濕陷性黃土區(qū)域DDC法灰土擠密樁施工技術(shù)

李江波

摘要：交通網(wǎng)絡(luò)的不斷擴張對于全國經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的推動作用，而隨著交通網(wǎng)絡(luò)的不斷擴大，大型建筑建設(shè)面臨的困難也在逐漸增多，如何在濕陷性黃土地域開展建設(shè)工作是一個急需被解決的難題。這篇文章敘述的就是DDC法灰土擠密樁工藝在濕陷性黃土地域內(nèi)運用情況。

關(guān)鍵詞：濕陷性;黃土地域;DDC法灰土擠密樁

我們將那些表面土質(zhì)在垂直應(yīng)力作用下，因土體中水分含量提高而令土體產(chǎn)生了內(nèi)部變形的黃土稱之為濕陷黃土。如果在含有該特制土體的區(qū)域開展工程的建設(shè)工作，那么施工人員需要注意該建筑的地基會因土體的濕陷特征而產(chǎn)生沉降所帶來的施工風(fēng)險，需要使用一些技術(shù)來改變其力學(xué)結(jié)構(gòu)特征，保證工程項目的安全性以及穩(wěn)定性。

1 濕陷性黃土特點

濕陷性黃土比較特殊，這種地質(zhì)具備一些特點，比如質(zhì)地比較均勻，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為松散。在沒有受到水體浸濕的時候，該土體的壓縮性比較小，其強度也比較高。但是當(dāng)該土體受到了水的侵蝕，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)就會迅速發(fā)生重大變化，附加下沉應(yīng)力會迅速增加，土體的強度也下降明顯^[1]。如果在含有該土質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)開展項目建設(shè)，需要通過特殊方式提高其浸水后的強度，避免由于地基變形而對項目帶來的破壞。

2 DDC法灰土擠密樁技術(shù)概述

簡單來說，DDC法灰土擠密樁工藝就是采用螺旋鉆機械插入土體，之后將該工具拔出，這樣土體里面就會留下樁孔。然后在根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的土體特征來進行回填夯實工作，按照3：7或者2：8的比例調(diào)和灰土^[2]。通過這種方式讓DDC法灰土擠密樁周圍的土壤與夯實的土壤共同組成建筑物的地基，提高建筑物整體的穩(wěn)定性。

與其它改造土體方式相比，此項技術(shù)擁有很多優(yōu)勢。首先，這種工藝使用的時候，對于原有土壤形成了很好的重塑效果，一方面保證了該擠密樁自身剛性，另一方面也讓DDC法灰土擠密樁周圍土壤變得更為密實，滿足項目建設(shè)所要求的最大干密度指標(biāo)，通過這種方式來提高目標(biāo)區(qū)域整體承載能力。其次，這種工藝不需要大規(guī)模的開挖與回填，對于施工單位而言，既可以減少土方開挖、運輸以及回填的成本，又能提高工程進展的速度，對于施工成本的控制十分有利，最后，該技術(shù)所使用的工具比較簡單，建筑材料也能夠在附近獲取，施工非常的方便、快捷。

3 施工的具體方式

3.1 工程概況

為了方便介紹，這里以西安地鐵四號線TJSG-KZZX項目的地基處理施工方案為例。該工程施工范圍內(nèi)存在地質(zhì)等級為Ⅱ級的濕陷性黃土區(qū)域，因此在工程正式開始之前，需要通過特殊的處理手段來消除該區(qū)域的濕陷性。

該地區(qū)的年均降水量為500～700mm，年均降水天數(shù)為80～90d，5月1日～10月1日之間為雨季。通過對現(xiàn)場土體的采樣分析后發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域中的古土壤、新黃土以及素填土都具有濕陷性。

通過對土質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，鑒于地鐵項目對于地基參數(shù)的具體要求，最終選擇使用DDC法灰土擠密樁技術(shù)來處理地基，采用成孔樁徑φ400mm，夯擴樁體直徑580mm，有效樁長12m的DDC法灰土擠密樁，按照樁間距離為900mm，排間距離為780mm的方式排列，并且采用灰土比例為3：7的DDC法灰土來進行夯實工作，實際使用的DDC法灰土擠密樁數(shù)量為10665根。

3.2 施工前準(zhǔn)備工作

3.2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

在技術(shù)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)主要需要進行的是以下七項內(nèi)容。

3.2.1.1 施工人員在接到工程施工圖紙之后，對于圖紙中有關(guān)地基工程的標(biāo)高以及坐標(biāo)的數(shù)據(jù)進行審核與復(fù)檢，如果在復(fù)檢的過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計數(shù)值與實際情況之前存在誤差，那么就要將情況及時上報給設(shè)計單位。

3.2.1.2 施工人員要對水準(zhǔn)點樁以及軸線控制樁進行科學(xué)的規(guī)劃以及編號，在復(fù)檢確認無誤之后，針對DDC法灰土擠密樁位置開始放線工作，同時開展擠密樁的標(biāo)高控制工作。

3.2.1.3 相關(guān)工作人員以及設(shè)計單位的設(shè)計人員要對的施工單位的施工人員進行設(shè)計交底工作，設(shè)計單位在開始此項工作的時候，要對之前反饋上來的那些施工現(xiàn)場與原計劃存在出入的環(huán)節(jié)進行解答以及修改。

3.2.1.4 對于該技術(shù)中所用到的測量儀器，為了保證其精準(zhǔn)性，要送往專業(yè)的檢測機構(gòu)進行標(biāo)定，在確保測量儀器標(biāo)定合格的情況下再進行使用。

3.2.1.5 對于DDC法灰土擠密樁技術(shù)運用過程中所使用的機械設(shè)備要進行仔細的檢查，特別對于這些設(shè)備的導(dǎo)向裝置以及行走裝置要進行嚴(yán)格檢查，待所有指標(biāo)合格之后再允許其進場。

3.2.1.6 對于工程中所用到的建筑原材料，比如石灰、土等，工作人員要對其進行取樣檢測，針對材料的最大干密度以及含水量等重要的指標(biāo)要進行嚴(yán)格的檢查，只有等檢測合理之后才允許使用。

3.2.1.7 由于濕陷性黃土的特殊性，為了保證DDC法灰土擠密樁技術(shù)發(fā)揮其應(yīng)有的效果，需要事先對夯填以及成孔的工序進行試樁試驗，通過實驗來標(biāo)定夯實材料的厚度、夯擊頻率以及打樁次序的相關(guān)參數(shù)。

3.2.2 機械與材料準(zhǔn)備

在施工準(zhǔn)備的過程中，要對設(shè)備要進行查驗。在該工程中需要使用兩套長螺旋鉆設(shè)備、兩臺裝載機、四臺重錘夯實機以及兩臺蛙式打夯機。特別是對于夯錘的重量要進行核驗，確保其可以達到預(yù)計的夯擊效果。此外，對于擠密樁所需要的材料質(zhì)量也要進行查驗，嚴(yán)禁使用凍土或者是渣土，從棄土場中獲取的粉質(zhì)黏土中的有機物含量要低于5%，在進行拌和前要進行過篩，保證顆粒直徑小于15mm，而對于拌和料中的石灰也要進行檢查，使用顆粒直徑小于5mm的熟石灰粉，其GaO+MgO的含量要高于60%。

3.2.3 DDC法灰土擠密樁試樁

3.2.3.1 在進行DDC法灰土擠密樁試樁工作時，以七根樁為一組，總共試驗九組，在開展試驗的過程中對于每一道工序的夯實頻率、填料數(shù)量以及作業(yè)時間開展系統(tǒng)性的錄入工作。

3.2.3.2 明確檢測項目

在該技術(shù)的試驗環(huán)節(jié)，最為重要的測驗內(nèi)容有兩個。第一個是探井，這一檢測的目的是檢測在經(jīng)過了該工序處理之后，擠密樁周圍土壤的塌陷特征和擠密樁擠壓系數(shù)是否達到工藝需求，同時為了試驗數(shù)據(jù)具有參考價值，檢測的頻次不能低于總體1.5%。第二個是平板荷載試驗，該試驗的主要目的是檢查DDC法灰土擠密樁工作處理之后，該區(qū)域土體總承載力能否滿足該項目的要求。與探井檢測一樣，該檢測項目的檢測頻率也不能低于總量的1.5%。

3.3 施工方法

3.3.1 成孔

開展成孔工序之前，相關(guān)技術(shù)人員必須對目標(biāo)區(qū)域表面做出仔細清理，保證表面平整性滿足相關(guān)要求。特別是對于挖方區(qū)域，要按照設(shè)計標(biāo)高的參數(shù)進行土方開挖工作，確保有效樁的長度^[3]。在本工程中，采用螺旋鉆成孔技術(shù)來進行鉆孔工作，螺旋鉆提鉆帶出的土體需要及時清離孔口，為了保證樁孔的質(zhì)量，在起重機上安裝沉樁設(shè)備的導(dǎo)向裝置，通過微型計算機控制成孔垂直度。

3.3.2 填料的拌和工序

在進行填料拌和工作時，要使用自動配料拌和機來進行拌和，工作人員通過自動配比下料裝置來對灰土比例進行實時的管控，確保混合料始終以3：7的比例進行拌和。在拌和過程中，施工人員要嚴(yán)格控制拌料的含水量，通過高效的控制讓填料的含水量始終保持在12%～14%這一區(qū)間內(nèi)，并且按照當(dāng)天拌和當(dāng)天使用的施工原則，將制作出的材料在當(dāng)日施工任務(wù)結(jié)束前用完，嚴(yán)禁在第二天使用前一天剩余材料^[4]。

3.3.3 擠密樁夯實工序

第一，在正式進行擠密樁夯實工作之前，工作人員要根據(jù)樁位圖以及基礎(chǔ)平面圖，使用全站儀對目標(biāo)區(qū)域進行放線測量，一方面要確定擠密樁的邊線位置，另一方面要運用拉線布網(wǎng)的方式對于擠密樁的點位進行放樣測量，同時做好標(biāo)識工作，經(jīng)過反復(fù)檢驗確認位置無誤之后進行夯實工作。第二，在進行夯實工作時采用隔列、隔行、間隔跳的方法進行夯實，擠密樁的直徑要達到400mm，成孔的深度達到12.5m，其中虛樁頭的長度要達到50cm（如圖1）。第三，采用分層夯實法進行該工序施工，每次填入0.12m?的灰土，夯實次數(shù)為8次，樁體上升高度為50cm，但對于樁頂部以下2m的范圍要加大夯擊次數(shù)，次數(shù)控制在10～12遍，夯擴后樁體直徑達到580mm。第四，對于夯實機的位置要進行精調(diào)，保證夯錘與夯擊點的對應(yīng)，讓夯錘可以按照自由下落的方式準(zhǔn)確擊打夯擊點，保證夯擊效果。

4 結(jié)語：

就當(dāng)前技術(shù)水平來看，DDC法灰土擠密樁技術(shù)就是改善土體環(huán)境條件的較好工藝之一，不僅可以很好地處理特殊區(qū)域塌陷下沉問題，且對于施工單位來說其建筑成本也很低，具有廣泛應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1]安愛峰.灰土擠密樁在濕陷性黃土地區(qū)高速公路地基處理中的施工質(zhì)量控制技術(shù)[J].四川水泥，，2019，269（01）：97.

[2]李育強.灰土擠密樁在濕陷性黃土地區(qū)公路工程軟基處理中的應(yīng)用[J].河南科，2018（7）：118-119.

[3]牛國江.談灰土擠密樁處治濕陷性黃土地基施工[J].山西建筑，2018，v.44（20）：83-84.

[4]丁旭東，吳國輝.灰土擠密樁在建筑濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用[J].卷宗2017（24）.