孔内深层强夯法

孔内深层强夯法处理湿陷性黄土应用实例

罗云海

(中国有色金属工业西安勘察设计研究院西安710054)

摘要:孔内深层强夯法可广泛的处理“大厚度”、杂填、软弱、湿陷、液化、膨胀、人防工事及具有酸、碱、盐的各种疑难地基。作者对一处在湿陷性黄土地区的孔内深层强夯法处理的复合地基的设计、施工、检测进行全面分析，并提出相关建议。

关键词：孔内深层强夯法复合地基湿陷性黄土检测

1前言

孔内深层强夯法是一种深层地基处理法。该方法先成孔至一定深度，然后自下而上分层填料并强夯，形成密实桩体和强力挤密的桩间土（以下简称DDC法）。根据桩身填料不同可分为：素土桩、碴土桩、灰土桩、生石灰桩、三合土桩、粉煤灰桩、水泥土桩和素混凝土桩。DDC法近年来在北京、西安、大连、洛阳、宝鸡、铜川、三门峡、武汉、太原等地广泛应用,取得了很好的经济效益。在湿陷性黄土地区其最大的优点是：处理深度深，可达30米；在消除湿陷性的同时极大地提高地基承载力，减小压缩变形。笔者通过工程实例，对湿陷性黄土地区使用干硬性混凝土做为桩身填料的DDC法（以下简称DDC素混凝土桩）处理地基的设计、施工、检测进行了全面分析。本工程是国内首例使用DDC素混凝土桩处理湿陷性黄土地基的成功典范。

2工程概况

中国航天科技集团公司第四研究院7063-Ⅱ-7416调迁工程S10无损检测工房，1层,其四周为厚3.3m，高19.5m现浇钢筋混凝土墙体，条形基础，对沉降差异敏感。属甲类建筑。

3 场地岩土工程地质条件

建筑场地所处地貌单元属低级黄土塬，其地基处理深度范围内及主要受力层地基土岩性特征、层位组合及承载力特征值见表1。

f值

表1 地基土岩性特征及

ak

f（kPa）

地层编号岩性特征

ak

②黄土：黄褐色，大孔结构，虫孔发育，含少量白色钙质条纹。具湿陷性。 170

硬塑，层厚0.50m～3.30m

③古土壤：红褐色，含钙质条纹及结核，团块结构，局部结核富集。硬塑， 190

层厚1.00m～2.30m

④黄土：褐黄色，含虫孔及蜗牛壳，偶见零星结核。硬塑～可塑，层厚 160

9.80m～11.10m

⑤古土壤：红褐色，团块结构，含钙质条纹及白色的钙质结核，局部结核 190

富集。硬塑～可塑，层厚3.50m～4.50m

⑥黄土：褐黄～黄褐色，虫孔发育，偶见蜗牛壳。硬塑～可塑，层厚 180

4.60m～6.40m

⑦古土壤：红褐色，团块结构，含钙质结核及白色的钙质条纹。硬塑, 190

层厚2.70m～4.40m

场地为自重湿陷性黄土，地基湿陷等级为Ⅲ级（严重）。湿陷性黄土层自基底下算厚18.0m。

地下水位埋深53.50m～56.50m，属潜水。

4 地基处理方案及设计参数

按《GB 50025-2004》规范规定，在自重湿陷性黄土场地上的甲类建筑，应处理基础底面以

下的全部湿陷性黄土层。而针对本工程，既要消除全部湿陷，又要极大地提高地基承载力，因此，设计采用了DDC 素混凝土桩复合地基处理方案。

按正三角形满堂布桩，桩径600mm ，桩长19.4m ，桩间距1000mm ，排距870mm ，桩身填料为干硬性混凝土，坍落度1cm ～2cm ，混凝土强度等级为C25，总桩数761根。桩端位于⑥层黄土。施工结束后，清除上部虚桩，铺设30cm 厚3:7灰土垫层。设计复合地基承载力特征值f spk ≥800kPa 。

5 施工概况

DDC 素混凝土桩施工前，由于场地自然地坪低洼不平，先行用机械分层回填，碾压，控制压实系数c λ≥0.93，厚度约4.0m ～2.0m 。

施工采用机械洛阳铲成孔，隔排跳打施工工艺。填料用机械拌合，人工分层回填，每次填料0.12m 3

，用2.0T 重锤夯实，当重锤落距大于8.0m 时，强夯6击；当重锤落距小于8.0m 时，强夯10击。成孔直径400mm ，最后夯扩成桩直径为600mm 。

6 复合地基质量检测

6.1检测目的

人工地基施工结束后进行质量检测是一个重要环节。本工程检测的主要目的为：①评价素混凝土桩身夯填质量；②评价桩间土湿陷性消除程度及挤密效果；③确定复合地基承载力特征值；④评价复合地基整体均匀性。

检测工作依据现行规范及规程。

6.2检测手段及工作量

检测采用钻探、三桩复合地基载荷试验、低应变反射波法及室内土工试验等综合手段。

1)钻探：在三根桩所夹桩间土中心位置处，因井探极其困难，故采用DPP-100型汽车钻机螺纹钻具干钻成孔，用薄壁黄土取土器静压法采取原状土试样。共布3个钻孔，孔深20.0m ，采取原状样共计48件。

2)桩身混凝土抗压试验:为验证桩身混凝土强度,采取8组试样进行抗压试验。

3)低应变法:为评价桩身混凝土质量及桩身完整性,采用低应变法。在桩身顶部中心位置进行垂直激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身内存在明显密度差异或截面积变化时，将产生反射波，经接收、放大、滤波和资料处理，即可识别来自桩身不同部位的反射信息，根据桩身平均波速，计算缺陷位置，评价桩身完整性。抽检数量100根。

4)三桩复合地基载荷试验:用以确定复合地基承载力特征值，采用圆形钢质压板，面积为26000cm 2

,顶逐级等量加荷，最终荷载1600kPa 。载荷试验点共3处。

6.3检测结果

1）桩间土湿陷性及挤密效果

48件桩间土试验结果显示，只有2件土δs2.0≥0.015。综合分析认为桩间土湿陷性消除。 各层桩间土最小挤密系数的平均值min c η=0.88～1.02，满足《GB 50025-2004》规范不小于0.88之要求，桩间土挤密效果较好。

2）桩身混凝土强度

桩身混凝土试样抗压强度试验报告结果，其强度范围值为29.4MPa ～32.6Mpa ，平均值为30.9Mpa 。满足设计要求。

3）桩身混凝土质量及桩身完整性