孔内深层强夯法软弱土及强风化岩地基处理技术.doc

DDC桩（孔内深层强夯法技术）的机理
与在软弱土、强风化岩地基处理的工程实践

xxxx地基基础工程有限责任公司
二○一四年三月·北京

一、DDC桩介绍
DDC桩（孔内深层强夯技术）是xxxx地基基础工程有限责任公司的专有及专利技术，该技术已在数百项工程中得到应用，均满足设计要求。DDC桩经北京市建委鉴定为“技术水平属国内外首创”，国家建设部为DDC桩技术编制规程并鉴定DDC桩技术达到国际先进水平。DDC桩技术在2001年、2005年、2008年和2011年先后被国家建设部列为全国重点推广技术。2003年11月DDC桩技术在比利时举行的第52届世界发明博览会上获得国际最高奖--金奖，这是我国地基处理技术到目前为止在国际上获得的唯一金奖。
DDC桩是综合了重锤夯实、强力夯实、碎石桩、灰土桩、双灰桩、钻孔灌注桩、钢筋混凝土预制桩等地基处理技术的基础上，吸收其长处，抛弃其缺陷，集高动能、高压强、强挤密各效应于一体，完成对地基土的处理。
DDC桩是通过对孔内填料自下而上分层进行高动能、超压强、强挤密的孔内深层强夯作业，使孔内的填料沿竖向深层压密固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固，针对不同的土质，DDC桩使用不用的桩体材料，采用不同的施工方法，使桩体获得串珠状、扩大头和托盘状，有利于桩与桩间土的紧密咬合，增大相互之间的摩阻力，地基处理整体刚度均匀，承载力可提高2-9倍。对于回填土等软弱地基，DDC桩能够使用专用设备对孔内所填的材料进行冲、砸、压、劈的特种作业，使填料沿竖向深层压密的同时对桩间土进行横向强力挤密，桩体随土质松散变化呈串珠状，有利于桩与桩间土的紧密咬合，增大了侧壁摩阻力，有效加固了桩间土。
DDC桩已做过的工程实例复合地基承载力已达到800kPa；而且地基变形模量高，沉降变形小，不受地下水影响，地基处理深度可达几十米。

二、DDC桩的特点：
二、DDC桩的特征：
1、适用规划广泛，可用于各类地基处置；
    在地基处置工程中，孔内深层强夯技能和其他技能对比，能适用于各种凌乱地层的地基加固处置，具有广泛的适用性。如用于大厚度的黄土、杂填土、液化土地基，各类软弱土、湿陷性土以及具有酸、碱、盐腐蚀的地基，具有硬夹层的不均匀地基、石料及废料回填废物地基以及地下人防工事等各种凌乱修建场所的处置。通过钻孔、强力冲孔等方法成孔，只要能构成桩孔的地基，不管孔内有无地下水均可选用本法
加固处置。总之，选用孔内深层强夯技能，既可消除地基土的湿陷性、液化性，也兼有承载桩的特征以及刚度均匀的复合地基的特征。不只承载力高，而且紧缩变形小。
2、用料标准低，量体裁衣；
该技能最大特征之一，便是能量体裁衣。凡是无机固体材料如土、砂、石、碎砖瓦、混凝土块、工业废料及其混合物等均可运用。而且用料不需严厉加工，凡能填入孔内的无机固体材料均可运用。用料不需长途运送。
3、具有高动能、高压强和强挤密效应；
该技能的重要特征便是由于孔内夯击的桩锤一般为100kN——180kN，根据需要可更大。在不断冲、砸动力作用下，使孔内填料不断遭到高动能、高压强和劈裂挤密。夯击能E可达2000kN·m/㎡——3000kN·m/㎡或更高，它是一般强夯击能的5——8倍，根据工程规划需要还可进行调高或降低。
4、地基承载力前进明显；
由于选用孔内深层强夯，具有高动能、高压强、高冲击能量，处置地基承载力前进的作用明显。碴土桩fk=1000kPa——1800kPa，复合地基fspk=200kPa——800kPa，为原天然地基的3倍——9倍。
孔内灌注混凝土强夯单桩承载力可比一般钻孔灌注桩的承载力前进2倍支配。
5、地基加固处置深度大；
一般处置深度为20m——30m，最深时可达50m以上。而且上下均匀。持力层规划内的地基土层都可以加固，深层的软弱下卧层也可加固，可明显地改善土性。
5、地基加固处理深度大；
一般处理深度为20m——30m，最深时可达50m以上。而且上下均匀。持力层范围内的地基土层都可以加固，深层的软弱下卧层也可加固，可显著地改善土性。
6、成桩直径大，挤密加固范围大，桩呈串珠状；
在高动能冲击挤压下，桩径一般可达500mm——2500mm左右，在松软土层中，具有更大的侧向挤密效应。在分层土中，桩体呈串珠状，桩间土呈“咬合”和“抱紧”的强挤密现象。采用粗粒料作加固材料时，桩体也是地基排水通道，有利于饱和土地基的排水固结。同时可将加固区范围内的土中水排挤到加固区以外的土体中去。改善地基土性，加固影响范围大。
7、复合地基压缩模量高，沉降变形小，承载性状好；
桩与桩间土具有良好的共同工作特性。桩体材料在受到高压强的强力冲击挤压下，桩间土受到明显的侧向挤压密实，从而使处理后的复合地基上下均匀，左右“抱紧”，密实“咬合”，压缩模量显著提高，承载性状明显改善，地基压缩变形量大为降低。E0值可达30MPa——40MPa以上。
8、社会经济效益好。
由于该技术具有高动能、高压强，在孔内深层强夯的特征，故振动小，噪音低，消除碴土污染，可广泛地应用于城市建设中地基的处理工程。能净化人类生存环境，将垃圾、碴土“变废为宝”，大量消耗废料。在近几年承担的近百项地基处理工程中，先后将一百多万吨垃圾用于地基处理，同时又减少了振动、噪音、无机固体材料对人类社会的污染。可大量节约钢材、水泥，降低工程造价，减少开挖地基和用于地基处理的加固料往返运输费及运输过程对环境的污染等。

三、DDC桩在软弱土、强风化岩地基中的应用
大连西太平洋海边10万m3油罐软弱土和强风化岩土DDC地基处理工程

一、工程概况及地质条件：
  辽宁省大连市西太平洋石化有限公司10万m3原油贮罐位于大连开发区新港海边，是国内规模较大的原油贮罐，该罐总高达20余米，属甲类构筑物，该油罐建在强风化辉绿岩的山坡上，部分基础原状土为大厚度回填，"深浅不一"、"软硬不均"、"局部有裂隙水"，土壤处于饱和状态，无法满足设计要求，需进行地基处理。设计单位和建设单位经过对几种地基处理方案比较后，决定采用孔内深层强夯（DDC）石料混土桩对该地基进行处理。成桩数量12800根。
二、地基处理的目的和要求：
1、处理后复合地基承载力：fk≥300kPa；
2、变形模量Eo≥25Mpa；
3、地基处理后整体刚度均匀。
三、地基处理方法：
1、采用孔内深层强夯（DDC）石料混土桩；
2、成孔直径φ400mm，平均成桩直径φ600mm，桩深8m～16m；
四、处理效果：
  经建设单位委托第三方国家级检测单位检测，检测结论为：复合地基承载力fk≥300kPa，变形模量E0≥25Mpa，，满足设计要求。