SDDC法特點及幾種地基處理方法的比較

黃 海 任 靜 梁進修

（桂林理工大學 土木與建筑工程學院，廣西 桂林 541004）

1 前言

當上部結(jié)構(gòu)荷載較大,對沉降的要求較高時,而場地是濕陷性黃土且地基承載力較低,不能滿足地基承載力及沉降變形的要求時,必須對地基進行處理或采用樁基礎?？紤]到施工條件、經(jīng)濟因素的影響,孔內(nèi)深層超強夯法（super down hole dynamic consolidation）即SDDC法是一種合適地基處理方法。該法既可以消除黃土濕陷性，又能提高地基承載力，特別適用于深厚濕陷性黃土的地基處理。

2 SDDC工法的特點

該工法用機具成孔,成孔方法可采用鉆機鉆孔或振沖法成孔,成孔后往孔內(nèi)填料,用特制的橄欖形重力夯錘進行夯擊,壓實,擠密。此法由于在孔內(nèi)進行夯實，夯擊的效率高,成孔的效果好，此種方法具有以下特征：

（1）可處理濕陷性黃土、膨脹土、雜填土等各類疑難地基，可用于煤礦采空區(qū)的治理，垃圾回填場的地基處理。

（2）可利用的資源很豐富?？芍苯永脧U棄的建筑混凝土、廢磚塊，也可采用破碎后的道路混凝土路面板。在山區(qū)附近，可直接開鑿山石，方便就地取材，節(jié)省運輸費用。在煉鋼廠附近，有好多鋼渣堆積如山，采用鋼渣，可節(jié)約占地面積，消除污染，美化環(huán)境。這種方法可以充分利用所在地的環(huán)境條件，節(jié)約鋼材、水泥，經(jīng)濟效益顯著，其它的方法很難與它比擬。

（3）適用能力強，施工的質(zhì)量好，對地基承載力的提高大。該方法可以消除地下水的影響，不論是否處于地下水位以下都可以采用該法處理。

（4）該法兼有復合地基的特性和樁基的特性。

（5）該法的高動能、超壓強和強擠密效果可明顯的消除地基土的濕陷，土壤的液化性。

（6）地基加固的深度大，呈串珠狀，而且上下均勻，持力層范圍內(nèi)的地基土層都得到加固，深層的軟弱下臥層也可加固，可顯著地改善土性。

（7）地基壓縮模量高，沉降變形小，處理后的復合地基整體剛度均勻。樁與樁間土的共同作用效果佳。樁孔中的材料在受到強力沖擊擠壓下，樁間土明顯往側(cè)向擠壓密實，從而使處理后的復合地基上下均勻，橫向抱緊成團，密實度高。

（8）由于噪聲小，不擾民，可在市區(qū)中使用。

（9）變廢為寶，是一種處理和重新利用建筑垃圾的新途徑。這個方法也是好多地基處理方法都具有的特點。在當前，很多建國時期的建筑物和構(gòu)筑物都達到或?qū)⑦_到設計使用年限或者喪失使用功能面臨拆除的情況下，該法是一種不錯的地基處理方法。

3 SDDC工法現(xiàn)場施工中的問題

3.1 實際施工現(xiàn)場比想象中要困難，當場地常年有積水或者土層的含水量較高，沖擊成孔吸錘現(xiàn)象比較嚴重，造成成孔的時間長，困難大。

3.2 人工成孔。人工成孔過程中要控制樁徑誤差小于20mm，垂直度偏差小于1.5%。誤差太大會使重錘下落過程受阻損失沖擊能量，也會使錘與孔之間間隙過大減小擠密效果。

3.3 樁定位。挖孔前對樁位必須進行準確定位。嚴格按設計樁位進行布點。

3.4 如果采用廢棄的混凝土要事先剔除其中的鋼筋，把混凝土塊碎成小塊粒徑的混凝土骨料。

3.5 填料拌制?，F(xiàn)場施工應嚴格按比例拌制填料，嚴格控制拌合后灰土中的含水率。

3.6 成孔的差異性較大。成樁中可以觀察到某一段樁體成樁較快，而某一段樁體成樁較慢；孔中的土層產(chǎn)生強烈的橫向擠密，樁體直徑隨地質(zhì)土層密實度的變化而變化，從而使樁身在豎向呈不等徑的串珠狀。

4 SDDC法與其他幾種地基處理方法的比較

SDDC法結(jié)合了強夯與擠密的優(yōu)勢，它通過對樁體、樁間土進行擠密，使復合地基承載力提高，地基土濕陷性得到消除。以下通過與其他幾種地基處理方法的比較，可進一步說明該作用機理。

4.1 與強夯法的比較

強夯法夯擊動能很大，但夯錘作用面積也大，單位面積夯擊能量較小，夯擊時僅是表層土壓實，深層難以壓密，加固深度受到限制。SDDC法具有高動能、超壓強、強擠密的作用，且處理深度達到30m。SDDC法的樁錘呈尖錐狀或橄欖狀，夯擊時對下層填料進行夯實壓密，對上層填料進行動力夯、砸、劈裂和強制側(cè)向擠壓，通過樁錘的動力夯擊，在錘側(cè)面上產(chǎn)生極大的動態(tài)被動土壓力，錘推土迫使填料向周邊強制擠出，樁間土也被強力擠密加固。該方法處理的地基，自下而上都得到加固，且樁和樁間土均呈均勻密實狀態(tài)，而強夯法加固的地基上強下弱，有軟弱下臥層時，達不到加固的目的。

4.2 與柔性加固樁的比較

灰土擠密樁等柔性樁所采用的樁錘小，成樁直徑小，夯擊能量小，壓密效果低，對樁側(cè)土擠密的側(cè)壓力小，樁間土被加固的效果差，加固后的復合地基承載力不超過原地基的二倍或接近與天然地基，由于受施工機具的限制，其處理深度也是有限的，因此不適用于承受較大荷載及對沉降要求嚴格的重要建筑。

SDDC法采用特制的重錘單位面積受到高動能強夯擊，處理后的復合地基承載力可提高3~9倍。SDDC法的樁體十分密實，樁體在受到很大夯擊能量后應力緩慢釋放，不斷對樁周土產(chǎn)生很大的側(cè)向約束“抱緊”作用，使其具有半柔半剛的特點。對于分層地基或較硬的不均勻土層，會形成“串珠”狀態(tài)，有利于樁與樁側(cè)土的“咬合”，增加了樁側(cè)摩阻力，使加固后的樁與樁間土形成一個密實整體。

4.3 與剛性樁的比較

混凝土鉆孔灌注樁等剛性樁，樁側(cè)土未被擠密，基礎靠剛性樁承載，不能充分發(fā)揮樁側(cè)土的作用，而濕陷性黃土層產(chǎn)生的負摩阻力，又使樁長大大增加。這類樁使用鋼筋和混凝土，工程造價遠高于SDDC法。另外，混凝土灌注樁在混凝土收縮硬化時，樁體混凝土與樁側(cè)土間處出現(xiàn)裂縫，使樁側(cè)摩阻力下降，而SDDC法在成樁后樁側(cè)土對樁體產(chǎn)生很好的咬合作用，可形成良好的整體受力狀態(tài)。

5 社會經(jīng)濟效益分析與評價

經(jīng)濟效益方面，SDDC工法施工工藝簡單，成孔速度快，效率高，其單樁承載力大，消除濕陷性效果顯著，并且該方法可以就地取材，成孔時無需取土，與鉆孔灌注樁等其它方法相比，節(jié)約了鋼材、水泥，減少了開挖基坑和成孔時的土和泥漿外運，大大節(jié)約了工程費用。

社會效益方面，SDDC工法施工現(xiàn)場干凈，無泥漿污染，對周圍環(huán)境的影響小，施工公害小，而且該方法可大量消耗廢料和垃圾。因此，無論是從經(jīng)濟技術上還是從社會效益方面來看，SDDC工法都是一種較為理想的地基處理方法。

6 小結(jié)

6.1 我國濕陷性黃土分布比較普遍，建議在濕陷性黃土地區(qū)推廣使用SDDC法處理地基。在遇到濕陷性黃土地基時,傳統(tǒng)的地基處理方法效果不理想或工程費用高,而SDDC法可以達到較好的技術效果和經(jīng)濟效益。

6.2 采用SDDC法處理地基時，可采用廢棄土、建筑垃圾為填料，節(jié)省了建筑材料，減小環(huán)境污染。

6.3 SDDC法對樁周土有良好的擠密效果，使樁周土的承載力提高，土壓縮性減小，消除濕陷性效果好，處理深度較深。

[1]JGJ79-2002,建筑地基處理技術規(guī)范.

[2]CECS197：2006,孔內(nèi)深層強夯法技術規(guī)程.

[3]GB50025-2004,濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范.

[4]地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1988.