，有可能造成漏樁。發(fā)現(xiàn)漏樁必須按原設(shè)計要求在原樁位將樁補上。

3 結(jié)束語

(1)DDC樁作為一項新技術(shù)、新工藝已廣泛應(yīng)用于大型工程建設(shè)中。與灰土樁地基相比,無論在工程應(yīng)用效果方面,還是在各項技術(shù)參數(shù)指標方面都具有顯著的優(yōu)勢。DDC技術(shù)為推動擠密樁地基的應(yīng)用與發(fā)展取得了實質(zhì)性的成果，尤其在地基處理深度、復(fù)合地基承載力與抗變形性狀以及復(fù)合地基浸水穩(wěn)定性等方面取得了突破性進展，進而為該項技術(shù)與工藝在重大工程中及重要建筑物地基中的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了基本條件。

(2)應(yīng)進一步挖掘DDC樁復(fù)合地基的潛力,充分發(fā)揮DDC樁復(fù)合地基的強度和整體穩(wěn)定性優(yōu)勢,從而進一步降低工程造價,真正做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理。