SDDC素土擠密樁在回填未固結濕陷性地基處理中的應用

連 明

（甘肅第六建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

為了拓展城市空間，“平山造地”、“填溝造地”的建設項目日益增多，在黃土高原出現了大量的超厚度回填黃土地基工程，回填黃土的厚度也越來越大。但是，對于該類區域建設的高層建筑，地基處理成為一大施工難題，若處理不當，會造成地基塌陷，甚至發生工程質量事故。本文就超厚人工回填且回填土未固結區域的SDDC 素土擠密樁（以下簡稱“SDDC 樁”）施工技術的應用進行研究，并著重論述施工要點及難點，為同類工程的施工提供參考。

1 SDDC樁施工工藝原理及優點

西北某地區地基土為黃土丘陵梁峁地貌的人工回填平整場地，填土層厚度大并具有濕陷性，填土堆積時間較短，固結尚未完成，為提高樁間土側摩阻力和消除黃土濕陷性，本地區大多采用強夯處理，施工難度較大，且施工質量不能保證。經過多方論證及方案對比，最終選擇采用孔內SDDC 樁施工法對該區域的地基土進行處理。

1.1 SDDC樁施工工藝原理

SDDC 樁施工法，即孔內深層強夯法，是一種深層地基處理方法[1]。該方法采用旋挖鉆機成孔至預定深度，然后自下而上分層填料（素土）強夯或邊填料邊強夯，形成由高承載力的密實樁體和強力擠密的樁間土共同組成的具有較高承載力的復合地基[2]。

1.2 SDDC樁的優點

（1）采用SDDC樁工藝對施工場地范圍內進行全面處理，可提高地基承載力，確保建筑物主體結構安全。

（2）SDDC樁為工程后期的鉆孔灌注樁成孔創造了條件，SDDC形成的素土樁上鉆孔構成高承載力的鋼筋混凝土灌注樁。

（3）擠密時可利用現場土方，減少土方外運量，就地取材，只要土體含水率滿足要求便可施工[3]。

（4）在后期灌注樁施工過程中避免了塌孔和孔底沉渣厚度超標等問題，施工質量可靠。

（5）施工時采用機械化，施工進度快，節約工期，生產效率高，受季節影響小。

2 施工關鍵環節及控制要點

2.1 利用試驗樁確定施工參數

通過試驗樁確定填料土的最優含水率、最大干密度、壓實系數、擠密系數、填料厚度、夯擊能量、夯擊次數及樁直徑、樁間距等。填料土不得含有雜土、磚瓦、塊石、木屑、雜草等，土塊粒徑不得大于150mm，土料質量根據擊實試驗確定的最大干密度和最優含水量控制（含水量為最優含水量的+3%）。

（1）根據現場實際及初設施工參數情況，確定SDDC樁施工的試樁區域，經研討最終確定分為2個階段、4 個區域進場SDDC 試驗樁施工。首先進行第一階段一個區域的SDDC樁的施工，如圖1所示。

圖1 第一階段試驗區

（2）按照預先制定的方案，第一階段樁徑1200mm，樁間距2400mm（18 根）和樁間距2600mm（21 根），樁深均為22m。初步確定夯擊能量10t 重錘，重錘提升高度6m，自由釋放，每次素土填料2.0m3，對每層填料夯擊6次壓實，循環直至成孔樁夯填至與地表平齊，試樁完成；按照梅花樁進行跳樁施工，進行第二根試樁施工，共計試驗樁39 根。在最后一根試樁完成后14d，進行樁間、樁身土擠密系數測定。檢測結果：樁身壓實系數平均為0.89，樁間土平均擠密系數為0.83，不能滿足設計要求。試驗結果見表1。

表1 第一階段試驗樁試驗數據

（3）分析第一階段的試驗數據，不能滿足施工區域地基承載力的要求，進行第二階段試驗樁施工，該階段共有3個試驗區域，如圖2所示。

圖2 第二階段試驗區

（4）結合第一次試驗的數據及相關的施工記錄，進行第二次試驗，重新選擇試驗位置。在重錘10t不變的前提下，提升高度為8m，樁徑1200mm，樁間距2400mm，有效樁深21.2m，夯擊次數每層8 擊，對3 個施工試驗區重新進行試驗數據采集，每個試驗區的回填土填料（虛方）依次為2.0m（313根）、1.5m（313根）、1.0m3（13 根），梅花樁進行跳樁施工，共計試樁39 根。施工時，先施工第一排奇數樁，即按照“隔一打一”順序進行施工，再進行第一排偶數樁施工；第一排完成后按照同樣的順序依次施工第三、第二排樁。檢測結果：樁身壓實系數均達到0.97，樁間土的擠密系數＞0.88。對樁間土的擠密效果，完全能夠消除場地內濕陷性黃土的濕陷性。試驗結果見表2。

表2 第二階段試驗樁試驗數據

（5）根據試樁結果確定該場地SDDC 樁施工，其有效樁長21.2m，樁徑1200mm、樁間距2400mm，樁身壓實系數不小于0.97，樁間土最小擠密系數不小于0.88，平均擠密系數不小于0.93，素土最大干密度1.75g/m3，最優含水率14.3%。施工時，梅花形布置跳樁施工，如圖3所示。

圖3 SDDC樁梅花形布置跳樁施工

2.2 樁位施工放樣

根據試驗數據及現場土質的實際情況，開展大規模地基處理施工，首先依據施工方案提供的現場坐標控制點，采用全站儀進行坐標控制點位復核，樁位坐標點測量精度控制在0.4D（D為樁徑）。按照設計坐標點位進行放點，樁位用白灰和警戒小旗進行標記，以保證樁位的準確度。

2.3 鉆機成孔

SDDC樁成孔利用旋挖鉆機成孔，旋挖鉆機微調施工場地平整度，使鉆機安放平穩，確保機械安全和成孔順直，成孔直徑和孔深按試樁施工參數孔徑D=1200mm，孔深H≥29m（有效孔深21.2m）。成孔機械應保持垂直穩定，垂直度偏差不應大于孔深的2.5%。成孔中心偏差不應超過樁徑的1/4。若出現塌孔、縮孔等情況時，及時解決處理，待處理完成后，繼續鉆孔，直到孔深達到設計要求。

2.4 成孔驗收

為保證孔內濕度，增加樁間土壓實度，鉆孔過程中采取邊鉆進邊適量加水的方式進行，旋挖鉆機成孔后，樁孔先用水平安全網防護，再用立體標準化防護欄桿進行防護，之后監理等相關人員對孔徑（孔徑1200mm）和孔深（有效孔深21.1m）進行驗收，各項指標符合設計要求后，方可組織夯機進行孔內強夯作業。成孔如圖4所示。

圖4 成孔驗收

2.5 孔內回填土料分層夯實

孔深達到設計要求且驗收合格后，將夯機就位對正、調平后，先將夯錘（錘重10t）放下去，在孔底空夯2次，再進行填料，填料采用裝載機每次回填2 方（虛方），夯錘提升高度為8m 自由落體下落，使夯錘自重下落產生的動能沖擊對回填土進行夯填，反復作業夯至設計要求標高，每層夯擊8 次，夯填完成后挪移至下一孔位，成樁直徑≥1600mm。分層夯填如圖5所示。

圖5 SDDC樁檢測點示意圖

圖5 SDDC樁分層夯填示意圖

2.6 樁身、樁間土壓實度檢測

（1）SDDC 樁應檢測樁體和樁間土的干密度，并將其分別換算成平均壓實系數和平均擠密系數。并在地基處理的全部深度內，分層取樣測定擠密土及孔內填料的濕陷性及壓縮性。

（2）孔內填料的夯實質量，應及時抽樣檢查，其數量不得少于總孔數的2%，每臺班不應少于1 孔。全部孔深內，宜每1m 取土樣測定干密度，檢測點的位置應在距孔心2/3孔半徑處，如圖6所示。

2.7 回填料的控制

依據現場土質狀況，填料土采用的素土，其最大粒徑＜100mm，有機質含量＜5%。施工時，回填土料為提前悶制而成，應提前一天加水浸濕，且按照要求用塑料布對加水浸濕土料進行保濕覆蓋，保證第二天回填用量和土的最優含水率，施工含水率控制在最優含水率的±2%左右，實際可用“手握成團、落地開花”的標準直觀地判斷含水率。

3 成樁質量控制

3.1 成樁質量控制要點

（1）嚴格控制填料土的質量，每天對填料、樁身采樣進行含水量的檢查和樁身壓實系數檢測，以指導填料拌合及成樁夯實工作。

（2）樁孔要防止漏鉆，土料干濕要適度，回填厚度和夯擊次數要按規定進行，以免樁出現夾層、松散等情況。

（3）在探井取樣檢測時，探井定位、取樣部位要準確，保證試驗檢測數據的真實性及準確性。

（4）施工順序采用間隔打法，以免因振動、擠壓，造成相鄰樁孔出現頸縮或塌孔。

3.2 成樁質量檢測

承載力檢驗應在成樁14～28d 后進行，鉆探井抽樣檢測時，全部孔深內，宜每1m 取土樣測定干密度，檢測點的位置應在距孔心2/3 孔半徑處。檢測數量不應少于總樁數的1%，且每項單體工程復合地基靜載荷試驗不應少于3 點。經處理后的復合地基濕陷性滿足《濕陷性黃土地區建筑規范》的要求。

4 結束語

SDDC 素土擠密樁是經過實踐證明的效果良好的地基處理技術，經濟且合理，可提高地基承載力，有效減少地基處理時間，縮短項目建設周期。在施工過程中，需加強過程管控，逐項進行報驗，把一切影響施工質量的因素及時控制處理，確保工程施工質量和施工安全。