桩技术地基处理在湿陷性黄土的工程处理方法.docx

一、DDC桩介绍
三、DDC桩在湿陷性黄土地基中的应用
山西阳煤集团80万吨氧化铝厂铝矿卸料及堆场等子项大厚度杂填土地基处理工程
宝鸡第二发电厂四座冷却水塔及附属工程Ⅲ～Ⅳ级自重湿陷DDC地基处理工程

一、工程概况及地质条件：
  宝鸡第二发电厂位于陕西省宝鸡市凤翔县石头坡，是国家重点建设工程，总投资60亿元，由四台30万KW气轮发电机组组成的国家大型发电厂。该电厂建于千河左岸属Ⅳ级自重湿陷性黄土地基上，湿陷厚度约30m，属大厚度湿陷性黄土。由于冷却水塔地基要求较严，该自重湿陷性黄土远不能满足设计要求，需对冷却水塔下约30m内自重湿陷性黄土地基进行处理。设计院和建设单位经过对多种地基处理方案在技术、质量、工期和造价等方面比较后，决定采用孔内深层强夯法（DDC）技术对该地基进行处理。成桩数量：四座冷却水塔及附属建筑四万多根。
二、地基处理的目的和要求：
  1、Ⅳ级自重湿陷性全部消除；
  2、处理后地基承载力fk≥250kPa。 
三、地基处理方法：
  1、采用孔内深层强夯法（DDC）灰土桩；
  2、成孔直径φ400mm，平均成桩直径φ600mm，桩深约30m；
  3、桩体填料为灰土（白灰+施工现场废弃土）。
四、处理效果：
  经建设单位委托第三方国家级检测单位进行检测，检测结论为：Ⅳ级自重湿陷性全部消除，复合地基承载力fk≥700kPa满足设计要求。
五、结 论：
  专家们认为；宝鸡第二发电厂的Ⅳ级自重湿陷性地基，在我国西部大面积湿陷性黄土地基中极具有代表性，如此厚（约30m）自重湿陷性黄土全部消除湿陷，在质量、技术、工期及造价上是其它地基处理技术无法比拟的。

西安第四军医大学住宅楼Ⅱ～Ⅲ级自重湿陷性DDC地基处理工程

一、工程概况及地质条件：
  第四军医大学退休师团级干部住宅楼，位于陕西省西安市东郊王家坟第四军医大学干休所院内，所建住宅楼为地上18层，地下一层组成。该场地压缩层范围内地基土主要由马兰黄土和离石黄土组成，湿陷等级自重Ⅱ－Ⅲ级，湿陷性土层底面深度约为基坑底面下8.5m－9.5m，该自重湿陷性黄土远不能满足设计要求，需对该地基进行处理。经设计和建设单位对几种地基处理方案的比较，决定采用孔内深层强夯法（DDC）灰土桩对该地基进行处理。成桩数量2503根。
二、地基处理的目的和要求： 
1、Ⅱ－Ⅲ级自重湿陷全部消除； 
2、处理后复合地基承载力：fk≥400kPa。
三、地基处理方法： 
1、采用孔内深层强夯法(DDC)灰土桩； 
2、成孔直径φ400mm，平均成桩直径φ600mm，桩深16m； 
3、桩体材料为灰土（白灰+施工现场废弃土）。 
四、处理效果：
经建设单位委托第三方国家级检测单位进行检测，检测结论为：
1、Ⅱ－Ⅲ级自重湿陷性已全部消除； 
2、复合地基承载力fk≥450kPa，满足设计要求的400kPa。 

北京瑞力通地基基础工程有限责任公司是以高新技术开发、应用与传统技术相结合的综合性的国家级资质的股份制施工企业。本公司在传统地基处理基础上，还拥有由董事长、高级工程师司炳文先生潜心研究的近十多项专利技术，其中DDC桩（孔内深层强夯技术）更是我公司的拳头产品。
公司自成立以来，先后完成了国内外大型工业厂房、十万立方米特大型储油罐、大型发电厂主厂房、冷却水塔、烟囱、高速公路、桥梁、国家直属储备粮库、高层建筑、污水处理厂、国防工程和火箭卫星发射架等数百项地基处理工程，工程质量全部达到或超过设计要求，多次受到行业主管部门和建设单位的嘉奖和好评，赢得了良好的社会信誉，是首都建筑市场上的一支骨干建筑施工企业。
   目前公司在西安设有分公司，在山西、天津、河北、河南、甘肃、湖南、湖北、辽宁、贵州等省市设有工程项目部。多年来，我公司已在华北、华东、东北、华南、西北、中原等地区进行了大型建设工程的地基处理及技术开发业务。
   公司一贯注重引进先进技术和对人才的培养，专业施工人员技术水平起点高，实际操作经验丰富，组织纪律性强。公司拥有专业施工人员500多人，中、高级技术人员80多人，各种大中型及专用施工设备300多台，具备处理大型、特大型疑难复杂地基的能力。
  公司全面实行ISO9001质量管理体系认证，具有完整的质量管理和质量保证体系，并有灵活的机制和可靠的信誉，愿与各设计和建设单位诚信合作，携手共建未来。
以下为赠送部分资料：
CECS279-2010强夯地基处理技术规程
建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 50202-2002
4.1.5 对灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤灰地基、强夯地基、注 浆地基、预压地基，其竣工后的结果(地基强度或承载力)必须达到设计要求的标准。 检验数量， 每单位工程不应少于3点， 1000m2以上工程， 每100m2至少应有1点， 3000m2以上工程，每 300m2至少应有 1 点。每一独立基础下至少应有 1 点，基槽每 20 延米应有 1 点。
建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002
6.4.4 竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确
定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于 3 点； 对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。强夯置换地基载荷试验检验和置换 墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的 l%，且不应少于 3 点。
高能级强夯对地基施工技术的应用
摘 要：强夯法具有施工程序及装备简单、适用面广、节省材料（钢、木材、水泥）等，易于掌握、快速、经济、效果显著等优点。单从经济效果比较，强夯法处理地基费用比桩基便宜2～4倍。本文以中油惠印石化仓储基地一期工程成品油库地基施工为例，对强夯法施工技术进行了分析，供同行参考。 关键词：强夯 地基处理 标高测量
引 言
强夯法是一种地基加固方法，其主要工作原理是将起重机械8～30t（最重可达200t）的夯锤起吊到6～30m（最高可达40m）高度后，自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击。经过几十年来的实践，目前已广泛用于强夯法已较广泛地应用于房屋、仓库、油罐、工业设备、公路、铁路、桥梁、机场跑道、港口码头等工程的地基加固。适用于素填土、碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土地基的处理。软土一般指在静水或缓流水环境中以细颗粒为主的近代粘性沉积土，是一种呈软塑到流塑状态的饱和（或接近饱和）粘性土，常含有机质，天然孔隙比常大于1。本文结合中油惠印石化仓储基地一期工程成品油库地基施工使用强夯法进行路基处理的工艺，对强夯应用于路基处理作一介绍。
1工程概况
中油惠印石化仓储基地一期工程用地面积约63131.1㎡。场地回填时间已有十多年。拟建场地原始地貌为海陆交互淤积海湾地貌，现经人工堆填，场地表层堆有较多碎石块石堆，不平整（现场钻孔孔口高程为3.11m～6.29m（黄海高程））。填土由岩块及砂土堆填而成，块石粒径一般为10～60cm，局部粒径大于100cm，岩芯呈短柱状、碎石状或砂土状，骨架颗粒排列十分混乱，密实度不均匀，层厚5.00～21.60m，平均厚度13.61m。拟建场地北端靠山现已基本挖除，东南面向外海延伸，距现有大海在500m以上。由于场地填土结构疏松且存在大空隙和孔隙，强度很低，夹杂大粒径块石较多，部分区域还有厚度不等的细砂、淤泥砂层等，地基土的抗剪强度和抗变形能力不能满足设计要求，因此需要对地基进行加固处理，以提高地基土的均匀性和承载力，减少沉降量，增加其抗剪强度和在底部滑移的稳定性。针对本项目场地人工填石土，拟采用高能级强夯（置换）法，在地基中形成密实的置换墩体，填石层密实，从而提高整体承载力，减小工后沉降。根据我司在国内大量工程项目的实践经验，处理后地基承载力特征值一般可达到300kPa以上。
2施工流程（如图1）
图1施工流程图
3定位测量
（1）平面控制测量
首先对业主提供的红线桩及定位控制桩和施工区域平面控制成果进行检验核准，再用全站仪向施工区附近施测控制点，控制点应互相通视，并尽可能布设在土方、其他项目和强夯施工影响不到的地方，控制点的密度将根据《工程测量规范》（GB50026-93）和现场实际情况而定。施测后进行复测，并按半永久性控制桩要求埋设。埋设后，请业主或监理工程师进行验核，当精度验核合格并出具验核成果后，方可使用。
（2）标高控制测量
标高控制点的施测应结合平面控制测量进行。施测和验核程序与平面控制测量相同，精度应达到测量规范要求。
（3）施工测量
施工测量，包括向施工区内引测控制点，夯点和桩点布设，场地抄平和夯击过程中的夯沉量观测。由于强夯存在与土方的交叉作业和分遍施工，这个阶段的测量工作需要反复进行，每次测量前，都要对场外的控制点进行复测校验，确保测量精度满足规范要求。 3总体部署
本地基处理工程根据工程量大小、工期和机组的实际日产量，强夯工程拟投入4台强夯施工机组，编号分别分1＃～4＃，其中2台按18000kN.m能级装配，2台按8000kN.m能级装配，分别可满足8000kN.m、4000kN.m、3000kN.m和1500kN.m能级强夯施工。
根据我公司的施工经验，并结合本工程的具体情况，按照18000kN.m机组施工产量约150
击/日；8000kN.m机组施工产量约300击/日；4000kN.m机组施工产量约400击/日；满夯施工产量约500击/日进度进行部署，上述机组的配置完全满足本工程施工需要。
3.1A区强夯施工方案
（1）A区施工工艺流程
图218000kN.m能级强夯施工工艺流程图
（2）标高测量
按20m×20m的方格网，测出强夯区域的标高并计算出平均值。
（3）第一、二遍18000kN.m夯点施工
以场地控制桩为基准点，按经设计要求的夯点平面布置图，用全站仪和50m的钢卷尺施放出第一遍夯点，点位误差控制在±15cm。夯点采用10m×10m正方形布置，第二遍夯点布置是在第一遍夯点上内插，位于四个夯点中间，间距为10m×10m。
放样后组织强夯机械和夯锤及施工人员就位：选用CGE-1800B型强夯机，配55T、65T夯锤各一个，按施工能级提升相应起重高度，提升高度=能级（以Tm为单位）/锤重（以T为单位）。
司机在指挥人员的指挥下将夯锤对准第一个夯点的中心，对点误差控制在±15cm内。 测量人员用水准仪测出夯锤锤顶标高（即标尺读数），将其数据记录在《强夯施工记录表》上。
司机在指挥人员的指挥下提升夯锤至设计要求的高度后，脱钩器自动脱钩，夯锤自由下落。夯锤落下后，测量人员用水准仪测出锤顶标高（在《强夯施工记录》上记下标尺读数），填入表内。
按照第1击的施工方法进行第2击、第3击……的施工。当最后两击平均夯沉量≤250mm且击数≥15时，则完成了对该点的夯击。夯坑填料选用材质较好的填料，回填料为强风化碎石，含泥量不得大于5%。测量员计算出该夯点的最后两击夯沉量平均值，填入记录表内。强夯机提锤移至下一夯点按第1点的施工方法依次进行施工。在施工过程中，发现夯坑周围土体隆起较大时，应停止夯击，间隔1~2天后，待孔隙水压力消散后再继续施工。对夯完的夯坑要用推土机及时推平，以防夯坑积水。
（4）第三遍8000kN.m夯点布置及收锤标准
收锤标准为最后两击的平均夯沉量为≤100mm且击数≥10时。第三遍夯点布置是在第一遍距离为10m相邻夯点连线中点上内插。
（5）第四遍3000kN.m、第五遍1500kN.m满夯

采用W200A型(50T)履带式强夯机，按施工能级提升铸钢锤（锤重采用18-25T）至相应高度后，脱钩器自动脱钩，夯锤自由下落。相邻两锤印相互搭接1/3锤印。
图318000kN.m能级强夯夯点平面布置图
（6）场地平整、夯后标高测量
在施工完满夯后应安排推土机整平场地，按20m×20m的方格网，测出强夯区域的夯后标高，并计算出平均值。
3.2B区强夯施工方案
（1）标高测量
按20m×20m的方格网，测出强夯区域的标高并计算出平均值。
（2）第一、二遍8000kN.m夯点施工
以场地控制桩为基准点，按经设计院批准的夯点平面布置图，用经纬仪和50m的钢卷尺施放出第一遍夯点，点位误差控制在±15cm。夯点采用8m×8m正方形布置，第二遍夯点布置是在第一遍夯点上内插，间距为8m×8m；。
放样后，组织强夯机械和夯锤及施工人员就位：选用W200A型(50T)履带式强夯机，配40T夯锤一个，按施工能级提升相应起重高度，提升高度=能级（以Tm为单位）/锤重（以T为单位）。
司机在指挥人员的指挥下将夯锤对准第一个夯点的中心，对点误差控制在±15cm内。 测量人员用水准仪测出夯锤锤顶标高（即标尺读数），将其数据记录在《强夯施工记录表》上。
司机在指挥人员的指挥下提升夯锤至设计要求的高度后，脱钩器自动脱钩，夯锤自由下落。
夯锤落下后，测量人员用水准仪测出锤顶标高（在《强夯施工记录》上记下标尺读数），填入表内。
按照第1击的施工方法进行第2击、第3击……的施工。当最后两击平均夯沉量≤200mm且击数≥10时，则完成了对该点的夯击。夯坑填料选用材质较好的填料，回填料为强风化碎石，含泥量不得大于5%。测量员计算出该夯点的最后两击夯沉量平均值，填入记录表内。强夯机提锤移至下一夯点按第1点的施工方法依次进行施工。在施工过程中，发现夯坑周围土体隆起较大时，应停止夯击，间隔3~5天后，待孔隙水压力消散后再继续施工。对夯完的夯坑要用推土机及时推平，以防夯坑积水。
（3）第三遍4000kN.m夯点布置及收锤标准
收锤标准为最后两击的平均夯沉量为≤50mm且击数≥10时。第三遍夯点布置是在第一遍距离为8m相邻夯点连线中点上内插，施工方法同上；
（4）第四遍1500kN.m满夯
采用W200A型(50T)履带式强夯机，按施工能级提升铸钢锤至相应高度后，脱钩器自动脱钩，夯锤自由下落。相邻两锤印相互搭接1/3锤印。
图48000kN.m能级强夯夯点平面布置图
（5）场地平整、夯后标高测量
在施工完满夯后应安排推土机整平场地，按20m×20m的方格网，测出强夯区域的夯后标高，并计算出平均值。
3.3C区强夯施工方案
（1）施工工艺流程
图5工艺流程图 （2）标高测量
按20m×20m的方格网，测出强夯区域的标高并计算出平均值。
（3）1500kN.m满夯施工
以场地控制桩为基准点，按设计的满夯平面布置图，用全站仪放出满夯边框并用白灰撒出边框线，放样后，组织强夯机械和夯锤及施工人员就位：选用W200A型(50T)履带式强夯机，配18T夯锤一个，按施工能级提升相应起重高度，提升高度=能级（以Tm为单位）/锤重（以T为单位）。
采用W200A型(50T)履带式强夯机，按施工能级提升铸钢锤至相应高度后，脱钩器自动脱钩，夯锤自由下落。相邻两锤印相互搭接1/3锤印。
（4）场地平整、夯后标高测量
在施工完满夯后应安排推土机整平场地，按20m×20m的方格网，测出强夯区域的夯后标高，并计算出平均值。
图6满夯夯点平面布置图
4检测
根据工程进展、业主要求，由业主安排有资质的单位对已强夯完成的场地进行检测，检测方法可以选择重型动力触探、载荷试验、波速测试。
总结
我公司工程经强夯处理后承载力均满足设计要求。该项目现已经竣工交付使用，经过半年多的运营检验，路基、路面质量良好，没有出现下沉、开裂等不良情况。通过上述工程实例的分析，强夯技术的利用既可以加快大规模建设的进度，又可以为工程节省投资。