DDC桩在湿陷性黄土地基工程中的应用研究
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摘要：湿陷性黄土通常都带有多孔和湿陷性的特征，采用常规的施工方法难以控制地基的沉降指标，给正常施工带来一定的困难。在地基工程当中使用ddc桩，可以解决地基工程的沉降和应力控制问题。本文在结合已有DDC桩研究成果的基础上，分析DDC桩在湿陷性黄土地基工程中应用的必要性，然后找出具体的应用方法。
关键词：DDC桩；湿陷性黄土；地基工程
Abstract: collapsible loess collapsibility are usually with porous and characteristics of the conventional construction method is difficult to control the settlement of the foundation of index, bring certain difficulty to the normal construction. Use the DDC pile in foundation of the project, can solve the problem of the settlement and stress of foundation engineering control. In this paper, in combination with DDC pile the existing research results, on the basis of analysis of DDC pile in collapsible loess foundation engineering of the necessity of the application, then find out the specific application methods.
Key words: DDC pile; Collapsible loess; Foundation engineering
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1.湿陷性黄土地基工程中应用DDC桩的必要性
DDC桩使用的是地基深层孔内强夯的技术手段，将一定数量的水泥土依次和分层填入地基当中，然后采用机具进行冲孔和重力夯锤重砸、压实、挤密。在湿陷性黄土地基当中使用这种桩基技术，可以达到以下的效果：
（1）DDC桩具有较强的挤密作用，湿陷性黄土在桩锤夯击的冲砸作用之下，孔内填料受到高压强的挤密，其夯击的能量大约有3000，高于普通桩基施工方法的8倍左右，有效地提高了地基的承载能力。
（2）DDC桩处理湿陷性黄土地基的加固深度为20-30m，而且处理后各层的深度都不会出现不均匀现象，譬如持力层和下卧层。而桩体本身是地基的排水通道，为地基土固结提供良好的排水基础，在很大程度上改善了地基的土性，使得上下地基能够咬合密实，有效降低地基压缩的变形量。
（3）DDC桩具有两方面的垫层作用，一是垫层中刺入方向向上的桩顶，提高垫层的刚度，使得垫层发挥拱效应，降低桩基之间土体受到的应力作用，减少土体的侧向变形。二是发挥垫层的应力扩散效应，降低桩基土体上的附加应力，使得应力均匀分布，减少不均匀沉降情况的出现。另外地基施工之后经常出现表层土体的扰动现象，铺设垫层之后可以避免这种情况发生，同时为地基之中土体孔隙提供良好的排水系统。
（4）DDC桩在夯击之后，使得湿陷性黄土的土体应力慢慢释放出来和桩体更加密实，同时提高桩体的侧向约束能力和桩侧的摩擦阻力，经过处理之后的地基，不仅刚度均匀，而且承载能力也得到明显提高。
2.湿陷性黄土地基应用DDC桩的方法
2.1施工工具的准备
DDC桩施工需要用到4种施工工具，分别为：
（1）成孔设备：机械洛阳铲，功率为7.5，取土成孔直径为。
（2）夯锤：质量为，夯击直径为。
（3）搅拌的工具：滚筒模式的搅拌机，数量1台，型号为。
（4）计量的工具：地磅秤，数量1台，最大称量；体积的量具，数量若干。
2.2试桩
DDC桩施工需要进行试桩，其目的是确定填料比例、单次填料用量，然后利用夯锤的下落的距离和夯击的频率确定地桩径和桩体之间的间距，以便有效指导施工。为了提高试桩的经济性和合理性，下面以某工程试桩的A区和B区为例进行探讨：
1.工具：机械洛阳铲、夯锤。
2.试桩要求：正三角形布置试桩，数量为11根，桩长，成孔，成桩；试桩排列的距离，试桩之间的距离。试桩孔内水泥和土的比例为，虚填水泥填料高度为，在夯实之后水泥填料的高度为。
3.试桩流程
A区：根据以上的试桩要求，落距为的时候，需要利用夯锤进行8次夯击；落距小于的时候，需要利用夯锤进行12次夯击。以上夯击成孔需要0.7小时，成桩需要2小时。
B区：根据以上的试桩要求，落距为的时候，需要利用夯锤进行10次夯击；落距小于的时候，需要利用夯锤进行14次夯击。以上夯击成孔需要0.7小时，成桩需要2.2小时。
4.试桩结果评价
以上两种试桩方案，试桩桩体距离为，成桩桩体的直径为，桩体之间最小挤密系数和平均挤密系数分别为0.94和0.96，而设计桩桩体之间挤密系数的要求是，最小挤密系数和平均挤密系数分别大于或者等于0.93和0.95，因此可以确定B区的方案可以用于施工指导。
2.3施工的流程
DDC桩在湿陷性黄土地基中的施工，应用方法并不复杂。
（1）场地的清理平整：利用机械将场地的障碍物清除，譬如加固的位置比较深，而夯锤的长度不足，则可以挖出部分土地，然后再继续进行冲扩。
（2）桩位的布置和施工设备的准备：机械洛阳铲要求对准成孔的桩位，用白灰在桩位的地面上放线，如有所需，可以用比较短的钢钎在桩位击入深度大约的孔，然后往孔里面填充白灰，确保桩位明确醒目，避免漏桩情况的出现。
（3）钻孔：将柱锤提到一定的高度，然后脱钩自由下落夯击土层，反复夯击，在成孔的深度大约接近设计值，则开始往孔内填充少量的骨料，然后继续夯击，直到孔底的密实程度符合要求，这种夯击方法称之为柱锤冲扩桩法，基本前提是孔内没有积水，而且孔壁不会出现坍孔和缩颈的情况。如果孔壁出现坍孔或者缩颈现状，则可采用填料冲击的方法，用填料吸收孔壁周围的水分，常用的填料有碎砖、生石灰等，在夯击的过程中将填料挤进孔壁和孔底。如果以上两种方法都不能够解决坍孔或者缩颈的问题，则要进行二次复打成孔，即在每次冲扩的时候，根据土体的性质配比碎砖或者生石灰等填料，在孔壁的水分被吸收完之后，再进行第二次的夯击，直至成孔。
（4）成桩：填料要进行过筛，确保没有任何杂质，粒径小于；填料要严格按照配合比搅拌，做好运输过程中的防雨措施。用夯锤夯击搅拌好的填料，落距在的时候，总共夯击10次，而落距小于的时候，总共夯击14次，其中虚填填料高度为，在夯实之后填料的高度为。桩孔的设计标高为，当夯填达到这个高度要求，则在桩孔上面的位置用原槽土夯封，确保成桩后的直径大小至少为。
（5）施工机具的移位：为了避免柱锤夯击之后造成地面隆起，而造成表层土体和桩间土体松动，施工、填料、夯实的施工工具要间隔使用。
2.4加固效果的检验
湿陷性黄土地基在用DDC桩加固之后，可采用荷载板试验的方法进行加固效果检验。检验的时间在成桩28小时之后，这个时间段的地基已经基本处于稳定状态。沉降的验算通常是使用一级建筑的规范来要求二级建筑，当地基曲线上没有出现任何明显的拐点，则表示地基土不会存在剪切破坏的问题，符合稳定性和安全性的要求。在规定的范围内，只要地基的沉降变形在允许值之内，就表示地基可以正常使用，并带来明显的经济效益。
3.结束语
综上所述，湿陷性黄土地基需要采用DDC桩施工方法，将一定数量的水泥土依次和分层填入地基当中，然后采用机具进行冲孔和重力夯锤重砸、压实、挤密。在湿陷性黄土地基当中使用这种桩基技术，一方面可以有效提高了地基的承载能力，另一方面能够使得上下地基能够咬合密实，有效降低地基压缩的变形量。湿陷性黄土地基施工采用DDC桩，需要在准备好施工工具和进行试桩的基础上，利用夯锤的下落的距离和夯击的频率确定地桩径和桩体之间的间距，以便有效指导施工，然后通过清理平整场地、布置桩位、钻孔、成桩、移位施工机具进行成孔施工，最后减压加固的效果。
参考文献
[1]刘丽萍，王胜利.DDC桩处理变电站厚层湿陷性黄土地基的研究[J].水利与建筑工程学报，2011年04期.
[2]黄雪峰，张广平，姚志华，张建华. 大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特性水分入渗规律及地基处理方法研究[J]. 岩土力学，2011年S2期.
作者简介宋瑛，石家庄铁道大学2003年7月毕业并参加工作，从事结构设计近10年，结构工程师。