SDDC樁是用建筑垃、雜土、素土、石料、灰土、無(wú)毒工業(yè)廢料及它們的混合物等為填料,以SDDC法形成具有較高承載力的樁。
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,工程建設(shè)用地存在大量的雜填、素填、軟弱、濕陷性等地基,由于地基承載力不能滿足上部荷載和沉降變形要求,必須對(duì)地基進(jìn)行處理??變?nèi)深層**夯法[1](Super Down hole Dynamic Compaction)即SDDC樁法通過(guò)動(dòng)力固結(jié)、動(dòng)力置換的機(jī)理,達(dá)到固結(jié)填土、消除黃土濕陷性、提高地基承載力、改善地基均勻性、減少沉降變形的目的。且SDDC樁具有夯擊能量大、施工速度快、樁身材料多樣的特點(diǎn),應(yīng)用于各類(lèi)工業(yè)和民用建筑。隨著設(shè)備性能的提升,對(duì)填土地基、濕陷性黃土地基的處理深度已超過(guò)40m,具有廣泛的適用性。
SDDC樁成孔方式分為機(jī)械鉆孔和沖擊成孔,工程設(shè)計(jì)人員和建設(shè)單位普遍認(rèn)為沖擊成孔處理效果優(yōu)于機(jī)械鉆孔。本文通過(guò)多年工程實(shí)例和試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,客觀評(píng)價(jià)兩種成孔方式對(duì)地基處理效果的影響。
1、SDDC樁作用機(jī)理
SDDC樁通過(guò)圓錐形夯錘在地基深層自下而層夯實(shí)擠密,以高動(dòng)能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密的夯擊作業(yè),對(duì)回填料強(qiáng)制擠壓,形成密實(shí)樁體。同時(shí)夯錘側(cè)面產(chǎn)生極大的動(dòng)態(tài)被動(dòng)土壓力,使樁間土也被強(qiáng)力擠密加固。樁周土被擠密形成強(qiáng)制擠密區(qū)、擠密區(qū)和擠密影響區(qū),使地基受到很高的預(yù)壓應(yīng)力,處理后地基浸水或加載不會(huì)產(chǎn)生明顯的壓縮變形,提高了地基土的力學(xué)性質(zhì)。
SDDC樁在高動(dòng)能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密的夯擊作用下,土體應(yīng)力緩慢釋放,對(duì)樁周土產(chǎn)生側(cè)向約束;樁周土受到側(cè)向應(yīng)力在成樁后緩慢釋放,也對(duì)樁體產(chǎn)生“咬合”作用,增大樁側(cè)阻力。對(duì)于分層地基或軟硬不均地基,SDDC樁形成串珠狀,使樁與樁間土形成密實(shí)整體。處理后復(fù)合地基不僅剛度均勻,而且承載力顯著提升。
2、SDDC樁的成孔方式及特點(diǎn)
按照地基土的類(lèi)型和處理深度的不同,SDDC樁成孔方式可分為機(jī)械鉆孔和沖擊成孔。
機(jī)械鉆孔采用旋挖鉆機(jī)或大直徑螺旋鉆機(jī)取土成孔,一次鉆孔至設(shè)計(jì)深度,為保證樁端土密實(shí),孔底底夯2-3擊。成孔深度為鉆孔深度+底夯沖擊深度。
機(jī)械鉆孔的特點(diǎn):
1、處理深度大。成孔深度由地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)要求和鉆孔設(shè)備鉆孔能力決定,目前處理深度已經(jīng)超過(guò)40m;
2、成樁直徑大。鉆孔后未改變地基土的力學(xué)性質(zhì),通過(guò)高動(dòng)能夯擊擠密,成樁直徑可達(dá)到1.6-2.0m以上;
3、施工速度快。SDDC樁樁間距2.6-3.6m,樁徑1.6-2.0m以上,相對(duì)于傳統(tǒng)擠密樁,樁數(shù)減少80-90%;
4、改善地基均勻性。非均勻地基鉆孔后,自下而層強(qiáng)夯,形成非等徑樁體,達(dá)到改善地基水平和豎向均勻性
5、適用范圍廣。機(jī)械鉆孔適用于大厚度濕陷性黃土、回填土的處理,也可用于軟弱地基的置換處理。
沖擊成孔采用SDDC圓錐形夯錘對(duì)正樁點(diǎn)后,提升至規(guī)定高度釋放,通過(guò)高動(dòng)能沖擊地基,循環(huán)施工,直至孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
沖擊成孔的特點(diǎn):
1、地基加固效果好。通過(guò)夯錘沖擊,將地基土強(qiáng)制擠密至樁周,樁間土擠密效果明顯。
2、雜填土地基成孔。對(duì)于大直徑混凝土、建筑垃圾、開(kāi)山石等雜填地基,鉆機(jī)成孔困難。采用SDDC沖擊成孔,破碎填料的同時(shí)可形成孔道。
3、處理深度小。通過(guò)大量工程實(shí)例,一般沖擊成孔深度小于5-6m比較經(jīng)濟(jì)。
4、軟弱地基施工難度大。對(duì)于軟弱地基,沖擊成孔縮頸情況較為嚴(yán)重,夯擊能量損失大,影響處理效果。
5、施工效率較低。新近回填土沖擊成孔易造成塌孔現(xiàn)象,深度超過(guò)6m成孔時(shí)間長(zhǎng)或無(wú)法達(dá)到處理深度,施工降效非常嚴(yán)重。