SDDC水泥土擠密樁成樁質量分析

張 志 剛

(通號建設集團有限公司，湖南 長沙　410000)

0　引言

SDDC技術[1]是在綜合了重錘夯實、強力夯實、鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土預制樁、水泥樁、碎石樁、雙灰樁等地基處理技術的基礎上，吸收其長處，拋棄其缺陷，集高動能、超壓強、強擠密各效應于一體，完成對雜填土、濕陷性黃土等各種土質的地基處理。

該技術[2]是通過孔道將強夯動能引入到地基深處，用異型重錘對孔內填料自下而上分層進行高動能、超壓強、強擠密的孔內深層強夯作業，使孔內的填料沿豎向深層壓密固結的同時對樁周土進行橫向的強力擠密加固。針對不同的土質，采用不同的工藝，使樁體獲得串珠狀、擴大頭和托盤狀。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90年代初由中國建筑科學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,這段時期,國家進行了大規模的基礎建設,土木工程和交通工程蓬勃發展,特別是城市房屋密集,大型施工設備受限的舊城房屋改造的地基處理及交通沿線地區大量深厚不等的素填土或雜填土等軟弱地基處理,選擇一種經濟、安全、合理的地基處理方法顯得尤為迫切,水泥土擠密樁便應運而生。該工法施工簡便靈活、受場地限制小、速度快、無污染、造價低、質量易控制,自從該工法在工程實踐中使用以來,立即被廣大設計人員,建設單位所接受,而且由于水泥土擠密樁處理的復合地基均勻性好,地基強度較高,現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用。

1　工程概況

某項目位于西安市國家航天產業基地一期核心區內，占地169畝，有6個生產車間，1棟技術中心大樓，7棟生產輔助用房及

門衛房，總建筑面積12萬m2。主要結構形式有：混凝土框架結構、鋼結構。擬建1號棟建筑物為技術中心、2號棟為地下車庫1，建筑結構為框剪結構，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水泥土樁進行地基處理，設計樁長14 m。

2　SDDC水泥土施工質量控制措施

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、方斗拌合水泥土

1)選用1臺T50型裝載機配合方斗按1∶6水泥土進行體積計量，并結合挖掘機進行拌合。

2)采用SDDC強夯機沖擊成孔或機械挖孔。

3)控制拌合料粒徑。

優點：水泥土拌合效率高，節約了機械臺班。

2.2.2采取篩土機拌合水泥土

1)選用篩土機按1∶6水泥土進行體積計量，并結合挖掘機進行拌合。

2)采用SDDC強夯機沖擊成孔或機械挖孔。

3)控制拌合料粒徑。

優點：水泥土粒徑得到精準控制。

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

通過試樁達到以下目的：

1)選擇經濟、合理的地基處理施工組織設計。

2)通過試樁，獲得地基處理設計的技術和經濟分析資料，為地基優化設計和施工提供經驗和依據。

3)為工程樁大面積施工提供可靠的施工工藝參數。

2.4　方案的選定

設計及規范[3]的要求：不應采用素土，不得含有松軟雜質，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質水泥，粒徑控制在10 mm以下，滿足規范要求。水泥土樁土的粒徑在250 mm以下，本項目用地征收前全部為耕地，土質松軟，粒徑基本滿足規范要求，個別粒徑較大的采用旋耕機打碎，確保全部符合規范要求。

綜上所述，以上兩種方案中第一個為最優化的現場施工方案，采用裝載機現場計量、拌合水泥土相結合的方法，需要的裝載機較多，但機械選擇方便，施工效率高。在設備投入、工期要求、施工措施費用、技術先進及安裝精度上都有其相當明顯的優勢。

2.5　施工過程控制對策

2.5.1召開專題會議

開始施工前，組織分包負責人、班組長、機械司機、作業人員等對技術交底進行學習，加強工人的質量意識。為施工人員講述施工過程中的重點、難點。從源頭上提高質量意識，為確保成樁質量打下堅實基礎。

實施效果：施工人員的質量意識得到提高，現場施工作業能夠及時得到技術指導。

2.5.2施工現場監督作業

施工現場會同監理共同對作業隊伍監督，重點監督成孔順序、成孔直徑、深度，水泥土拌合的質量，重錘的提升高度及錘擊次數等。

1)本項目采用隔行、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直徑的旋挖機旋挖成孔，成孔直徑的固定值。每成一孔均會同監理與作業隊伍，三方共同確認?？讖胶涂咨畹玫奖ＷC。驗收合格后，立即做好防護工作：土方堆放遠離孔口，機械設備運行時，盡量避免碾壓孔口，成樁空夯前，再一次進行孔深檢查，如有雜物掉入，運用成孔機械返工至設計深度。

2.5.3水泥土拌合的質量控制

1)水泥土拌合比例按體積∶灰=1∶6拌合，并且現場存放試驗室配制的標準水泥土樣本。

2)裝載機應先從堆土場連續裝運18方斗土至拌合場地，后再從堆灰場地裝運3方斗水泥至拌合場地，并結合挖掘機進行拌合。

3)裝載機所拌水泥土必須經過多次攪拌、翻料。如果攪拌的水泥土比(顏色)達不到樣品(顏色)要求，應及時添加水泥土再次攪拌，直至滿足設計要求方可使用。

4)水泥土拌合時根據土料的含水量要控制灑水，嚴禁干拌水泥土。現場灑水后的水泥土以“手捏成團，落地開花”初步控制。

5)為保證水泥土粒徑符合設計要求，拌合時配合人工及時撿拾、粉碎土料中的大土塊。

6)水泥土的拌合質量(配比、含水量)主要由裝載機機手及質檢員控制，如達不到要求時(如無水、水泥土不足)，必須停止拌料。

7)水泥土拌合應根據施工進度同步進行，現拌現用，嚴禁使用超過8 h的水泥土。

2.5.4結合試樁

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的鋼架上用紅油漆標注醒目記號，并貼反光條，方便于夜間觀看。

實施效果：現場作業按照規范要求及技術交底的要求進行，為成樁質量打下堅實的基礎。

3　SDDC水泥土樁成樁質量效果檢查

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儀進行孔位監測，發現孔位整體軸線偏差控制在30 mm以內，標高誤差控制在10 mm以內，均滿足設計規范要求。

3.2　現場檢測、實測

通過施工現場樁體成樁樁徑、樁基復合地基承載力、樁間土消除濕陷性檢測數據進行分析，本工程SDDC水泥土樁成樁質量均能滿足設計規范要求(見圖3)。

4　SDDC水泥土樁效益

4.1　經濟效益

若按水泥土過篩機拌合，嚴格按照工期完成任務，至少需增加4臺過篩機，過篩機租賃費為包月2萬元，則為公司節約4×1×2=8萬元。另外現場施工素土數量難以滿足過篩機要求，需至少增加6萬方素土，按現場素土使用率20%，需補充4.8萬方素土，每方素土外購9元，則節省4.8×9萬元=43.2萬元。合計至少節約51萬元。

4.2　社會效益

SDDC擠密樁技術的創新，在安全、可靠和滿足工期要求的前提下做到了科學、經濟合理，降低了工程造價，節約了資源，展現了我們的自主創新能力，其施工效果得到業主、監理單位一致好評，為企業樹立了良好的社會形象。

5　結論與建議

通過本次SDDC水泥土成樁及施工質量、經濟效益對比發現，SDDC擠密樁處理濕陷性黃土地基是濕陷性黃土地區常用的方法之一，采取使用施工現場鉆孔出土作為水泥土原料，既達到變廢為寶，又給企業增加明顯的經濟社會效益，且成樁質量均滿足設計要求，為進一步提高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值。

參考文獻:

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

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

[3]CECS 197:2006，孔內深層強夯法技術規程[S].