濕陷性黃土地基DDC樁復合地基應用研究

宋明帥 李雅博

摘 要： 我國黃土分布范圍較廣，當前針對如何處理濕陷性黃土地基的方式方法越來越多。DDC樁法作為其中一種處治方法，在公路工程建設中得到了廣泛應用。本文在充分掌握濕陷性黃土特殊性質的基礎上，結合具體工程案例，對DDC樁的加固機理及施工工藝進行了探討，以期有效消除黃土濕陷性，提高地基承載力，延長工程使用壽命。

關鍵詞： 濕陷性黃土地基；DDC樁法；特殊性質

自上世紀80年代“沈大高速”建成以來，我國高等級公路建設速度越來越快，公路里程越來越多，目前我國已成為全世界高速公路通車里程最長的國家。據《國家公路網規劃（2013-2030）》指出，國家公路網截至2030年，要求整體規模達到40.1萬公里，全部地市和20萬以上人口城市都要有高速公路，且實現其通達性。近年來，我國公路交通建設速度較快，對我國交通緊張的現狀起到了緩解作用，且有效提升了我國的綜合國家及競爭力。但伴隨我國經濟水平的整體提升，及交通量的日益增長，如何更好地滿足人們的出行需求，如何更好地提高公路建設質量成為了人們普遍關注的焦點。在工程建設過程中，往往會遇到不良地基問題，如濕陷性黃土，此類土質結構強度較高，在接觸水之后，將呈現出濕陷、軟化的特點。為保證黃土地區公路建設的安全性，必須重視濕陷性黃土處理。當前常選用灰土樁、水泥土樁、強夯法等進行濕陷性黃土地基處理。為滿足施工要求，決定選用DDC樁法進行處理。該施工法的應用，在濕陷性黃土地基處理中具有良好施工效果。

一、濕陷性黃土的特殊性質

粉粒是黃土顆粒構成的主要成分，一般含量超過1/2，在粗細粉粒含量中，粗粉粒較多。黃土濕陷性是指在自重或附加應力和自重同時作用下，黃土被水浸濕之后，將快速下沉的一種現象。據相關研究顯示，當黃土內含有大量粉粒時，則其具有較大孔隙比，則其干密度將下降，此時具有更為顯著的濕陷性。作為一種特殊性土，濕陷性黃土的特殊性質主要體現在以下3點：

1、結構性

濕陷性黃土是一種以粗粉粒為主體骨架的多孔隙結構，此結構強度較大，相比其他類土，其應力應變關系與強度特性存在明顯區別。當水浸濕土體之后，將嚴重破壞其結構性，進而出現軟化、濕陷等特點。也就是說黃土與含水量之間存在密切聯系，含水量的多少對此類土的濕陷性影響較大。假設具有較低含水量的情況下，土的濕陷性較為強烈，此時具有較高承載力，不斷增加含水量的同時，土的濕陷性將逐步下降，隨之承載力也逐步減小。同時，黃土的壓縮性可對在外荷載影響下黃土地基出現的壓縮變形情況進行充分反映。而對黃土壓縮性起決定性作用的因素包括2點，即密實度、含水量，為此，3者間的關系可通過下表1充分說明。

2、欠壓實性

因地質條件較為特別，通常情況下濕陷性黃土沉積過程極為漫長。與顆粒間固化強度的增長速度相比，上覆壓力增長速度更慢，也就是說上覆土重從始至終都在顆粒接觸點間的結構強度以下，黃土顆粒處于較為松散的高孔隙度結構狀態，并沒有在上覆荷重影響下，呈現出壓密固結狀態，也就是說其還處在欠壓密階段，這也是黃土濕陷性產生的必備因素。

3、濕陷性

在濕陷性黃土特性中，濕陷性最為明顯，且重要。在外力、水等作用下，濕陷性黃土結構將被破壞，進而影響其強度，在浸水過程中因此類土具有欠壓密性等特點，將為其下沉提供體積變化條件，也就是說，黃土的濕陷性與結構性、欠壓密性之間密切相連。

二、工程概況

某公路工程總長度為57.6km，沿線多數為黃土堆積地貌單元，在整個線路內所占比重高達85%。經施工勘查可見，施工現場自重濕陷性黃土的壓縮模量為2～5MPa，黃土自重濕陷系數200kpa與300kpa平均為0.033、0.046，15m內的自重濕陷量分別為34.65cm、47.25cm。本路段施工技術標準高，且對路基施工要求極為嚴格，如何做好路基變形控制已經成為路基設計要點。按照相關施工規范規定，要求路基工后沉降必須控制在30mm以內，為此，決定選用DDC樁法進行濕陷性黃土路段施工。

三、DDC樁加固機理

孔內深層強夯技術簡稱DDC，其加固機理如下，先選取專用設備進行鉆孔施工，隨后將一定量的水泥土分次一層一層地填入孔內，隨后選取重力式夯錘進行一系列施工的一種工藝。利用此類高壓實、強擠密夯擊施工法，可最大限度降低黃土濕陷性，達到地基加固的作用，且能大大提高地基承載力。

四、DDC樁施工工藝

1、試樁

施工前，可利用試驗與計算的方式，對樁的用料成分、配合比進行準確確定，隨后即可開始試樁。試樁的主要目的是為了進行樁徑、樁間距等參數的確定。并進行施工方案的確定。本文以K294+211～K294+360段為例進行試樁。

（1）試樁I區主要內容如表2所示。

（2）試樁II區主要內容如表3所示。

通過分析可見，試樁II區，在樁間距為90cm，成樁直徑60cm時，其樁間土擠密系數最小為0.94，且0.96為平均擠密系數，此時與0.93的設計要求的最小擠密系數、與0.95的平均擠密系數相符，為此，可選用試樁II區參數用于指導施工。

2、施工流程

相比其他處理方法，DDC樁法施工并不復雜，且操作簡單，具體施工流程如下：

（1）場地清理及平整。在施工前，需清理干凈施工場地，當具有較大加固深度時，如樁錘長度與施工要求不符，則可先將局部土挖出，隨后實施沖擴處理。

（2）機械就位。施工機具應與樁位對準，可通過撒白灰的方式進行樁位放線，也可選取短鋼釬在樁位進行深擊施工，深度可控制在200mm，隨后將白灰撒入，要求做到樁點明顯，易于辨別，且避免出現漏樁情況。

（3）成孔。通過洛陽鏟成孔，在設計要求內確定孔徑及其深度。按照施工現場土質情況，成孔可分3種方法完成，分別為：沖擊成孔、填料沖擊成孔及二次復打成孔。

（4）成樁。通過柱錘把拌好的填料夯實，1500kg為夯錘自重，6m為落距，可進行10次夯擊。當落距在6m以內時，根據施工情況，可適當增加夯擊次數，一般控制在14次以內。按照設計標高，完成各個樁孔夯填施工，隨后選取原槽土對樁孔進行夯封，且在600mm以上控制成樁直徑。

在選擇灰土作為填料時，要求其質量符合施工規定，顆粒控制在5mm以內，無雜質。在攪拌站完成拌和施工后，即可選取自卸汽車向施工場地運送，并按量一層一層地向孔內填入。此時，應對各根樁做好記錄工作，便于及時發現問題及處治。

（5）移機。完成上述施工后，即可移機向下根樁施工。

五、結束語

綜上所述，在公路施工當中，濕陷性黃土問題極為常見，選取何種方式處理對施工更加有效極為關鍵。DDC樁法的應用，不僅能夠提高地基承載力，還具有良好經濟性。但在實際應用中，還應對濕陷性黃土地基所處地質、地勢等條件充分考慮，在施工中靈活應用，更好地提高治理效果，提升工程建設的整體質量。

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