SDDC水泥土擠密樁成樁質(zhì)量分析

張 志 剛

(通號(hào)建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長沙　410000)

0　引言

SDDC技術(shù)[1]是在綜合了重錘夯實(shí)、強(qiáng)力夯實(shí)、鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁、水泥樁、碎石樁、雙灰樁等地基處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，吸收其長處，拋棄其缺陷，集高動(dòng)能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密各效應(yīng)于一體，完成對(duì)雜填土、濕陷性黃土等各種土質(zhì)的地基處理。

該技術(shù)[2]是通過孔道將強(qiáng)夯動(dòng)能引入到地基深處，用異型重錘對(duì)孔內(nèi)填料自下而上分層進(jìn)行高動(dòng)能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密的孔內(nèi)深層強(qiáng)夯作業(yè)，使孔內(nèi)的填料沿豎向深層壓密固結(jié)的同時(shí)對(duì)樁周土進(jìn)行橫向的強(qiáng)力擠密加固。針對(duì)不同的土質(zhì)，采用不同的工藝，使樁體獲得串珠狀、擴(kuò)大頭和托盤狀。有利于樁與樁間土的緊密咬合，增大相互之間的摩阻力，地基處理后整體剛度均勻、承載力高、變形模量高、沉降變形小。

水泥土擠密樁是在20世紀(jì)90年代初由中國建筑科學(xué)研究院地基處理研究所研制的一種處理軟弱地基的新型樁,這段時(shí)期,國家進(jìn)行了大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè),土木工程和交通工程蓬勃發(fā)展,特別是城市房屋密集,大型施工設(shè)備受限的舊城房屋改造的地基處理及交通沿線地區(qū)大量深厚不等的素填土或雜填土等軟弱地基處理,選擇一種經(jīng)濟(jì)、安全、合理的地基處理方法顯得尤為迫切,水泥土擠密樁便應(yīng)運(yùn)而生。該工法施工簡便靈活、受場地限制小、速度快、無污染、造價(jià)低、質(zhì)量易控制,自從該工法在工程實(shí)踐中使用以來,立即被廣大設(shè)計(jì)人員,建設(shè)單位所接受,而且由于水泥土擠密樁處理的復(fù)合地基均勻性好,地基強(qiáng)度較高,現(xiàn)已用于小高層房屋的地基處理,在北京、陜西、河北、河南、甘肅、廣東等地得到廣泛的應(yīng)用。

1　工程概況

某項(xiàng)目位于西安市國家航天產(chǎn)業(yè)基地一期核心區(qū)內(nèi)，占地169畝，有6個(gè)生產(chǎn)車間，1棟技術(shù)中心大樓，7棟生產(chǎn)輔助用房及

門衛(wèi)房，總建筑面積12萬m2。主要結(jié)構(gòu)形式有：混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。擬建1號(hào)棟建筑物為技術(shù)中心、2號(hào)棟為地下車庫1，建筑結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，地上12層、地下1層，占地面積2 565 m2，地下室層高4.5 m，地上部分12層,層高3.9 m。地上建筑面積28 300 m2,地下建筑面積6 382.5 m2，采取1∶6 SDDC水泥土樁進(jìn)行地基處理，設(shè)計(jì)樁長14 m。

2　SDDC水泥土施工質(zhì)量控制措施

2.1　施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

2.2　施工方案的選擇

2.2.1采用裝載機(jī)、方斗拌合水泥土

1)選用1臺(tái)T50型裝載機(jī)配合方斗按1∶6水泥土進(jìn)行體積計(jì)量，并結(jié)合挖掘機(jī)進(jìn)行拌合。

2)采用SDDC強(qiáng)夯機(jī)沖擊成孔或機(jī)械挖孔。

3)控制拌合料粒徑。

優(yōu)點(diǎn)：水泥土拌合效率高，節(jié)約了機(jī)械臺(tái)班。

2.2.2采取篩土機(jī)拌合水泥土

1)選用篩土機(jī)按1∶6水泥土進(jìn)行體積計(jì)量，并結(jié)合挖掘機(jī)進(jìn)行拌合。

2)采用SDDC強(qiáng)夯機(jī)沖擊成孔或機(jī)械挖孔。

3)控制拌合料粒徑。

優(yōu)點(diǎn)：水泥土粒徑得到精準(zhǔn)控制。

SDDC水泥土樁填料的粒徑、配比表見表1。

表1　SDDC水泥土樁填料的粒徑、配比表

2.3　試樁

通過試樁達(dá)到以下目的：

1)選擇經(jīng)濟(jì)、合理的地基處理施工組織設(shè)計(jì)。

2)通過試樁，獲得地基處理設(shè)計(jì)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析資料，為地基優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工提供經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。

3)為工程樁大面積施工提供可靠的施工工藝參數(shù)。

2.4　方案的選定

設(shè)計(jì)及規(guī)范[3]的要求：不應(yīng)采用素土，不得含有松軟雜質(zhì)，不得含有磚、瓦、石塊、植物根莖、建筑垃圾等，不得含有凍土或凍脹土。

本工程水泥均選用優(yōu)質(zhì)水泥，粒徑控制在10 mm以下，滿足規(guī)范要求。水泥土樁土的粒徑在250 mm以下，本項(xiàng)目用地征收前全部為耕地，土質(zhì)松軟，粒徑基本滿足規(guī)范要求，個(gè)別粒徑較大的采用旋耕機(jī)打碎，確保全部符合規(guī)范要求。

綜上所述，以上兩種方案中第一個(gè)為最優(yōu)化的現(xiàn)場施工方案，采用裝載機(jī)現(xiàn)場計(jì)量、拌合水泥土相結(jié)合的方法，需要的裝載機(jī)較多，但機(jī)械選擇方便，施工效率高。在設(shè)備投入、工期要求、施工措施費(fèi)用、技術(shù)先進(jìn)及安裝精度上都有其相當(dāng)明顯的優(yōu)勢。

2.5　施工過程控制對(duì)策

2.5.1召開專題會(huì)議

開始施工前，組織分包負(fù)責(zé)人、班組長、機(jī)械司機(jī)、作業(yè)人員等對(duì)技術(shù)交底進(jìn)行學(xué)習(xí)，加強(qiáng)工人的質(zhì)量意識(shí)。為施工人員講述施工過程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。從源頭上提高質(zhì)量意識(shí)，為確保成樁質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

實(shí)施效果：施工人員的質(zhì)量意識(shí)得到提高，現(xiàn)場施工作業(yè)能夠及時(shí)得到技術(shù)指導(dǎo)。

2.5.2施工現(xiàn)場監(jiān)督作業(yè)

施工現(xiàn)場會(huì)同監(jiān)理共同對(duì)作業(yè)隊(duì)伍監(jiān)督，重點(diǎn)監(jiān)督成孔順序、成孔直徑、深度，水泥土拌合的質(zhì)量，重錘的提升高度及錘擊次數(shù)等。

1)本項(xiàng)目采用隔行、隔列、間隔跳打的方法四遍成孔、成樁的順序如圖2所示。

2)由于采用的是1.2 m直徑的旋挖機(jī)旋挖成孔，成孔直徑的固定值。每成一孔均會(huì)同監(jiān)理與作業(yè)隊(duì)伍，三方共同確認(rèn)。孔徑和孔深得到保證。驗(yàn)收合格后，立即做好防護(hù)工作：土方堆放遠(yuǎn)離孔口，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)，盡量避免碾壓孔口，成樁空夯前，再一次進(jìn)行孔深檢查，如有雜物掉入，運(yùn)用成孔機(jī)械返工至設(shè)計(jì)深度。

2.5.3水泥土拌合的質(zhì)量控制

1)水泥土拌合比例按體積∶灰=1∶6拌合，并且現(xiàn)場存放試驗(yàn)室配制的標(biāo)準(zhǔn)水泥土樣本。

2)裝載機(jī)應(yīng)先從堆土場連續(xù)裝運(yùn)18方斗土至拌合場地，后再從堆灰場地裝運(yùn)3方斗水泥至拌合場地，并結(jié)合挖掘機(jī)進(jìn)行拌合。

3)裝載機(jī)所拌水泥土必須經(jīng)過多次攪拌、翻料。如果攪拌的水泥土比(顏色)達(dá)不到樣品(顏色)要求，應(yīng)及時(shí)添加水泥土再次攪拌，直至滿足設(shè)計(jì)要求方可使用。

4)水泥土拌合時(shí)根據(jù)土料的含水量要控制灑水，嚴(yán)禁干拌水泥土。現(xiàn)場灑水后的水泥土以“手捏成團(tuán)，落地開花”初步控制。

5)為保證水泥土粒徑符合設(shè)計(jì)要求，拌合時(shí)配合人工及時(shí)撿拾、粉碎土料中的大土塊。

6)水泥土的拌合質(zhì)量(配比、含水量)主要由裝載機(jī)機(jī)手及質(zhì)檢員控制，如達(dá)不到要求時(shí)(如無水、水泥土不足)，必須停止拌料。

7)水泥土拌合應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度同步進(jìn)行，現(xiàn)拌現(xiàn)用，嚴(yán)禁使用超過8 h的水泥土。

2.5.4結(jié)合試樁

每次填料3立方(虛方)，在樁長1/2下部，每次填料夯擊4次，重錘落距10 m，在樁長1/2上部，每次填料夯擊6次，重錘落距8 m，其中錘距的控制措施是在夯機(jī)的鋼架上用紅油漆標(biāo)注醒目記號(hào)，并貼反光條，方便于夜間觀看。

實(shí)施效果：現(xiàn)場作業(yè)按照規(guī)范要求及技術(shù)交底的要求進(jìn)行，為成樁質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3　SDDC水泥土樁成樁質(zhì)量效果檢查

3.1　允許偏差

樁身允許偏差表見表2。

表2　樁身允許偏差表

效果檢查：通過對(duì)成孔孔位、孔徑、垂直度測量。采用高精度型全站儀及精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行孔位監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)孔位整體軸線偏差控制在30 mm以內(nèi)，標(biāo)高誤差控制在10 mm以內(nèi)，均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

3.2　現(xiàn)場檢測、實(shí)測

通過施工現(xiàn)場樁體成樁樁徑、樁基復(fù)合地基承載力、樁間土消除濕陷性檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，本工程SDDC水泥土樁成樁質(zhì)量均能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求(見圖3)。

4　SDDC水泥土樁效益

4.1　經(jīng)濟(jì)效益

若按水泥土過篩機(jī)拌合，嚴(yán)格按照工期完成任務(wù)，至少需增加4臺(tái)過篩機(jī)，過篩機(jī)租賃費(fèi)為包月2萬元，則為公司節(jié)約4×1×2=8萬元。另外現(xiàn)場施工素土數(shù)量難以滿足過篩機(jī)要求，需至少增加6萬方素土，按現(xiàn)場素土使用率20%，需補(bǔ)充4.8萬方素土，每方素土外購9元，則節(jié)省4.8×9萬元=43.2萬元。合計(jì)至少節(jié)約51萬元。

4.2　社會(huì)效益

SDDC擠密樁技術(shù)的創(chuàng)新，在安全、可靠和滿足工期要求的前提下做到了科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理，降低了工程造價(jià)，節(jié)約了資源，展現(xiàn)了我們的自主創(chuàng)新能力，其施工效果得到業(yè)主、監(jiān)理單位一致好評(píng)，為企業(yè)樹立了良好的社會(huì)形象。

5　結(jié)論與建議

通過本次SDDC水泥土成樁及施工質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比發(fā)現(xiàn)，SDDC擠密樁處理濕陷性黃土地基是濕陷性黃土地區(qū)常用的方法之一，采取使用施工現(xiàn)場鉆孔出土作為水泥土原料，既達(dá)到變廢為寶，又給企業(yè)增加明顯的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，且成樁質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)要求，為進(jìn)一步提高SDDC水泥土樁地基承載力和消除地基的全部濕陷量或部分濕陷量，提供可靠的保證和參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]錢鴻縉,王繼唐，羅宇生,等.濕陷性黃土地基[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1985.

[2]朱武衛(wèi).濕陷性黃土場地上大直徑灰土擠密樁試驗(yàn)研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2008.

[3]CECS 197:2006，孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法技術(shù)規(guī)程[S].