DDC法在大厚度湿陷性黄土地区的应用

李永华

(贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州贵阳550001)

DDC法在大厚度湿陷性黄土地区的应用

李永华

(贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州贵阳550001)

通过工程实例探讨了孔内深层强夯法(DDC)在大厚度湿陷性黄土地区的应用，该法既可消除地基土湿陷性，又能大幅提高地基承载力，处理地基的效果显著，且用料广泛，可就地取材，节约耕地，保护生态，降低工程造价，具有广泛的适用性和良好的应用前景。

湿陷性黄土;DDC法;复合地基;地基处理

0 引言

湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，具有大孔和垂直节理，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水浸湿时，土的强度显著降低，在附加压力或在附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形，是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，对建筑物危害性大。湿陷性黄土地区的建筑地基，应根据土质条件和建筑物的类别处理湿陷性黄土，消除湿陷性黄土的部分湿陷量，或消除湿陷性黄土的全部湿陷量。处理湿陷性黄土一般采用垫层法、强夯法、灰土挤密桩法、孔内深层强夯法、预浸水法等。孔内深层强夯法是一种深层地基处理方法，该方法用料广泛，可就地取材，凡能填入孔内的无机固体材料及大量建筑及工业废料均可使用，达到节约钢材、水泥，降低成本，节约耕地，保护生态的良好效果。该法尤其是在大厚度湿陷性黄土地区，能大大消除黄土地基的湿陷性，大幅提高地基承载力，处理地基的效果非常显著，与一般不良地基处理方法相比其技术优势明显。

1 工程概况

青海某大型电解铝项目位于青海省民和县，该建筑地场内地形平坦开阔，该项目主要厂房为跨度27 m，全长512 m的电解车间钢结构厂房，基础采用钢筋混凝土独立基础。

该场地内湿陷性黄土分布深厚，平均厚度达20 m。黄土湿陷性评价为Ⅱ级自重湿陷性黄土，其黄土地基承载力特征值fak=120～160 kPa。场地土对混凝土和混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。

该场地内地下水类型为湿陷性黄土下卵石潜水。地下水稳定水位深度30.2～31.5 m，平均变化幅度为2 m/a。

2 地基处理方案选择

根据《GB 50025－2004湿陷性黄土地区建筑规范》此建筑属甲类建筑，在进行地基处理时，应消除地基的全部湿陷量，加之该厂房单柱荷载大，结合当地湿陷性黄土层平均厚度达20 m，天然地基不能满足规范及设计要求。经过综合考虑地质情况、施工条件、经济性比较等方面因素后，决定采用孔内深层强夯法进行地基处理，此种处理既可以完全清除地基的全部湿陷量，又可以大幅提高地基的承载力。

设计要求DDC法处理后复合地基承载力特征值fak≥300 kPa，桩体灰土压实系数≥0.97，桩间土平均挤密系数≥0.93，设计采用桩径550 mm，桩中心距950 mm，按等边三角形布置，有效桩长18 m，孔内填料为2∶8灰土。

3 孔内深层强夯法作用机理

孔内深层强夯法简称DDC法(down－hole dynamic compaction)，是一种深层地基处理方法，该方法先通过机具成孔至预定深度，然后向孔内由深及浅分层填料，并以高动能、超压强的特制异型重力夯锤，在孔内深层部位进行冲、砸、挤压的超压强、强挤密的夯击作业，使得孔内填料沿竖向深层压密固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固，针对不同的土质，采用不同的工艺，使桩体获得串珠状和扩大头，有利于桩与桩间土的紧密咬合，增大相互之间的摩阻力，从而形成由高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土所组成的复合地基。复合地基整体刚度均匀，承载力可大幅提高;变形模量高，沉降变形小。

DDC法适用范围广泛，可适用于杂填土、砂土、粒土、粉土、淤泥质土、湿陷性黄土等不良地基的处理。DDC法具有高动能、超压强、强挤密作用，处理深度最大可达30 m，在消除地基湿陷性的同时，可以提高地基承载力，减小地基变形，而且可就地取材，用料广泛，施工速度快，节省施工工期，具有明显的经济效益和社会效益，这是一般地基处理方法所无法达到的处理效果。

4 DDC法施工

正式施工前应在现场选择有代表性的地段根据设计要求先进行试桩，依据试桩结果及时调整设计及施工参数。

(1)场地平整。施工前应做好场地平整压实工作，事先消除场地内地上、地下范围内阻碍施工机具运行的管线、洞穴、结构物等，场地地基承载力特征值≥120 kPa。

(2)成孔。采用长螺旋钻孔，成孔机械应保持垂直稳定，垂直度偏差≤1.5%，成孔中心偏差≤桩径的10%，成孔深度应符合设计要求允许偏差为±100 mm，根据土质条件可在孔底预留±1.5原土层，采用重锤强夯至地基处理设计标高。

(3)填料。自下而上分层填料2∶8灰土(灰径≤10 mm，土粒直径≤55 mm，土中有机物含量≤10%)。

(4)夯实。强夯机械应保持垂直稳定，特制异型重锤中心必须与桩孔中心对齐，下落时呈自由落体状态。在强夯过程中，应按照设计规定的填料标准、质量、数量、夯锤击数和落距等有关设计参数作业。

(5)褥垫层。桩顶与基础底面之间应设置500 mm厚2∶8灰土褥垫层，该褥垫层是协调桩与桩间土共同作用，调整受力和沉降的构造层。设计要求在基础垫层下(桩顶处)铺500 mm厚2∶8灰土褥垫层，并压实紧密，压实系数≥0.95。

5 复合地基质量检测

DDC法处理地基施工完成28 d后，可对复合地基进行检测，检测应由具有国家资质的检测机构，根据设计要求、工艺标准，按《CECS 197－2006孔内深层强夯法技术规程》及国家现行标准，对桩、桩间土和复合地基进行抽样检测。检测方法采用静载荷试验和动力触探试验相结合的方法，用以检测复合地基承载力特征值、桩及桩间土密实度，检测数量≥总桩数的0.5%。

上述工程实例中，经检测，DDC法处理后的复合地基承载力特征值，桩及桩间土密实度均满足设计要求。

(1)桩体压实系数＞0.97。

(2)桩间土平均挤密系数＞0.93。

(3)复合地基承载力特征值＞300 kPa。

(4)处理深度范围内地基土，湿陷系数 ＜0.015，可判定湿陷性消除。

6 结语

通过工程实例，采用DDC法处理大厚度湿陷性黄土地基效果显著，能大幅提高地基承载力，消除地基土湿陷性，地基压缩变形小，地基刚度均匀。且用料广泛，可就地取材，节约钢材、水泥，降低工程造价，具有良好的社会效益和经济效益。

大厚度湿陷性黄土地区在我国分布广泛，DDC法地基处理技术具有许多优越性和广泛的适用性，在此类地区建筑地基处理工程中具有良好的应用前景。

[1]GB 50025－2004湿陷性黄土地区建筑规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2004.

[2]CECS 197－2006孔内深层强夯法技术规程[S].北京:中国计划出版社，2006.

[3]JGJ 79－2002建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2002.

Application of Down－Hole Dynamic Compaction(DDC)in Thick－Bedded Collapsible Loess Area

LI Yong－hua
(Guiyang Aluminium－magnesium Design＆ Research Institute，Guiyang 550001，China)

By means of engineering cases，the application of down－hole dynamic compaction(DDC method)in thick－bedded collapsible loess area was discussed.This method，not only to eliminate collapsibility of foundation soil，but also to greatly improve its bearing capacity so that obvious results of treating foundation can gained and raw materials can widely used，has the extensive applicability and good application foreground that can use local materials，save cultivated land，and protect eco－environment so as to reduce the engineering cost.

collapsible loess;DDC method;composite foundation;foundation treating

TU444

A

1004－2660(2012)01－0044－03

2012－01－29.

李永华(1976－)，男，贵州人，工程师.主要研究方向:建筑结构设计.