湿陷性黄土路基施工_DDC技术在湿陷性黄土路基中的应用

　　DDC技术是孔内深层强夯桩法的简称，是在强夯技术基础上发展的地基加固技术，其对地基的加固机理是：成孔及成桩过程中对原土的动力挤密作用；对软土的动力固结作用；冲扩桩充填置换作用；生石灰的水化和胶凝作用。该技术处理地基处理效果显著，可消除深厚黄土地基的湿陷性，大幅度提高地基承载力，降低地基压缩性。
　　1.项目概述
　　本施工段路基线路主要以填方通过。地基采用预应力管桩+水泥土柱锤冲扩桩（预应力管桩位于水泥土柱锤冲扩桩中间）进行加固。
　　本段无不良地质现象，特殊岩土如下：
　　湿陷性黄土：地层上部为冲积、冲湖积黏质黄土及砂质黄土，湿陷土层厚7-13m，湿陷等级为Ⅱ-Ⅲ级自重。
　　2.DDC技术和工艺流程特点
　　2.1工艺流程
　　2.1.1 施工准备 1）核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法；2）施工前清除地表耕植土，平整场地，清除障碍物，查明处理场地范围内地下构造物、管线和电线的位置及标高，并及时进行迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，须注意加强施工防护；3）测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识；4）施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，采集试桩场地土样，当存在分层土时应采集各层土土样，至少应采集最软弱层土样，进行室内配比试验，测定水泥土试块不同龄期、不同水泥掺入量、不同外加剂的抗压强度，寻求满足设计要求的最佳配比，水泥土水泥掺入量及外加剂品种、掺量，要求水泥土柱锤冲扩桩的28天龄期无侧限抗压强度不小于2.5MPa。试桩数量应符合设计要求且不得少于2根；5）土料中有机质含量不得超过5％，不得含有冻土或膨胀土，使用时应过10～20mm筛，混合料最佳含水量允许偏差不能超过±2％，土料与水泥拌和均匀，水泥用量不少于试验确定的量。
　　2.1.2 施工顺序 平整场地→布置桩位→施工水泥土柱锤冲扩桩→清土和截桩至设计桩顶高程→施工垫层。即先采用短桩（柱锤冲扩桩）消除地基上部黄土的湿陷性，再采用长桩（CFG桩）进行地基加固。短桩应按先两边后中间、隔排施工的原则进行施工。
　　2.1.3 施工工艺 1）机具就位。施工机具就位，使钻头对准桩位；2）成孔。采用长螺旋钻机钻孔成孔，成孔直径400mm，深度达到设计要求；3）孔内填料、成桩。用标准料斗或运料车将拌和好的填料分层填入桩孔，用柱锤夯实形成桩体。每个桩孔应夯填至桩顶设计标高以上至少0.5～1 m，然后按相关规范清除复合地基上部的桩头、桩间土松动土层，进行碾压整平。雨期或冬期施工前，应采取防雨、防冻措施，防止土料和水泥受雨水淋湿或冻结；4）移位。施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工；5）桩顶垫层。复合地基质量检测合格后，进行桩顶垫层的施工。桩顶设不小于0.5m厚掺5%水泥（P.O42.5水泥的掺量为干土质量的5%）的改良土垫层，其顶面不低于原地表面。垫层中铺设一层高强聚酯经编土工格栅，其抗拉强度不小于260KN/m。施工中应设技术人员作好每根桩的记录，并对发现的问题及时进行分析处理。
　　2.2 DDC桩施工质量控制和检验
　　1）结合施工工艺其质量控制要点为：桩位放线、填料质量和桩体密实度三方面，其中填料质量和桩体密实度是质量控制的重点；2）成孔机械应保持垂直稳定，垂直度偏差不应大于孔深的2.5%。成孔中心偏差不应超过桩径的1/4；3）成孔深度应满足设计要求，根据土质情况可在孔底预留一定厚度的原土层，以重锤夯冲至地基处理设计深度，强夯桩底影响深度应为1～2m。根据设计要求，可在孔底做一人工持力层或扩大桩头；4）强夯前应检查成孔直径、孔深、垂直度、孔内虚土和积水情况，并对孔底强夯至设计高程，检查有无空洞等异常情况，对不符合成孔质量标准的应进行补强加固处理；5）DDC法作业时，强夯重锤应与桩孔中心对中，下落时呈自由落体状态，其深度允许偏差应为±500?；6）DDC法施工时，当遇到缩孔时，可用硬骨料夯填消除塌孔的影响；7）填完上部垫层后，应对场地实施低能量满夯一遍。柱锤冲扩法施工夯击能量大，易发生地面隆起，造成表层桩和桩间土出现松动，从而降低处理效果，因此成孔及填料夯实的施工顺序宜间隔进行；8）为防止地基处理对相邻工程造成不良影响，过渡段地基处理工程应优先安排施工；9）桩身质量检验采取轻便触探或钻芯取样方式进行检测，检验数量不少于桩总数的1.5%；10）桩间土挤密质量检验采用静力、动力触探检验；11）消除湿陷性检验通过室内试验检验桩间土和桩孔内夯实水泥土的湿陷系数进行检验，要求湿陷系数符合设计要求；12）挤密桩地基承载力检验按照《建筑地基处理技术规范》进行复合地基承载力检验，检验数量不小于总数的0.5%；13）变形特性和沉降观测：在进行地基承载力检验的同时进行挤密桩复合地基变形模量检测试验；在结构物施工完毕后，每10～15d观测一次，以进行沉降观测。
　　3.有效性、稳定性分析
　　（1）柱锤冲扩桩法成孔迅速，由于采用散体桩形式，因此在成桩过程中不需要担心断桩等问题，施工简单快速。此外，利用该法施工时季节和气候因素影响不大。
　　（2）柱锤冲扩桩法广泛适用于杂填土（建筑渣土）、液化土和湿陷性土地基处理，通过夯实和挤密作用可消除土体的液化性和湿陷性。并提高杂填土的密实度和整体强度，降低杂填土的压缩变形。
　　（3）由于采用孔内深层强夯，处理地基承载力提高显著，一般能达到原地基的两倍以上。此外，由于处理过程中的夯实和挤密作用，使桩与桩间土具有良好的共同工作特性，复合地基的压缩模量显著提高，地基压缩变形量大为降低。
　　（4）在建筑行业地基处理中广泛采用的渣土桩将建筑渣土变废为宝，不仅消纳了大量建筑渣土，同时大量节省了水泥、钢材用量，降低了工程造价。
　　4.结语
　　本施工应用DDC技术进行的地基加固处理，经试验检测单位对桩身抽蕊取样测试，桩身混凝土搅拌均匀密实，检测桩长与设计桩长基本相符，桩身压实系数均不小于0.97，单根及复合地基承载力满足设计要求；对桩间土取蕊检测，其湿陷性系数均小于0.015，验证了处理后的桩间土密实度，已达到消除黄土湿陷性的目的。
　　该技术的应用，有力的保证了总体工期的实现，提高了安全质量，可为我公司施工有类似地基基础的工程提供参考和借鉴。
　　（作者单位：中铁十九局集团第二工程有限公司辽宁辽阳111000）

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