SDDC桩在湿陷性黄土地基中应用的评价分析

2017-11-11  来自: 陕西岩泰基础工程有限公司 浏览次数:1368

摘 要:


        孔内深层超强夯法(SDDC桩法),既能消除黄土地基的湿陷性,提高地基承载力,同时也是垃圾回填区地基处理的一种有效方式。本文通过SDDC桩法在垃圾回填区湿陷性黄土地基处理中的实践应用,从地基承载力、挤密效果、经济效益、社会效益等方面进行评价分析,表明SDDC桩法不仅能够有效改善湿陷性黄土地基的湿陷性,提高地基承载力,同时还具有工程造价低、社会效益好、质量可靠、适用性强等优势。

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关键字:

       SDDC桩、湿陷性、地基承载力、社会效益、经济效益


引言:


       孔内深层超强夯法, 又称SDDC(Super Down Hole Deep  Compaction)是一种有效的地基处理方法,是在孔内深层强夯法(DDC桩法)的基础上发展而来的,即用重锤(150KN)夯击成直径约 1.5m的孔,并对桩周土挤密,再在孔内填料并用重锤夯实,形成直径可达3m的桩体。该法可用于处理杂填土、软弱土、湿陷性黄土和可液化土地基。


1   工程概况


       位于西安市南郊绕城高速以南省直机关三爻小区内,北邻规划一路,西距朱雀大街南延伸段约270米,东距长安南路约500米,占地约865㎡。场地原为省建材厂设备厂房,地坪以下有1米厚垃圾回填土, 3m厚灰土垫层及地梁。拟建全智能化立体停车库,地上22/25层,全钢结构,由8组独立塔式车库组成,建成后可提供车位350个,筏板基础,基础埋深-2.2m。在地基处理中,破除原有基础产生大量建筑垃圾,为避免建筑垃圾外运对工期、成本的影响,采用SDDC桩复合地基处理。


2   工程地质条件


      场地内地形平坦,标高介于443.28~443.44m之间,地貌单元属黄土梁洼地貌。场地内的地层可分为八层,层号用①~⑧表示。自上而下依次由第四系全新统填土(Q42ml)、上更新统风积(Q32eol)黄土、残积(Q31el)古土壤,中更新统风积(Q2eol)黄土、残积(Q2el)古土壤构成。


      具体参见表1 :该地下水属潜水类型,稳定水位埋深为15.20~15.30m,相应标高为428.08~428.18m。根据室内所做的黄土湿陷性试验结果,场地内②层黄土具有自重湿陷性,湿陷系数δs平均值为0.031,湿陷程度中等,自重湿陷系数δzs平均值为0.023。湿陷性土层分布最深处约在现自然地面以下11m。场地内地基土部分土样的自重湿陷系数δzs大于0.015,根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004)第4.4.4条,计算自重湿陷量△zs,各勘探点的自重湿陷量zs介于76.5~80.6mm之间,并且均大于70mm, zs平均值为78.6mm。经综合分析后认为:该建筑场地为自重湿陷性黄土场地,建筑物的地基湿陷等级为Ⅱ级(中等)。


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3   SDDC桩设计方案

 

       消除湿陷性是该工程地基处理的一项重要工作,目前采用的地基处理方法主要有垫层法、强夯法、土或灰土挤密法、预浸水法、DDC桩法、SDDC桩法。由于该项目工期紧迫,加之原有基础破除产生了大量建筑垃圾,综合各方面因素采用SDDC桩法进行地基处理,避免建筑垃圾外运,提高土的密实度和抗剪强度,改善土的变形特性,所形成的复合地基在消除黄土湿陷性的同时,也

大幅度提高了地基的承载力。


       故本工程采用孔内深层超强夯法(SDDC桩法),旋挖成孔,成孔桩径1.2m,孔夯后桩径为1 . 8 m , 桩间距2 . 6 m , 正方形布置,桩身填料为2:8灰土和水泥,桩孔内的填料应根据工程要求进行配合比试验,水泥与灰土体积配合比为1:8。桩端应置于3层古土囊土层上,有效桩长7.0m,打桩工作面为-1.5m。桩顶设置300mm厚的3:7灰土垫层。总桩数116根,分布如图1“地基处理平面布置图”。设计复合地基承载力特征值为250kPa。

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4 处理效果分析与评价


     4.1 现场载荷试验评价


     为了检验SDDC方法的处理效表1 土层分布及基本物理性质果, 采取3组静载试验,桩体静载荷试验3点(ST1~ST3),桩间土静载荷试验3点(SJ1~SJ3),进行静载荷试验现场检测。


       本次静载试验根据《孔内强夯法技术规程》-CECS 197:2006进行, 设计复合承载力特征值为250kPa,经计算,预估桩体单位截面积承载力特征值为492.5kPa,桩间土承载力特征值为200kPa。


       桩体土静载试验ST1~ST3在终止荷载970.2kN(为特征值的2.5倍)下,均未出现破坏现象。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)附录C的有关规定,单桩抗压承载力特征值均可取388kN,根据承压板面积(0.985m2)换算,本场地SDDC桩桩体单位截面积承载力特征值均可取394kPa。


       桩间土静载试验SJ1~SJ3在最终荷载400kPa时,p~s曲线呈缓变型,均未出现破坏现象。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)附录C的有关规定,本场地桩间土承载力特征值均可取200kPa。


      依据《孔内强夯法技术规程》-CECS 197:2006-4.2.3条规定进行计算,本场地SDDC桩复合地基承载力特征值满足250kPa的设计要求。


4.2 探井结果分析


        本工程经SDDC桩处理后,桩间土湿陷性已消除,桩间土平均挤密系数平均值不小于0.93,桩体土平均压实系数平均值不小于0.97,均满足设计要求。


4.3 效益分析与评价


       SDDC法施工工艺简单,工期短,效率高,其单桩承载力大,消除湿陷性效果显著,同时还可以就地取材,有效利用建筑垃圾,减少建筑垃圾外运成本,具有十分可观的经济效益和社会效益。


       经济效益方面。相对比钻孔灌注桩,SDDC桩法可节约钢材、水泥,减少建筑垃圾外运,从而降低工程成本,工程造价仅为钻孔灌注桩的40%左右。


       社会效益方面。SDDC桩法施工现场干净,无泥浆污染,对周围环境的影响小,有效利用建筑垃圾,减少建筑垃圾处理对环境造成的影响。



结语


        SDDC桩法施工工艺成熟,运用广泛,尤其是在湿陷性黄土地区。本工程属自重湿陷性黄土场地,湿陷等级为Ⅱ级,加之原有建筑基础破除产生大量建筑垃圾,故采用SDDC桩法处理地基,就地取材,在满足承载力需求的同时消除了地基实现性,还节约工程成本,缩短工期,具有十分显著的经济效益和社会效益。

关键词: SDDC           

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