雙向螺旋擠土灌注樁（SDS樁）在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用

王康

【摘 要】本文結(jié)合甘肅民族師范學(xué)院10號(hào)學(xué)生公寓樓嚴(yán)重濕陷性黃土地基采用雙向螺旋擠土灌注樁處理形式的工程實(shí)例，綜合敘述了運(yùn)用這種樁形式來(lái)處理濕陷性的條件、參數(shù)、工藝等，并對(duì)其今后在工程中的應(yīng)用、發(fā)展方向進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】雙向螺旋擠土灌注樁；濕陷性

中圖分類號(hào)： J905 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）20-0083-002

Application of Two-way Spiral Squeezed Cast-in-place Pile（SDS Pile）in Collapsible Loess Foundation

WANG Kang

（Gansu Nationalities Normal University，Hezuo Gansu 747000，China）

【Abstract】In this paper，combined with the engineering example of the treatment of severe collapsible loess foundation in the apartment building of No.10 student college in Gansu province，the condition of using the pile form to deal with the collapsibility is described synthetically.，And so on，and its future in the application of the project， the development direction of the analysis.

【Key words】Two-way spiral squeeze pile；Collapsibility

1 雙向螺旋擠土灌注樁（以下簡(jiǎn)稱SDS樁）的背景及發(fā)展概況

樁基礎(chǔ)的一般性分類分為：摩擦樁、端承樁、摩擦端承樁，根據(jù)成樁方式對(duì)地層的影響分為：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁及擠土樁。根據(jù)以上的分類我們就提出了今天所說(shuō)的SDS樁。在我國(guó)從2000年開始首先提出了螺紋樁，直到2007年由中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司聯(lián)合其他單位研發(fā)了SDS樁并且應(yīng)用于工程實(shí)際。它的成套技術(shù)屬于巖土工程中的樁基技術(shù)領(lǐng)域，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。它的推廣和應(yīng)用無(wú)疑是一種安全、經(jīng)濟(jì)、施工快捷的地基處理方式，并能有效的消除地基土的濕陷性，提高地基土的承載力。但在國(guó)內(nèi)目前能夠查閱到的專項(xiàng)規(guī)范只有河南省《雙向螺旋擠密樁技術(shù)規(guī)范》（DBJ14-T132-2014）和山東省《螺旋擠土灌注樁技術(shù)規(guī)范》（DBJ14-019-2012）這兩種規(guī)范，甘肅省和其他省份還沒(méi)有出臺(tái)關(guān)于SDS樁的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。本文將結(jié)合工程實(shí)例做如下闡述。

2 SDS樁的技術(shù)原理

SDS樁的主要技術(shù)原理：采用自主研發(fā)的雙向螺紋封閉擠擴(kuò)鉆頭，在樁工鉆機(jī)扭矩與豎向壓力作用下，在成樁過(guò)程中使用機(jī)械壓力擠擴(kuò)工藝，將樁孔中的土體擠壓到樁孔周圍的土體中，形成圓柱擠土型灌注樁。通過(guò)這種特殊技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)樁周圍土體物理擠密效應(yīng)，導(dǎo)致樁周圍土體應(yīng)力水平上升與土體抗剪強(qiáng)度提高，宏觀表現(xiàn)為SDS樁側(cè)摩阻力、極限承載力提高和樁基變形性能改善。

用于SDS樁的雙向螺旋封閉擠擴(kuò)鉆頭，包括中空的連接桿、在連接桿的頂端設(shè)有連接法蘭盤，底端設(shè)有鉆尖，所述連接桿的下部從下至上依次同軸的套裝有或一體的制有下螺旋擠擴(kuò)體、封閉擠擴(kuò)體和動(dòng)密封擠擴(kuò)體，所述動(dòng)密封擠擴(kuò)體為橫截面自下而上逐漸縮小的圓臺(tái)體，動(dòng)密封擠擴(kuò)體的外側(cè)壁設(shè)有左旋的動(dòng)密封螺旋擠擴(kuò)葉片；所述封閉擠擴(kuò)體為圓柱體；所述下螺旋擠擴(kuò)體為橫截面自下而上逐漸增大的圓臺(tái)體。下螺旋擠擴(kuò)體的外側(cè)壁設(shè)有右旋的下螺旋擠擴(kuò)葉片，所述動(dòng)密封螺旋擠擴(kuò)葉片和所述下螺旋擠擴(kuò)葉片的外徑不大于所述封閉擠擴(kuò)體的外徑。如圖1所示，2、3、4分別為動(dòng)密封擠擴(kuò)體、下螺旋擠擴(kuò)體和封閉擠擴(kuò)體。其基本原理如圖2所示。

3 工程實(shí)例

3.1 施工概況

甘肅民族師范學(xué)院10號(hào)學(xué)生公寓樓位于甘肅省甘南州合作市西邊，擬建的10號(hào)學(xué)生公寓樓顯“一”字型金南北向布置，長(zhǎng)寬分為為124.5m和19.7m，場(chǎng)地占地面積約2453m2，總建筑面積約13300m2，以6層為主局部5層和7層的框架結(jié)構(gòu)，無(wú)地下室。

3.2 地質(zhì)條件分析

該項(xiàng)目地貌單元屬山麓斜坡堆積區(qū)，具體表現(xiàn)為斜坡坡積與格河沖積區(qū)。自上而下人工新近回填的素填土，厚度不均勻，為0.8-2.2m；粉土：分布在場(chǎng)地北側(cè)，約占場(chǎng)地的2/3，厚度為24.6-28.9m；礫砂：分布在場(chǎng)地南側(cè)，約占場(chǎng)地的1/3，厚度17.2-22.2m；粉土：分布全場(chǎng)地，層面有起伏，埋深一般為19.4-28.9；角礫、強(qiáng)分化粗砂巖、中分化粗砂巖。根據(jù)土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)，粉土的濕陷性系數(shù)（δs）最大值為0.063，自重濕陷性系數(shù)（δzs）最大值為0.042；計(jì)算總濕陷量（Δs）為大于726.63-1197.88mm，自重濕陷量（Δzs）為650.63-1294.95mm，從試驗(yàn)結(jié)果并根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50020-2004，該場(chǎng)地為自重濕陷性場(chǎng)地，主要在場(chǎng)地北側(cè)，占總面積的2/3，濕陷性土層最大下限深度可按25.0-28.9m考慮，濕陷等級(jí)Ⅲ-Ⅳ級(jí)。濕陷程度為很嚴(yán)重。

3.3 試樁間土工試驗(yàn)參數(shù)

我們?cè)趫?chǎng)地北側(cè)，根據(jù)地勘報(bào)告，在濕陷性最嚴(yán)重的區(qū)域做了三組試樁，每組三根樁，樁徑500，樁深28m-30m，成樁后在三組試樁中心各挖三個(gè)探井，取土樣做如下試驗(yàn)：

根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，在三組試樁已完全消除其周圍的濕陷性，可以使用SDS樁這種處理形式用于消失這片場(chǎng)地的濕陷性。

4 工藝參數(shù)總結(jié)

根據(jù)本工程的施工設(shè)備及人員配置、施工過(guò)程的數(shù)據(jù)分析及成樁檢測(cè)結(jié)果，總結(jié)在各種地層情況下，選用JZU-180型液壓步履式螺旋鉆孔機(jī)施工，HBT6016110SD輸送泵配合時(shí)，可選用以下參數(shù)進(jìn)行施工。

（1）鉆進(jìn)速度控制。粉質(zhì)黏土層：3m～3.5min/m，圓礫土、泥巖層：3.5～4.0min/m。

（2）地質(zhì)情況：經(jīng)過(guò)鉆渣查驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況與地質(zhì)報(bào)告相符。

（3）終孔標(biāo)準(zhǔn)：以終孔電流值以150～180A之間為鉆入持力層作為主控項(xiàng)目，以樁長(zhǎng)作為校核。

（4）灌注混凝土拔管速度。泵壓控制為5MPa，以1m～2.5m/min的速度拔管，根據(jù)泵送管道長(zhǎng)度及混凝土和易性等適當(dāng)調(diào)整。

（5）灌注標(biāo)高：混凝土灌注至樁頂，樁頂采用人工振搗密實(shí)抹平，可滿足樁頂密實(shí)度要求。

5 總結(jié)

SDS樁按照現(xiàn)市場(chǎng)價(jià)格，旋挖鉆孔灌注樁1700元/m3，Φ50mm雙向螺旋擠土灌注樁480元/米。在施工過(guò)程中對(duì)樁身周圍土體影響顯著，消除了地基土的濕陷性，增加了土體的承載能力，進(jìn)而增強(qiáng)了土體的側(cè)向阻力，增加了單樁豎向承載力，成孔后無(wú)清底、護(hù)壁，塌孔等質(zhì)量問(wèn)題，也不易產(chǎn)生斷樁和縮頸等問(wèn)題，樁身質(zhì)量可靠，強(qiáng)度高，承載能力較強(qiáng)，施工過(guò)程不受地下水的影響，無(wú)取土，無(wú)噪聲，無(wú)振動(dòng)，無(wú)泥漿排放與污染，環(huán)保效果非常顯著。在濕陷性黃土地基是一種發(fā)展前景廣闊的地基處理方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《雙向螺旋擠密樁技術(shù)規(guī)范》（DBJ14-T132-2014）.

[2]《螺旋擠土灌注樁技術(shù)規(guī)范》（DBJ14-019-2012）.

[3]陳素玲，郭海龍，肖書超.雙向螺旋擠土灌注樁在濕陷性黃土地區(qū)的應(yīng)用，2014.11.

[4]蘭州華夏巖土技術(shù)開發(fā)公司.甘肅民族師范學(xué)院10號(hào)學(xué)生公寓樓工程場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告，2014.05.

[5]蘭州華夏巖土技術(shù)開發(fā)公司.甘肅民族師范學(xué)院10號(hào)學(xué)生公寓樓試驗(yàn)樁檢測(cè)報(bào)告，2014.11.endprint