孔内深层超强夯法SDDC
工法基本原理
孔内深层超强夯法(Superdown-holedynamicconsolidation)与DDC工法一样,亦属一种深层地基处理方法。该方法先成孔至预定深度,然后自下而上分层填料强夯或边填料边强夯,形成高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土体,简称SDDC法。
该法对桩间土能够实现两次挤密,具有锤体自重大、成孔和成桩直径大、桩体和桩间土密实度大(桩体压实系数0.97~1.00;桩间土挤密系数0.93-0.97)、复合地基承载力高(3:7灰土~kPa;2:8灰土~kPa;素土~kPa)且施工可靠度大的特点。
SDDC工法与DDC工法的差别
SDDC工法是在DDC工法的基础上,从“方法”和“动能压强”方面对地基土层和填料进行“超动能高压强”的强夯,从而使地基处理和碴土消纳获得更新换代的技术效果。两者的差别见表2。
SDDC工法加固机理
SDDC桩在成孔过程中,迫使孔内原状土侧向挤出,使桩周一定范围内的土体受到挤压、扰动和重塑,在填料时,迫使孔内填料再次侧向挤压孔壁,使桩周更大范围内的土体再次受到挤压、扰动和重塑,强夯巨大的夯击能量产生的波和动应力反复作用,迫使土骨架产生塑性变形,从而提高土的密实度和抗剪强度,改善土的变形特性,形成的串珠状桩体与桩间土相互咬合,承载力高,消除黄土湿陷性效果显著。
加固机理可归纳为:①成孔及成桩过程中对原土的动力挤密作用;②桩体充填置换作用(包括桩身及挤入桩间土的骨料);③生石灰的水化和胶凝作用(化学置换)。
SDDC工法施工现以位于西安南郊某建筑物为例,加以说明。拟建建筑物设计SDDC桩根,桩长以穿透所有湿陷性土层进入不具湿陷性的层黄土1m为准,长约12m,根据设计的需求,成桩直径分别为mm、mm两种,地基采用SDDC桩桩基础,柱下布桩的形式处理,桩间距2.5~2.7m,局部加桩。单桩极限承载力对应上述桩径设计分别要求达0kN、kN,桩体回填料采用3:7灰土,灰土压实系数不小于0.96。
施放桩位
施工前根据设计图纸,确定建筑物控制轴线,将桩的准确位置施放到桩基施工作业面上,做好明显标志。
冲击成孔
采用带桩架起重机,起吊重锤(直径约1.4m,重约15t的橄榄形锤)冲击成孔。在桩机就位,对正、调平后,起吊重锤到一定高度,一般可提升15~18m,相当于0~0kN·m的夯击能量,使锤自动脱钩,借助其动能冲入土中。反复进行上述操作,直至孔深达到设计要求。
强夯成桩
孔深达到设计深度后,先对孔底进行空夯,在桩端形成扩大头,再用装载机将拌合好的填料分层填入桩孔夯实。每次填料2m3,采用4~6击(以1/2桩长为界,成下部桩采用4击,成上部桩由于锤落距变短,采用6击)控制成桩质量。夯击时务必保证锤做自由落体运动,防止锤击能量损失。
在湿陷性黄土地区,SDDC桩省料、工期短、造价低,经济效益明显,特别在处理小高层,多层,人防以及别墅等工程中,经济优势更加突出。
SDDC工法优缺点
优点
①可处理各类疑难地基。②具有超动能高压强的特征。③处理后的地基“承载力高”。④消除“湿陷”、“液化”性能好。⑤采用橄榄形锤冲击成孔,成孔速度快,效率高。⑥处理地基深度大。⑦可以就地取材,凡是无机固体材料如土、砂石、碎砖、混凝土块、建筑垃圾、工业废料及其混合物均可采用。⑧成孔时无需取土,与钻孔灌注桩等其它方法相比,该方法可节约钢材、水泥、减少成孔时的土和泥浆外运,降低工程造价。⑨可与常规钢筋混凝土灌注桩施工方法联合使用,提高单桩承载力,用于高层建筑基础。⑩施工现场干净,无泥浆污染,对周围环境的影响小,施工公害小.可大量消耗废料和垃圾。