DDC法在大厚度濕陷性黃土地區(qū)的應(yīng)用

李永華

(貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司，貴州貴陽550001)

DDC法在大厚度濕陷性黃土地區(qū)的應(yīng)用

李永華

(貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司，貴州貴陽550001)

通過工程實例探討了孔內(nèi)深層強夯法(DDC)在大厚度濕陷性黃土地區(qū)的應(yīng)用，該法既可消除地基土濕陷性，又能大幅提高地基承載力，處理地基的效果顯著，且用料廣泛，可就地取材，節(jié)約耕地，保護生態(tài)，降低工程造價，具有廣泛的適用性和良好的應(yīng)用前景。

濕陷性黃土;DDC法;復(fù)合地基;地基處理

0 引言

濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密土，具有大孔和垂直節(jié)理，在天然濕度下，其壓縮性較低，強度較高，但遇水浸濕時，土的強度顯著降低，在附加壓力或在附加壓力與土的自重壓力下引起的濕陷變形，是一種下沉量大、下沉速度快的失穩(wěn)性變形，對建筑物危害性大。濕陷性黃土地區(qū)的建筑地基，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件和建筑物的類別處理濕陷性黃土，消除濕陷性黃土的部分濕陷量，或消除濕陷性黃土的全部濕陷量。處理濕陷性黃土一般采用墊層法、強夯法、灰土擠密樁法、孔內(nèi)深層強夯法、預(yù)浸水法等?？變?nèi)深層強夯法是一種深層地基處理方法，該方法用料廣泛，可就地取材，凡能填入孔內(nèi)的無機固體材料及大量建筑及工業(yè)廢料均可使用，達到節(jié)約鋼材、水泥，降低成本，節(jié)約耕地，保護生態(tài)的良好效果。該法尤其是在大厚度濕陷性黃土地區(qū)，能大大消除黃土地基的濕陷性，大幅提高地基承載力，處理地基的效果非常顯著，與一般不良地基處理方法相比其技術(shù)優(yōu)勢明顯。

1 工程概況

青海某大型電解鋁項目位于青海省民和縣，該建筑地場內(nèi)地形平坦開闊，該項目主要廠房為跨度27 m，全長512 m的電解車間鋼結(jié)構(gòu)廠房，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。

該場地內(nèi)濕陷性黃土分布深厚，平均厚度達20 m。黃土濕陷性評價為Ⅱ級自重濕陷性黃土，其黃土地基承載力特征值fak=120～160 kPa。場地土對混凝土和混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性。

該場地內(nèi)地下水類型為濕陷性黃土下卵石潛水。地下水穩(wěn)定水位深度30.2～31.5 m，平均變化幅度為2 m/a。

2 地基處理方案選擇

根據(jù)《GB 50025－2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》此建筑屬甲類建筑，在進行地基處理時，應(yīng)消除地基的全部濕陷量，加之該廠房單柱荷載大，結(jié)合當(dāng)?shù)貪裣菪渣S土層平均厚度達20 m，天然地基不能滿足規(guī)范及設(shè)計要求。經(jīng)過綜合考慮地質(zhì)情況、施工條件、經(jīng)濟性比較等方面因素后，決定采用孔內(nèi)深層強夯法進行地基處理，此種處理既可以完全清除地基的全部濕陷量，又可以大幅提高地基的承載力。

設(shè)計要求DDC法處理后復(fù)合地基承載力特征值fak≥300 kPa，樁體灰土壓實系數(shù)≥0.97，樁間土平均擠密系數(shù)≥0.93，設(shè)計采用樁徑550 mm，樁中心距950 mm，按等邊三角形布置，有效樁長18 m，孔內(nèi)填料為2∶8灰土。

3 孔內(nèi)深層強夯法作用機理

孔內(nèi)深層強夯法簡稱DDC法(down－h(huán)ole dynamic compaction)，是一種深層地基處理方法，該方法先通過機具成孔至預(yù)定深度，然后向孔內(nèi)由深及淺分層填料，并以高動能、超壓強的特制異型重力夯錘，在孔內(nèi)深層部位進行沖、砸、擠壓的超壓強、強擠密的夯擊作業(yè)，使得孔內(nèi)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，使樁體獲得串珠狀和擴大頭，有利于樁與樁間土的緊密咬合，增大相互之間的摩阻力，從而形成由高承載力的密實樁體和強力擠密的樁間土所組成的復(fù)合地基。復(fù)合地基整體剛度均勻，承載力可大幅提高;變形模量高，沉降變形小。

DDC法適用范圍廣泛，可適用于雜填土、砂土、粒土、粉土、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土等不良地基的處理。DDC法具有高動能、超壓強、強擠密作用，處理深度最大可達30 m，在消除地基濕陷性的同時，可以提高地基承載力，減小地基變形，而且可就地取材，用料廣泛，施工速度快，節(jié)省施工工期，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，這是一般地基處理方法所無法達到的處理效果。

4 DDC法施工

正式施工前應(yīng)在現(xiàn)場選擇有代表性的地段根據(jù)設(shè)計要求先進行試樁，依據(jù)試樁結(jié)果及時調(diào)整設(shè)計及施工參數(shù)。

(1)場地平整。施工前應(yīng)做好場地平整壓實工作，事先消除場地內(nèi)地上、地下范圍內(nèi)阻礙施工機具運行的管線、洞穴、結(jié)構(gòu)物等，場地地基承載力特征值≥120 kPa。

(2)成孔。采用長螺旋鉆孔，成孔機械應(yīng)保持垂直穩(wěn)定，垂直度偏差≤1.5%，成孔中心偏差≤樁徑的10%，成孔深度應(yīng)符合設(shè)計要求允許偏差為±100 mm，根據(jù)土質(zhì)條件可在孔底預(yù)留±1.5原土層，采用重錘強夯至地基處理設(shè)計標(biāo)高。

(3)填料。自下而上分層填料2∶8灰土(灰徑≤10 mm，土粒直徑≤55 mm，土中有機物含量≤10%)。

(4)夯實。強夯機械應(yīng)保持垂直穩(wěn)定，特制異型重錘中心必須與樁孔中心對齊，下落時呈自由落體狀態(tài)。在強夯過程中，應(yīng)按照設(shè)計規(guī)定的填料標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量、數(shù)量、夯錘擊數(shù)和落距等有關(guān)設(shè)計參數(shù)作業(yè)。

(5)褥墊層。樁頂與基礎(chǔ)底面之間應(yīng)設(shè)置500 mm厚2∶8灰土褥墊層，該褥墊層是協(xié)調(diào)樁與樁間土共同作用，調(diào)整受力和沉降的構(gòu)造層。設(shè)計要求在基礎(chǔ)墊層下(樁頂處)鋪500 mm厚2∶8灰土褥墊層，并壓實緊密，壓實系數(shù)≥0.95。

5 復(fù)合地基質(zhì)量檢測

DDC法處理地基施工完成28 d后，可對復(fù)合地基進行檢測，檢測應(yīng)由具有國家資質(zhì)的檢測機構(gòu)，根據(jù)設(shè)計要求、工藝標(biāo)準(zhǔn)，按《CECS 197－2006孔內(nèi)深層強夯法技術(shù)規(guī)程》及國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，對樁、樁間土和復(fù)合地基進行抽樣檢測。檢測方法采用靜載荷試驗和動力觸探試驗相結(jié)合的方法，用以檢測復(fù)合地基承載力特征值、樁及樁間土密實度，檢測數(shù)量≥總樁數(shù)的0.5%。

上述工程實例中，經(jīng)檢測，DDC法處理后的復(fù)合地基承載力特征值，樁及樁間土密實度均滿足設(shè)計要求。

(1)樁體壓實系數(shù)＞0.97。

(2)樁間土平均擠密系數(shù)＞0.93。

(3)復(fù)合地基承載力特征值＞300 kPa。

(4)處理深度范圍內(nèi)地基土，濕陷系數(shù) ＜0.015，可判定濕陷性消除。

6 結(jié)語

通過工程實例，采用DDC法處理大厚度濕陷性黃土地基效果顯著，能大幅提高地基承載力，消除地基土濕陷性，地基壓縮變形小，地基剛度均勻。且用料廣泛，可就地取材，節(jié)約鋼材、水泥，降低工程造價，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

大厚度濕陷性黃土地區(qū)在我國分布廣泛，DDC法地基處理技術(shù)具有許多優(yōu)越性和廣泛的適用性，在此類地區(qū)建筑地基處理工程中具有良好的應(yīng)用前景。

[1]GB 50025－2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[2]CECS 197－2006孔內(nèi)深層強夯法技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國計劃出版社，2006.

[3]JGJ 79－2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

Application of Down－Hole Dynamic Compaction(DDC)in Thick－Bedded Collapsible Loess Area

LI Yong－h(huán)ua
(Guiyang Aluminium－magnesium Design＆ Research Institute，Guiyang 550001，China)

By means of engineering cases，the application of down－h(huán)ole dynamic compaction(DDC method)in thick－bedded collapsible loess area was discussed.This method，not only to eliminate collapsibility of foundation soil，but also to greatly improve its bearing capacity so that obvious results of treating foundation can gained and raw materials can widely used，has the extensive applicability and good application foreground that can use local materials，save cultivated land，and protect eco－environment so as to reduce the engineering cost.

collapsible loess;DDC method;composite foundation;foundation treating

TU444

A

1004－2660(2012)01－0044－03

2012－01－29.

李永華(1976－)，男，貴州人，工程師.主要研究方向:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計.