PAGEPAGE11DDC技術處理濕陷性黃土應用實例1DDC技術及其特點DDC技術，即孔內深層強夯法（down-holedynamiccompaction）,是一種新型深層地基處理方法。該法先成孔至預定深度，然后自下而上分層填料強夯或邊填料邊強夯，形成高承載力的密實樁體和強力擠密的樁間土[1]。DDC渣土樁復合地基（compositesubgradofslag-soilpile）是指用建筑垃圾、雜土、素土、石料、灰土、無毒工業(yè)廢料及它們的混合物等為填料，以DDC法形成具有較高承載了的復合地基[1]。與其它地基處理方法相比，該技術有以下優(yōu)勢：1、使用范圍廣泛，可用于各類地基處理：如深厚層濕陷性黃土、液化土、軟弱土、腐蝕性土、不均勻地基及回填垃圾地基等各種復雜建筑場地的處理。2、用料標準低，就地取材：DDC技術的最大特之一就是對填料要求不嚴，可就地取材，凡是無機固體材料均可，如土、砂、碎石、建筑垃圾、碎磚塊、混凝土塊、粉煤灰等工業(yè)廢料均可加以利用，而且不需要嚴格加工。3、具有高動能、高壓強和強擠密效應：夯擊能可達2000～3000kN·m/m2,為一般強夯壓能的5～8倍，根據(jù)工程需要可進行調高或降低。4、地基承載力提高顯著：渣土樁fk＝1000～1800kPa，復合地基fk＝200～800kPa，為原天然地基的3～9倍[2]。5、地基處理深度大：一般處理深度20m左右，最深可達30m。6、復合地基變形模量大，沉降變形小：變形模量顯著提高，承載性狀明顯，地基變形量大為降低，E0值可達30～40MPa以上[2]。7、社會經濟效益好：該技術具孔內深層強夯的特征，故震動小，噪音低；消除渣土污染；可大量節(jié)約鋼材、水泥，降低工程造價，一般可降低造價25～80%以上。作為一項新技術，不僅新穎、獨特、地基處理效果好，實用性強，更重要是具有環(huán)保意義，單項工程可消納渣土上萬方，是典型的綠色工程及經濟適用技術。目前該技術在我國華北、華東、東北、西北以及中原地帶的各類地基處理中得到應用。xx市xx世紀大廈采用該技術處理濕陷性黃土地基，亦取得了成功，為在xx市推廣應用該項新技術積累了經驗。本文結合本工程實例，就DDC法的技術特征、設計方法、施工工藝及處理效果等方面進行討論。2工程概況xx市xx世紀大廈位于xx市xx西路，平面呈矩形，55.7×15.9m，地上14層，地下1層，基底埋深-5.0m，框架結構，柱底最大軸力9500kN，安全等級為二級。3工程地質條件地基土分為9層，=1\*GB3①層為素填土，②層為第四系全新統(tǒng)新近沖洪積（Q42al+pl）形成的黃土狀粉土，③層為第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q41al+pl）黃土狀粉質粘土，④～⑨層為第四系上更新統(tǒng)沖洪積（Q3al+pl）黃土狀土、砂性土及碎石土，地層結構具典型二元結構。②～⑤層為濕陷性黃土，濕陷系數(shù)δs在0.026～0.015之間，屬Ⅰ級非自重濕陷性黃土場地，濕陷性土層的下限深度為⑥層頂面。場地土分層及主要物理力學指標見表1。表1場地土分層及主要物理力學指標層號土名fak（kPa）es1-2（MPPa）e0（MPa）qs（kPa）qp（kPa）DD≥800mmm②黃土狀粉土100616③黃土狀粉質粘土土1305.521④黃土狀粉質粘土土1509.528⑤黃土狀粉質粘土土1601032⑥黃土狀粉土1701226⑦礫砂2002035⑦1細砂1801530⑧圓礫3002540⑨卵石60050751800地下水情況：地下水屬孔隙潛水，埋藏深度20.0～21.3m，賦存于⑦層底部，⑧、⑨層中，以大氣降水和洛河補給為主，水位年變幅1～3m。4地基處理方案的選擇按照“經濟可行，方案合理，處理效果好”的原則，設計了4種處理方案進行比較。方案一：人工挖孔灌注樁該方法是比較可靠的地基處理方法，⑨層卵石是良好的樁端持力層，該層承載力高，變形小，樁徑大小可選擇，樁端可擴底，且該樁型在xx地區(qū)廣泛使用，施工經驗豐富；但卵石層在水位以下，施工時需采取降水措施，且人工挖孔易發(fā)生安全事故，近年來在xx地區(qū)限制使用。方案二：強夯方案采用8000kN.m能量級重錘強夯。本工程濕陷性黃土厚度19m左右，深淺不均，強夯法處理厚度有限，且場地土多為粘性土層，含水量較高，飽和度在80%～90%之間，易夯成橡皮土，影響施工質量，同時，施工區(qū)位于xx市繁華地帶，強夯施工產生的振動對鄰近建筑物產生有害影響，其噪音亦影響居民環(huán)境。方案三：灰土擠密樁與CFG樁聯(lián)合處理方案采用灰土擠密樁處理濕陷性黃土，CFG樁提高地基承載力，此法在xx地區(qū)應用較多，是處理濕陷性黃土地基的很好方法，但場地土含水量較高，飽和度較高，擠密效果差，且該法施工周期較長。方案四：DDC法（孔內深層強夯法）方案該法既可以解決強夯影響深度不夠的問題，又可以避免橡皮土的出現(xiàn)，還可以解決濕陷性及承載力低的問題，同時可以消納建筑垃圾。由于DDC樁體自下而上的超壓強固結樁體及樁間土，所以它的樁徑隨地基土的軟硬而變，一般呈串珠狀，地基土越軟樁徑越大，技術效果越好。采用此法處理后的地基承載力高、變形模量大、剛度均勻，可大幅度降低工程造價，縮短施工工期，且對環(huán)境污染非常小。地基處理要求：復合地基承載力fk≥350kPa；消除地基土的濕陷性。③復合地基剛度均勻。綜合以上四種地基處理方案，對其優(yōu)缺點及經濟效益進行分析，最終確定采用DDC渣土樁復合地基處理方案。5設計計算5.1樁孔直徑設計根據(jù)成孔機械、施工工藝和場地地質情況確定樁孔直徑，一般以350～450mm為宜。土質較軟孔徑宜偏小，土質較硬孔徑宜偏大。本工程采用450mm樁孔直徑。5.2樁孔中心距設計樁孔中心距設計從消除土的濕陷性和提高地基土的承載力兩方面考慮。(1)為消除土的濕陷性，擠密后樁間土的平均擠密系數(shù)不應小于0.93，當按等邊三角形布孔時，樁孔中心距[3]可按下式計算：s=0.95（1）式中：——孔心距（m）;——擠密填料孔直徑（m）；——預鉆孔直徑（m）;——擊實試驗確定的最大干密度（g/cm3）；——地基擠密前壓縮層范圍內各層土的平均干密度（g/cm3）；——擠密填孔后，3個孔之間土的平均擠密系數(shù)不宜小于0.93。經上式估算樁孔之間的中心距s=1.05m。(2)從提高地基土的承載力考慮，可由復合地基承載力公式得到樁孔中心距表達式，復合地基承載力[4]表達式為：（2）=0.9069（等邊三角形布樁時）（3）式中：——復合地基承載力特征值（kPa）;——天然地基承載力特征值（kPa）；——渣土樁樁體承載力特征值（kPa）；——樁土面積置換率；——樁身平均直徑(m)；——樁孔中心距(m)。實際樁孔中心距由以上兩方面綜合考慮，并取二者的小值。本工程采用樁孔中心距為1.05m。5.3布樁范圍的確定DDC法屬夯擴擠密處理方法，處理范圍應大于基礎底面寬度，以保證地基的穩(wěn)定性。局部處理通常不考慮防滲隔水作用。工程實踐經驗表明：對于非自重濕陷性黃土、素填土、雜填土等地基，處理范圍每邊超出基底邊緣的寬度不小于0.25b（b為基礎短邊寬度），并不小于0.5m。對于自重濕陷性黃土場地，地基處理范圍每邊超出基底邊緣的寬度不小于0.75b，并不小于1.0m。這樣可使基底下被處理的土層不致產生不良的側向變形。整片處理通常要求具有防滲作用。每邊超出建筑物外墻基礎邊沿的處理寬度應不小于基礎局部處理的寬度，通常按壓力擴散角或按處理土層厚度的1/2確定，并不應小于2.0m。本工程采用整片處理，處理范圍為每邊超出基礎邊緣4m。5.4樁長設計樁長的設計原則如下：DDC樁由于采用鉆孔成孔或用xx鏟掏孔，因此樁長不受條件限制，考慮到4.0m以內一般采用較為簡便的換填法等處理，故一般大于4.0m以上均可采用DDC技術進行處理，處理深度一般為4～30m。當以消除地基濕陷性為主要目的時，對非自重濕陷性黃土地基，一般處理至地基壓縮層下限，或處理至附加應力與自重應力之和大于濕陷起始壓力的全部土層止。當以提高地基承載力為主要目的時，應對基底下持力層范圍內的高壓縮性（a1-2≥0.5MPa-1）土層進行處理，下臥層頂面的承載力應滿足設計要求。當以減少沉降量為主要目的時，可用沉降量控制。沉降的計算按《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2002）復合地基沉降計算部分執(zhí)行。加固區(qū)復合模量[4]可用下式計算：（4）式中：——復合地基加固層復合壓縮模量；——樁體變形模量；——樁間土變形模量。本工程以處理濕陷性和提高地基承載力為主要目的，樁長穿透濕陷性黃土層，至⑦層礫砂頂面，樁長按20m考慮。5.5樁孔填料的選用本工程填料采用建筑垃圾、碎石及少量生石灰，以附近舊房拆除的廢料為主。本工程共布置DDC渣土樁1132根，實際有效施工期62天。6地基施工6.1機械成孔成孔方法有鉆孔法、沉管法、xx鏟掏孔法等。本工程采用機械xx鏟成孔。6.2樁孔夯填孔內深層強夯機（夯實機）實施樁孔夯填。(1)夯實機就位后應保持平整穩(wěn)定，夯錘對準樁孔中心，并能自由下落至孔底。(2)夯實前先檢查孔底，不得掉進雜物，不得有積水和回淤現(xiàn)象，否則應予以清除，填料前先夯實孔底。(3)填料時應按試驗確定的填料量進行，每次填料后，必須夯夠規(guī)定的錘擊數(shù)后方能進行下次填料。3、施工順序DDC樁施工時一般應采用隔行隔列、間隔跳打的方法四遍成孔、成樁，以避免后打孔施工時對已打孔的影響。7質量檢測7.1質量檢測的方法質量檢測視加固目的不同而有所不同，以消除濕陷性為目的，可側重擠密和消除濕陷性檢測，以提高承載力為主可采用靜載荷試驗進行檢測。擠密效果檢測可通過現(xiàn)場對不同樁間距的擠密土分層取樣，測其干密度和壓實系數(shù)。對濕陷性黃土，當時，可認為已達到消除濕陷性的目的。消除濕陷性的檢測也可采取原狀土樣進行室內試驗測定δs值。7.2檢測結果㈠土工物理試驗探井對樁間土共作6個土工物理檢測探井，采取60組原狀土樣進行室內試驗，主要測定γd和δs值。結果表明，DDC法處理后的樁間土ρd在1.59～1.78g/cm3之間，δs值均小于0.007，濕陷性全部消除。㈡靜載荷試驗本次靜載荷試驗使用全自動設備，通過100T液壓千斤頂施加荷載，共進行了6組試驗。其荷載——位移關系（p～ｓ）曲線見圖1。圖1荷載—位移關系（p～ｓ）曲線根據(jù)各試驗點靜荷載試驗實測資料繪制的p～ｓ曲線可以看出:本次靜載試驗六個試驗點在荷載作用下均未達到極限狀態(tài),比例極限點不易確定,也未出現(xiàn)明顯的極限荷載點,按相對變形法取s/d=0.012可判定出各試驗點的地基承載力特征值，但判定出的地基承載力特征值均大于最大加載量的一半，故各試驗點的地基承載力特征值均按最大加載量的一半判定。最大加載量均為7