孔内深层强夯(DDC)施工方法及应用

浅谈孔内深层强夯（DDC）施工方法及应用

【摘要】本文主要介绍了孔内深层强夯（ddc）技术作用机理及其与其他地基处理方法的比较，并介绍了孔内深层强夯（ddc）设计、施工及其检测方法、及从中得到的结论。

【关键词】ddc；设计；施工；应用

一、引言

建筑物为新城区集中供热工程，锅炉房配套设施烟囱、护坡。拟建配套设施施工场地呈长方形字形体布置，平面尺寸分别为99m×4.0m两个、15.588×5.0、12.4根据新城区集中供热工程《岩土工程勘察报告》，工程构（建）7×14.40构筑物处理面积约有1050m2；整个场地需处理的区域地基采用复合地基。

二、地基处理方案的确定

在确定地基处理方案时，就根据工程的实际情况，考虑各种地基处理方法的适应性、经济性，确定既安全可靠、又经济合理的地基处理方法。

1.强夯法

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。一般情况下，对于饱和淤泥质粘土或淤泥质粘土，由于其含水量高，粘粒含量多，粗颗粒含量少，渗透性差，直接受用强夯效果差，甚至强夯后地基承载力会降低。对于本工程因其含水量高，土质松散，软硬不均，孔隙比大，且土层厚底差别较大，承载力很低，不能满足要求。直接采用强夯法

难以提高地基承载力，而且也不能消除地期的不均匀性。显然，本工程不能采用强夯法处理地基。

2.换填法

换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土和素填土的地基处理及暗沟、暗塘的浅层处理。对于本工程如果采用换填法处理地基，工程造价较高。因此，本工程也不宜采用换填法处理地基。综合比较后，本工程决定采用孔内深层强夯处理地基。

三、孔内深层强夯（ddc）技术作用机理

孔内深层强夯（ddc）技术是通过机具成孔（钻孔或冲孔），然后通过孔道在地基处理的深层部位进行填料，用具有高动能的特制重力夯锤进行冲、砸、挤压高压强、强挤的夯击作业，从而达到加固地基、消纳垃圾及渣土的目的，使地基承载性状显著改善。这是一般地基处理技术都不具备的，是具有显著特色的地基处理方法。通过与其他地基处理方法的比较，可清楚地看出孔内深层强夯（ddc）技术作用机理的合理性和优越性。

1.孔内深层强夯法与强夯法的比较

强夯法在我国已广泛应用于处理地基，但其缺点是施工噪音大，单位夯击能量小，夯击时是动力压密；因存在强夯有效区和影响区的差别，深层处土层难以达到压密的效果，地基的加固深度受到限制。对于有深层软弱下的卧层的地基，只有增大吊车起重能力和吊锤重，才可奏效。

孔内的深层强夯（ddc）技术是以强夯重锤对孔内深层部位填料，

进行分层强夯或边填料边强夯的孔内深层作业。其特点是施工噪音小，公害小，在重量小，压强高特制重锤作用下，能产生几千千牛米每平方米（kn.m/㎡）压强高的动能，目前使用的特制重锤重量为100～180kn。由于桩锤直径小，在具有相同锤重或落距的条件下，孔内深层强夯的单位面积夯击能量比强夯法要大得多。施工时由深及浅的在孔内分层填料，分层强夯击或边填边夯，因此该方法具有高动能、高压强，强挤密的作用。在深层处直接加固软弱下卧层，自下而上均匀加固地基，最深可达30m，而强夯法一般有效加固深度不到10m。

孔内深层强夯技术使用的桩锤不是平面形状的，而是呈尖锥柱状或橄榄状，比平面优越得多。其夯击时，对下层填料是深层动力夯、砸、压密作用，对上层填料是动力夯、砸、劈裂和强制侧向挤压作用。通过桩锤的动力夯击，在锤侧面上产生极大的被动土压力，锤推土迫使填料向周边强制挤出，桩间土也被强力挤密加固。

孔内深层强夯技术使处理的地基自上而下都得到加固，使地基呈均匀密状态。而强夯法加固的地基则上强下弱，若地基有深层软弱下卧层时，则很难达到加固地基的目的。

总之，采用孔内深层强夯处理的地基的密实性和均匀性都好，其夯击能量高、加固深度大。而桩锤比强夯锤重量小，对机具条件要求低，所造成的公害小，与强夯法加固地基相比，有很大的优越性。

2.孔内深层强夯法与柔性加固桩的比较

灰土桩、砂桩、碎石桩等柔性加固桩等都已被广泛使用，其缺点

是加固施工用的桩锤小，成桩的桩径小，夯击能量小，加固料的选择受到限制，压密效果差，对桩侧土挤密的侧压力小，桩间土被加固的效果较差。加固后的复合地基，其承载性状虽有改善，但加载后会发生变形或浸水后会有一定的湿陷量。用这类柔性桩加固的复合地基，其地基承载力一般不超过原地基的2倍或接近于天然地基。因此用这些柔性桩加固的地基不能承受较大荷载，不宜用于对沉降要求严格的重要建筑物的。而且由于施工机具的限制，其处理深度也是有限的。

孔内深层强夯技术在加固地基时，采用较重夯锤，孔内加固料单位面积受到高动能、强夯击，使地基土受到很高的预压应力，处理后的地基浸水或加载都不会产生明显的压缩变形，地基承载力可提高3～9倍。

采用孔内深层强夯法加固的桩体，由于采用高能量的高压夯击和动态冲、砸、挤压的强力压实和挤密作用，使桩体十分密实，在受到很大夯击能后的缓慢释放，不断对桩周围土著人体施加侧向挤压力。而桩周围土体受到的侧向强力挤密应力，成桩后也慢慢释放，对桩体产生很大的侧向约束“咬合”增大于侧壁摩阻力，使加固后的桩与桩间土开成一个密实整体。处理后的复合地基不仅刚度均匀，而且承载性状显著改善。其桩土应力为一般土体的3～5倍。

四、孔内深层强夯渣土桩施工方法

1.施工前的准备

施工前应做好场地平整工作，场地必须坚实，不得有软塑土、虚

土，并复核基础轴线以及桩孔位置等。

⑴成孔：优先选用钻孔，也可用冲击成孔。成孔机具必须保持垂直稳定，垂直度偏差不大于2.0%。成孔中心偏差不超过桩距的确5%。成孔深度应符合设计要求，允许偏差为±100mm。根据土质条件可在孔底余留1.5m左右原土层，采用重锤强夯化超压强、冲、砸挤压至地基处理设计标高。

⑵填料：渣土料径一般不超过孔径的1/4，本工程料径不大于100mm。

⑶夯实：强夯机就位必须做到稳定垂直，强夯重锤必须与桩孔中对中。强夯过程中，必须严格遵照设计填料的质量、数量、重锤的击九及落距等有关设计参数。

⑷虚桩夯实：由于本工程的基底标高接近自然地面，须充分利用桩项的虚桩，在桩顶加填级配砂石，用强夯夯实至基底标高。

⑸褥垫层：为避免应力在桩项过于集中，使桩与桩间土变形相协调，基础垫层下（即桩顶处）须铺设200mm厚级配砂石褥垫层，并碾压密实。

2.孔内深层强夯渣土桩实地施工检测结果

地基处理施工完成7天后，甘肃省建筑科学研究院地基检测所对渣土桩复合地基进行了检测，采用了平板静载荷试验方法。检测点数不小于桩数2%。共选3个检测点。压板面积1.0㎡，最大压荷值为400kpa。

检测结果显示，该渣土桩复合地基承载为标准值不小于180kpa，