雙向螺旋擠土灌注樁（SDS樁）在濕陷性黃土地基中的應用

王康

【摘 要】本文結合甘肅民族師范學院10號學生公寓樓嚴重濕陷性黃土地基采用雙向螺旋擠土灌注樁處理形式的工程實例，綜合敘述了運用這種樁形式來處理濕陷性的條件、參數、工藝等，并對其今后在工程中的應用、發展方向進行了分析。

【關鍵詞】雙向螺旋擠土灌注樁；濕陷性

中圖分類號： J905 文獻標識碼： A 文章編號： 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 雙向螺旋擠土灌注樁（以下簡稱SDS樁）的背景及發展概況

樁基礎的一般性分類分為：摩擦樁、端承樁、摩擦端承樁，根據成樁方式對地層的影響分為：非擠土樁、部分擠土樁及擠土樁。根據以上的分類我們就提出了今天所說的SDS樁。在我國從2000年開始首先提出了螺紋樁，直到2007年由中國京冶工程技術有限公司聯合其他單位研發了SDS樁并且應用于工程實際。它的成套技術屬于巖土工程中的樁基技術領域，在我國得到了廣泛的應用。它的推廣和應用無疑是一種安全、經濟、施工快捷的地基處理方式，并能有效的消除地基土的濕陷性，提高地基土的承載力。但在國內目前能夠查閱到的專項規范只有河南省《雙向螺旋擠密樁技術規范》（DBJ14-T132-2014）和山東省《螺旋擠土灌注樁技術規范》（DBJ14-019-2012）這兩種規范，甘肅省和其他省份還沒有出臺關于SDS樁的相關規范和標準。本文將結合工程實例做如下闡述。

2 SDS樁的技術原理

SDS樁的主要技術原理：采用自主研發的雙向螺紋封閉擠擴鉆頭，在樁工鉆機扭矩與豎向壓力作用下，在成樁過程中使用機械壓力擠擴工藝，將樁孔中的土體擠壓到樁孔周圍的土體中，形成圓柱擠土型灌注樁。通過這種特殊技術手段實現樁周圍土體物理擠密效應，導致樁周圍土體應力水平上升與土體抗剪強度提高，宏觀表現為SDS樁側摩阻力、極限承載力提高和樁基變形性能改善。

用于SDS樁的雙向螺旋封閉擠擴鉆頭，包括中空的連接桿、在連接桿的頂端設有連接法蘭盤，底端設有鉆尖，所述連接桿的下部從下至上依次同軸的套裝有或一體的制有下螺旋擠擴體、封閉擠擴體和動密封擠擴體，所述動密封擠擴體為橫截面自下而上逐漸縮小的圓臺體，動密封擠擴體的外側壁設有左旋的動密封螺旋擠擴葉片；所述封閉擠擴體為圓柱體；所述下螺旋擠擴體為橫截面自下而上逐漸增大的圓臺體。下螺旋擠擴體的外側壁設有右旋的下螺旋擠擴葉片，所述動密封螺旋擠擴葉片和所述下螺旋擠擴葉片的外徑不大于所述封閉擠擴體的外徑。如圖1所示，2、3、4分別為動密封擠擴體、下螺旋擠擴體和封閉擠擴體。其基本原理如圖2所示。

3 工程實例

3.1 施工概況

甘肅民族師范學院10號學生公寓樓位于甘肅省甘南州合作市西邊，擬建的10號學生公寓樓顯“一”字型金南北向布置，長寬分為為124.5m和19.7m，場地占地面積約2453m2，總建筑面積約13300m2，以6層為主局部5層和7層的框架結構，無地下室。

3.2 地質條件分析

該項目地貌單元屬山麓斜坡堆積區，具體表現為斜坡坡積與格河沖積區。自上而下人工新近回填的素填土，厚度不均勻，為0.8-2.2m；粉土：分布在場地北側，約占場地的2/3，厚度為24.6-28.9m；礫砂：分布在場地南側，約占場地的1/3，厚度17.2-22.2m；粉土：分布全場地，層面有起伏，埋深一般為19.4-28.9；角礫、強分化粗砂巖、中分化粗砂巖。根據土工試驗數據，粉土的濕陷性系數（δs）最大值為0.063，自重濕陷性系數（δzs）最大值為0.042；計算總濕陷量（Δs）為大于726.63-1197.88mm，自重濕陷量（Δzs）為650.63-1294.95mm，從試驗結果并根據《濕陷性黃土地區建筑規范》GB50020-2004，該場地為自重濕陷性場地，主要在場地北側，占總面積的2/3，濕陷性土層最大下限深度可按25.0-28.9m考慮，濕陷等級Ⅲ-Ⅳ級。濕陷程度為很嚴重。

3.3 試樁間土工試驗參數

我們在場地北側，根據地勘報告，在濕陷性最嚴重的區域做了三組試樁，每組三根樁，樁徑500，樁深28m-30m，成樁后在三組試樁中心各挖三個探井，取土樣做如下試驗：

根據以上試驗數據可得，在三組試樁已完全消除其周圍的濕陷性，可以使用SDS樁這種處理形式用于消失這片場地的濕陷性。

4 工藝參數總結

根據本工程的施工設備及人員配置、施工過程的數據分析及成樁檢測結果，總結在各種地層情況下，選用JZU-180型液壓步履式螺旋鉆孔機施工，HBT6016110SD輸送泵配合時，可選用以下參數進行施工。

（1）鉆進速度控制。粉質黏土層：3m～3.5min/m，圓礫土、泥巖層：3.5～4.0min/m。

（2）地質情況：經過鉆渣查驗，現場地質情況與地質報告相符。

（3）終孔標準：以終孔電流值以150～180A之間為鉆入持力層作為主控項目，以樁長作為校核。

（4）灌注混凝土拔管速度。泵壓控制為5MPa，以1m～2.5m/min的速度拔管，根據泵送管道長度及混凝土和易性等適當調整。

（5）灌注標高：混凝土灌注至樁頂，樁頂采用人工振搗密實抹平，可滿足樁頂密實度要求。

5 總結

SDS樁按照現市場價格，旋挖鉆孔灌注樁1700元/m3，Φ50mm雙向螺旋擠土灌注樁480元/米。在施工過程中對樁身周圍土體影響顯著，消除了地基土的濕陷性，增加了土體的承載能力，進而增強了土體的側向阻力，增加了單樁豎向承載力，成孔后無清底、護壁，塌孔等質量問題，也不易產生斷樁和縮頸等問題，樁身質量可靠，強度高，承載能力較強，施工過程不受地下水的影響，無取土，無噪聲，無振動，無泥漿排放與污染，環保效果非常顯著。在濕陷性黃土地基是一種發展前景廣闊的地基處理方法。

【參考文獻】

[1]《雙向螺旋擠密樁技術規范》（DBJ14-T132-2014）.

[2]《螺旋擠土灌注樁技術規范》（DBJ14-019-2012）.

[3]陳素玲，郭海龍，肖書超.雙向螺旋擠土灌注樁在濕陷性黃土地區的應用，2014.11.

[4]蘭州華夏巖土技術開發公司.甘肅民族師范學院10號學生公寓樓工程場地巖土工程勘察報告，2014.05.

[5]蘭州華夏巖土技術開發公司.甘肅民族師范學院10號學生公寓樓試驗樁檢測報告，2014.11.endprint