双向螺旋挤土灌注桩(SDS桩)在湿陷性黄土地基中的应用

双向螺旋挤土灌注桩（SDS桩）在湿陷性黄土地基中的应用

作者：王康

来源：《科技视界》2017年第20期

【摘要】本文结合甘肃民族师范学院10号学生公寓楼严重湿陷性黄土地基采用双向螺旋挤土灌注桩处理形式的工程实例，综合叙述了运用这种桩形式来处理湿陷性的条件、参数、工艺等，并对其今后在工程中的应用、发展方向进行了分析。

【关键词】双向螺旋挤土灌注桩；湿陷性

中图分类号： J905 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）20-0083-002

Application of Two-way Spiral Squeezed Cast-in-place Pile（SDS Pile）in Collapsible Loess Foundation

WANG Kang

（Gansu Nationalities Normal University，Hezuo Gansu 747000，China）

【Abstract】In this paper，combined with the engineering example of the treatment of severe collapsible loess foundation in the apartment building of No.10 student college in Gansu province，the condition of using the pile form to deal with the collapsibility is described synthetically.，And so on，and its future in the application of the project， the development direction of the analysis.

【Key words】Two-way spiral squeeze pile；Collapsibility

1 双向螺旋挤土灌注桩（以下简称SDS桩）的背景及发展概况

桩基础的一般性分类分为：摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩，根据成桩方式对地层的影响分为：非挤土桩、部分挤土桩及挤土桩。根据以上的分类我们就提出了今天所说的SDS桩。在我国从2000年开始首先提出了螺纹桩，直到2007年由中国京冶工程技术有限公司联合其他单位研发了SDS桩并且应用于工程实际。它的成套技术属于岩土工程中的桩基技术领域，在我国得到了广泛的应用。它的推广和应用无疑是一种安全、经济、施工快捷的地基处理方式，并能有效的消除地基土的湿陷性，提高地基土的承载力。但在国内目前能够查阅到的专项规范只有河南省《双向螺旋挤密桩技术规范》（DBJ14-T132-2014）和山东省《螺旋挤土灌注桩技术规范》（DBJ14-019-2012）这两种规范，甘肃省和其他省份还没有出台关于SDS桩的相关规范和标准。本文将结合工程实例做如下阐述。

2 SDS桩的技术原理

SDS桩的主要技术原理：采用自主研发的双向螺纹封闭挤扩钻头，在桩工钻机扭矩与竖向压力作用下，在成桩过程中使用机械压力挤扩工艺，将桩孔中的土体挤压到桩孔周围的土体中，形成圆柱挤土型灌注桩。通过这种特殊技术手段实现桩周围土体物理挤密效应，导致桩周围土体应力水平上升与土体抗剪强度提高，宏观表现为SDS桩侧摩阻力、极限承载力提高和桩基变形性能改善。

用于SDS桩的双向螺旋封闭挤扩钻头，包括中空的连接杆、在连接杆的顶端设有连接法兰盘，底端设有钻尖，所述连接杆的下部从下至上依次同轴的套装有或一体的制有下螺旋挤扩体、封闭挤扩体和动密封挤扩体，所述动密封挤扩体为横截面自下而上逐渐缩小的圆台体，动密封挤扩体的外侧壁设有左旋的动密封螺旋挤扩叶片；所述封闭挤扩体为圆柱体；所述下螺旋挤扩体为横截面自下而上逐渐增大的圆台体。下螺旋挤扩体的外侧壁设有右旋的下螺旋挤扩叶片，所述动密封螺旋挤扩叶片和所述下螺旋挤扩叶片的外径不大于所述封闭挤扩体的外径。如图1所示，2、3、4分别为动密封挤扩体、下螺旋挤扩体和封闭挤扩体。其基本原理如图2所示。

3 工程实例

3.1 施工概况

甘肃民族师范学院10号学生公寓楼位于甘肃省甘南州合作市西边，拟建的10号学生公寓楼显“一”字型金南北向布置，长宽分为为124.5m和19.7m，场地占地面积约2453m2，总建筑面积约13300m2，以6层为主局部5层和7层的框架结构，无地下室。

3.2 地质条件分析

该项目地貌单元属山麓斜坡堆积区，具体表现为斜坡坡积与格河冲积区。自上而下人工新近回填的素填土，厚度不均匀，为0.8-2.2m；粉土：分布在场地北侧，约占场地的2/3，厚度为24.6-28.9m；砾砂：分布在场地南侧，约占场地的1/3，厚度17.2-22.2m；粉土：分布全场地，层面有起伏，埋深一般为19.4-28.9；角砾、强分化粗砂岩、中分化粗砂岩。根据土工试验数据，粉土的湿陷性系数（δs）最大值为0.063，自重湿陷性系数（δzs）最大值为0.042；计算总湿陷量（Δs）为大于726.63-1197.88mm，自重湿陷量（Δzs）为650.63-1294.95mm，从试验结果并根据《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50020-2004，该场地为自重湿陷性场地，主要在场地北侧，占总面积的2/3，湿陷性土层最大下限深度可按25.0-28.9m考虑，湿陷等级Ⅲ-Ⅳ级。湿陷程度为很严重。

3.3 试桩间土工试验参数

我们在场地北侧，根据地勘报告，在湿陷性最严重的区域做了三组试桩，每组三根桩，桩径500，桩深28m-30m，成桩后在三组试桩中心各挖三个探井，取土样做如下试验：

根据以上试验数据可得，在三组试桩已完全消除其周围的湿陷性，可以使用SDS桩这种处理形式用于消失这片场地的湿陷性。

4 工艺参数总结

根据本工程的施工设备及人员配置、施工过程的数据分析及成桩检测结果，总结在各种地层情况下，选用JZU-180型液压步履式螺旋钻孔机施工，HBT6016110SD输送泵配合时，可选用以下参数进行施工。

（1）钻进速度控制。粉质黏土层：3m～3.5min/m，圆砾土、泥岩层：3.5～4.0min/m。

（2）地质情况：经过钻渣查验，现场地质情况与地质报告相符。

（3）终孔标准：以终孔电流值以150～180A之间为钻入持力层作为主控项目，以桩长作为校核。

（4）灌注混凝土拔管速度。泵压控制为5MPa，以1m～2.5m/min的速度拔管，根据泵送管道长度及混凝土和易性等适当调整。

（5）灌注标高：混凝土灌注至桩顶，桩顶采用人工振捣密实抹平，可满足桩顶密实度要求。

5 总结

SDS桩按照现市场价格，旋挖钻孔灌注桩1700元/m3，Φ50mm双向螺旋挤土灌注桩480元/米。在施工过程中对桩身周围土体影响显著，消除了地基土的湿陷性，增加了土体的承载能力，进而增强了土体的侧向阻力，增加了单桩竖向承载力，成孔后无清底、护壁，塌孔等质量问题，也不易产生断桩和缩颈等问题，桩身质量可靠，强度高，承载能力较强，施工过程不受地下水的影响，无取土，无噪声，无振动，无泥浆排放与污染，环保效果非常显著。在湿陷性黄土地基是一种发展前景广阔的地基处理方法。

【参考文献】

[1]《双向螺旋挤密桩技术规范》（DBJ14-T132-2014）.

[2]《螺旋挤土灌注桩技术规范》（DBJ14-019-2012）.

[3]陈素玲，郭海龙，肖书超.双向螺旋挤土灌注桩在湿陷性黄土地区的应用，2014.11.

[4]兰州华夏岩土技术开发公司.甘肃民族师范学院10号学生公寓楼工程场地岩土工程勘察报告，2014.05.