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岩土研究院

孔内深层超强夯法(SDDC法)工艺流程和监理控制要点

633 2020-12-15 11:42:03

[摘 要]本文主要介绍了孔内深层强夯法(DDC法)及孔内深层超强夯法(SDDC法)的来源,孔内深层超强夯法(SDDC)的特点,施工工艺流程,论述了施工准备阶段、施工阶段和工程验收阶段的监理控制要点。

[关键词]SDDC法;湿陷性黄土场地;最优含水量;孔内填料压实系数;桩间土挤密效果;复合地基承载力;湿陷性


1、孔内深层强夯法(DDC法)及孔内深层超强夯法(SDDC法)介绍

孔内深层强夯法(DDC法)(Down-hole Dynamic Compaction),是一种深层地基处理方法。该方法先通过机械成孔至预定深度,然后自下而上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。孔内深层超强夯法(SDDC法)是由“孔内深层强夯法(DDC法)”技术演变而来,SDDC工法的桩径在1500-2200mm之间。SDDC技术是通过特种重锤,冲击成孔、机械(大直径钻机、旋挖钻机、机械洛阳铲等)引孔或冲孔与引孔相配合施工至预定深度,形成桩体填料的通道,然后采用特种重锤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共同组成具有较高承载力的复合地基。


2、孔内深层超强夯法(SDDC)的特点

湿陷性黄土层的厚度越大,湿陷性可能越严重,由此产生的危害也越大,在湿陷性黄土地区地基处理的常用方法(垫层法、强夯法、挤密法和预浸水法等)从根本上消除湿陷性的有效范围大多在10m以内。而SDDC技术是在综合了重锤夯实、强力夯实、钻孔灌注桩、钢筋混凝土预制桩、灰土桩、碎石桩等地基处理技术的基础上,吸收其长处,抛弃其缺陷,集高动能、超压强、强挤密各效应于一体,适用于建(构)筑物、铁路、公路、机场、港口等工程软弱土层的地基处理,也可用于无机无毒固体垃圾的消纳处理。有着垫层法、强夯法、挤密法、预浸水法和DDC技术无法比拟的优越性。其在湿陷性黄土场地应用中的主要特点如下 :

2.1、地基处理后承载力高,整体刚度均匀,沉降变形小

根据本技术多年在湿陷性黄土地区应用的实践经验和检测数据表明,其复合地基承载力特征值已达到750kPa(s=6.27mm)。

2.2、处理深度“深”

目前SDDC施工设备采用了单绳非脱钩和全自动遥控脱挂钩装置,在湿陷性黄土地区处理深度已达到41.5m。

2.3、挤密范围和桩径大

单桩挤密范围在湿陷性黄土地区可达到2m以上,根据不同设备桩径可达到1500~2200mm或更大。

2.4、具有高动能、超压强、强挤密的机理

SDDC桩对周围土体产生强力挤密作用,挤密的范围一般为桩径的2~2.5倍,目前施工设备采用的全自动遥控自动脱挂钩橄榄状锤重量达到10~15吨,提升高度从地面算起可达到15m或更高。由于SDDC桩锤形状为抛物线尖锥橄榄状,夯击时单位面积夯击能量要比同类型平底的强夯锤要优越得多。施工时由深及浅在孔内分层填料、分层夯击或边填边夯,对下层填料是深层动力夯、砸、压密,对上层新填料是动力夯、砸、劈裂和强制侧向挤压。通过桩锤的动力夯击,在锤侧面 上产生极大的动态被动土压力,锤推土迫使填料向周边强制挤出,在压实桩体填料的同时桩间土也被强力挤密加固。

2.5、可降低工程造价

SDDC工法在湿陷性黄土地区处理地基时可就地取材,采用素土作为桩体填料。由于该工法夯击能大,填入孔内的素土在高动能、超压强的夯锤劈、砸、挤、压作用下达到设计目的。所以,可有效的节约工程造价。

2.6、施工效率高

施工机械化、自动化程度高,施工速度特别快。SDDC桩每台设备每天可完成300多延米的工程量。

2.7、绿色环保

SDDC法用于处理湿陷性黄土地基时,以动力固结为手段,可将湿陷性黄土变废为宝,还达到了节约钢材、水泥,降低 工程成本,减小环境污染的效果,是一项带有绿色工程特征的建筑地基处理技术。


3、SDDC法工艺流程

施工准备→测定地基处理前土的平均含水量、地基处理前土的平均干密度及土的最优含水量→确定注水孔布置方案 (试孔)→场地平整→孔位编号及施工放样→钻机就位→钻孔→移位→验收→回填滤料→单孔注水量计算→孔内注水及渗透增湿→地基土处理后含水量检测→确定挤密桩布置方案(试 桩)→桩位编号及施工放样→桩机就位→ SDDC桩成孔→桩体材料分层夯填→成桩→验收及检测。


4、施工准备阶段监理控制要点

4.1、审查施工单位编制的施工组织设计或SDDC桩施工方案;

4.2、审查施工单位是否具备相应的施工资质,施工人员的资格证件是否符合规定;

4.3、审查施工单位测量所用的仪器使用期限是否在检定周期内,并要求施工单位提交检定合格证书;

4.4、要求施工单位上报测量控制成果资料及桩位定位放线资料,并对测量控制成果及定位放线成果进行复测,确保定位放线的精度符合规范要求;

4.5、检查机架上是否做出控制的标尺,以便随时进行观测、记录及检查钻杆入土深度情况;

4.6、要求施工单位对地基土和回填土进行地基处理前土的平均干密度、地基处理前土的平均含水量、土的最优含水量(%)及最大干密度进行委托试验,此过程必须有监理工程师现场见证取样,且送有资质的试验单位进行试验;

4.7、检查地基处理施工所用机械性能、数量能否满足需要;

4.8、检查施工单位选取的回填土料是否满足设计要求,填料严禁采用透水性材料(如碎石土、砂土、矿渣、煤渣、石渣、 石块)及杂填土、耕种土、盐渍土、冻土等;

4.9、要求施工单位进行试桩,通过试桩达到以下目的:

4.9.1 选择经济、合理的地基处理施工工艺;

4.9.2 通过试桩,获得地基处理设计的技术和经济分析资料,为地基优化设计和施工提供经验和依据;

4.9.3 为设计提供施工阶段所必需的设计参数;

4.9.4 为工程桩大面积施工提供可靠的施工工艺参数。

4.10、检查注水用的水表是否准备到位;

4.11、编制SDDC素土挤密桩工程监理实施细则。


5、施工阶段监理控制要点

5.1、检查注水孔位及SDDC桩位放线是否符合设计要求。

5.2、检查孔位编号是否满足每个孔位编号的唯一性。

5.3、检查注水孔及SDDC桩孔直径、深度、垂直度是否符合设计和规范要求。

5.4、检查增湿孔成孔后的回填滤料级配是否良好,不符合设计要求的滤料严禁回填于注水孔内。

5.5、检查注水时水表是否安装,注水记录是否准确,注水量是否达到计算出的理论注水量。

5.6、SDDC桩孔夯填前,应检查孔底是否流入了夯填料或杂物,造成虚桩 ;检查桩孔缩径、塌孔是否进行了复桩处理。

5.7、检查有无漏桩、空夯等,桩深达到设计深度后,必须对桩底进行空夯,使桩端形成扩大头,再将填料分层填入桩孔夯实。

5.8、检查回填土料含水量是否符合最优含水量±2% 的要求,检查分层回填厚度和夯击次数是否符合要求。

5.9、经过成孔检查后,应填好桩孔施工记录。然后盖好孔口盖板,并要防止在盖板上行车或走人,确保现场的施工安全。

5.10、桩孔夯填应实施旁站监理,并按规定做好旁站记录。


6、工程验收阶段监理控制要点

6.1、SDDC桩在湿陷性黄土地基处理验收应符合规范要求的验收标准。

6.2、专业监理工程师应检查、验收施工单位报送的SDDC桩分项工程所含检验批施工质量,并签字认可。

6.3、SDDC桩施工完成后,应由建设单位委托有资质的检测单位根据《孔内深层强夯法技术规程》对复合地基承载力、 孔内填料压实系数、桩间土挤密系数进行检测,监理工程师在现场见证试验检测过程。检测单位出具检测报告。

6.4、审核施工单位提交的工程验收资料。内容包括:SDDC桩竣工平面图、测量记录、施工记录、工程质量记录、隐蔽验收记录、分项工程质量检验评定表、复合地基承载力报告、孔内填料压实系数及桩间土挤密系数报告、地基土及桩孔填料击实试验报告、含水率检测报告、设计变更通知、事故处理记录等是否完整,符合要求。

6.5、总监理工程师组织建设、勘察、设计、施工、监理、检测等单位有关人员对 SDDC桩地基处理工程进行验收,并签署相关验收记录。


7、结述语

SDDC桩技术与其他地基处理方法相比,是一次创造性的变革,其高动能、超压强和强挤密效果既可以明显消除黄土的湿陷性,提高地基承载力,能有效减少地基处理时间,缩短项目建设周期,可将湿陷性黄土变废为宝,特别适用于深厚湿陷性黄土的处理,具有广泛的推广意义。在现场施工过程中,因可能存在施工人员素质不高、施工不规范、地基土的不可预见性等因素影响,质量问题时有发生。这就需要施工单位精心组织,加强管理,严格按照规范要求进行施工,需要监理人员加强监管力度,逐项检查验收,严格监理才能保 SDDC 桩基工程的施工质量。


参考文献

[1] 苏万厚 . 挤密桩法处理地基工程监理控制要点 [J]. 建设监理,2008(10).

[2] 周风华 . 沉管成孔注水增湿挤密桩施工技术.

[3]JGJ79—2012,中国建筑科学研究院建筑地基处理技术规范 [S].