專利名稱：用ddc樁和樁基礎聯合處理黃土地基濕陷性的施工方法
技術領域：
本發明涉及建筑地基處理領域，具體為一種采用DDC樁和樁基礎聯合處理黃土地 基濕陷性的施工方法。
背景技術：
在西北、華北地區常會遇到黃土地基處理問題，通常包括低濕度濕陷性黃土以消 除或減小濕陷變形危害為主要目的，同時需提高地基承載力的地基處理問題，以及高濕度 軟弱黃土 (尤其是飽和黃土，多由濕陷性黃土飽水轉化而成，飽和度民> 80%)以提高地基 承載力、減少有害壓縮變形為目的的地基處理問題。由于后者的工程特性多與一般粘性土 類似，主要應考慮地基的壓縮變形，可按軟弱粘性土對待，而前者則主要應考慮地基受水浸 濕后的濕陷變形。傳統的濕陷性黃土地基的處理方法主要有以下方法
(1)墊層，(2)重錘表層夯實，(3)強夯，(4)擠密樁，(5)化學加固，(6)預浸水，(7)樁 ■石出。以上對濕陷性黃土地基的處理方法中，方法(1)和方法(2)處理深度淺，不宜用于 濕陷性黃土深厚的場地；方法(3)對環境的負面影響大，不宜在已有建筑物周圍及市區使 用；方法(4)所用填料單一，且對樁間土的擠密效果不理想，僅能有限的消除地基濕陷性； 方法(5)處理費用昂貴，一般不予采用；方法(6)浸水時場地周圍地表下沉開裂，并容易造 成“跑水”穿洞，影響周圍建筑物的安全；方法(7)在處理深厚濕陷性黃土地區，尤其在自重 濕陷性黃土場地，為克服負摩擦力帶來的不利影響，所需樁較長，經濟性差。以上針對濕陷性黃土地基的處理方法中，尤其在已有建筑物(構筑物)附近的自重 濕陷性黃土深厚的場地，尚無經濟有效的地基處理方法能夠滿足高層建筑物(高聳構筑物) 對地基承載力及沉降量的要求，因此，尋找一種新的濕陷性黃土地基的處理方法是本領域 技術人員關注的熱點。
發明內容
針對上述現有技術存在的缺點或不足，本發明的目的在于提供一種采用DDC樁和 樁基礎聯合處理黃土地基濕陷性的施工方法。為了實現上述任務，本發明通過以下的技術方案得以實現
一種采用DDC樁和樁基礎聯合處理黃土地基濕陷性的施工方法，其特征在于，該方法 首先采用DDC樁法對具有濕陷性的黃土場地進行地基處理；然后，在現場采集原狀土，按規 范進行室內試驗，測得樁間土擠密系數、DDC樁樁體壓實系數，并進行濕陷性評價，若三項指 標中有不滿足設計規范時，則進行DDC樁的補樁施工，直至滿足設計要求；然后按照樁基礎 法進行灌注樁的施工。其具體施工的步驟如下
步驟一，核查地質資料，結合設計參數，選擇合適的成孔施工機械；步驟二，平整場地，清除地上障礙物，標記處理場地范圍內的地下構造物及管線，保持 場地平整；
步驟三，測量放線，定出控制軸線、打樁場地邊線并標識；
步驟四，應用選定的成孔施工機械下鉆至設計初始深度，孔底空夯3擊，落距5m，測量 樁孔深是否達到設計要求，若沒達到設計要求則繼續夯擊，直至樁孔深達到設計深度；
分層填料，用標準料斗或運料車將拌和好的填料分層填入樁孔，錘的質量、錘長、落距 在確定的情況下，用柱錘夯實形成樁體；每個樁孔應夯填至樁頂設計標高以上至少0. 5m ； 其中，成孔及填料夯實的施工順序間隔進行；
步驟五，成孔施工機械移位，重復步驟四，直至DDC樁全部完成；
步驟六，開挖探井采集DDC樁的樁身填料試樣和樁間土試樣，做室內常規土工試驗，具 體要求如下
(1)按規范取樁間土及DDC樁的樁身填料試樣若干，做室內常規土工試驗，其結果應滿 足樁間土的擠密系數不小于0. 93，DDC樁的樁身的壓密系數不小于0. 97 ；
(2)濕陷性評價，在場地上開挖探井采集三DDC樁形心處樁間土的不擾動土試樣，進行 室內常規土工試驗，根據室內試驗結果，判定濕陷性的消除程度是否滿足設計要求；若以上 各指標已滿足設計要求則按樁基礎法進行灌注樁的施工；否則進行DDC樁的補樁施工；
步驟七，在進行灌注樁施工之前，采用100厚C15混凝土對已進行DDC樁的地面進行硬 化處理；
步驟八，灌注樁的樁位定位采用全站儀利用指定的軸線交點作控制點，采用極坐標法 進行放樣，灌注樁的樁位方向距離誤差不小于5mm，并用長釘對樁位進行一一標記；
步驟九，鉆孔機就位，并保持鉆孔機平穩，不發生傾斜、位移；
步驟十，調直鉆孔機架挺桿，用對位圈對好灌注樁位，開動鉆孔機鉆進、出土，達到控制 深度后，在孔底處進行空轉清土后停鉆、提鉆；成孔質量保證措施是
1)用測深繩/錘測孔深及虛土厚度不應超過IOOmm；
2)保持孔內泥漿液面的高度防止縮孔、塌孔；
步驟十一，移動鉆孔機到下一灌注樁位，重復步驟九和步驟十，直至所有灌注樁的成孔 施工完成；
步驟十二，將事先制作的鋼筋籠吊放至灌注樁的成孔內，鋼筋籠放入前綁好砂漿墊塊 或塑料卡，吊放鋼筋籠時，要對準孔位，吊直扶穩，緩慢下沉，避免碰撞孔壁；鋼筋籠放到設 計位置時，應立即固定；在兩段鋼筋籠之間的連接處進行焊接，以確保鋼筋籠的位置正確， 保證保護層厚度符合要求；
步驟十三，用放溜筒水下進行灌注樁的混凝土澆筑，在放溜筒前再次檢查和測量鉆孔 內虛土的厚度，達到設計要求時進行，混凝土澆筑采用連續進行，混凝土澆筑到灌注樁的樁 頂時，應適當超過灌注樁的樁頂設計標高，以保證在鑿除浮漿后，灌注樁的樁頂標高符合設 計要求。同時，制作同一配合比的試塊，每班不得少于一組；
步驟十四，重復步驟十二和步驟十三，連續完成各個灌注樁的施工。
采用本發明的方法能有效解決已有建筑物(構筑物)附近、深厚濕陷性黃土場地上 的高層建筑物(高聳構筑物)對地基承載力、沉降量、環境影響等方面要求苛刻的問題。
圖1是DDC樁平面布置示意圖2是地基處理剖面示意圖。
下面參照附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
具體實施例方式孔內深層強夯法(down-hole dynamic compaction，簡稱DDC)法，是一種深層地基 處理方法，該方法先成孔至預定深度，然后至下而上分層填料強夯或邊憑填料邊強夯，形成 高承載力的密實樁體和強力擠密的樁間土，該方法適應性強、處理深度大、處理效果好、綠 色環保、對環境影響小、經濟效益好等優點，近年來被逐漸人們所認識，且處理效果良好。本 發明將孔內深層強夯法引入樁基礎方法中，對黃土地基濕陷性進行處理，經實踐證明，得到 了滿意的效果。本發明中樁基礎型式視具體要求，可以采取樁一柱基礎、樁一梁基礎、樁一墻基 礎、樁一筏基礎、樁一箱基礎等，相應布樁方式可采用柱下布樁、墻下布樁、滿堂布樁、局部 滿堂布樁等方式。參見圖1和2，本發明采用DDC樁和樁基礎聯合處理黃土地基濕陷性的施工方法， 具體包括下列步驟
一、DDC樁1的施工
步驟一，核查地質資料，結合設計參數，選擇合適的施工機械(如機械洛陽鏟或長螺旋 鉆機等)；
步驟二，平整場地。清除地上障礙物，標記處理場地范圍內地下構造物及管線，保持場 地平整；
步驟三，測量放線，定出控制軸線、DDC樁1的孔位和直徑(d)及其兩孔之間的距離(L)， 打樁場地邊線并標識；
步驟四，鉆孔、孔內填料、夯擊成樁
應用選定的機具成孔達設計孔徑，下鉆至設計初始深度；孔底空夯3擊，落距5m，測量 孔深是否達到設計要求，若沒達到設計要求則繼續夯擊。直至孔深達到設計深度后，采用分 層填料夯實，填料用標準料斗或運料車將拌和好的填料(不可選用磚塊、毛石、混凝土塊等 大塊堅硬材料作為填料)分層填入樁孔，用柱錘夯實形成樁體。錘的質量、錘長、落距在確定 的情況下，通過工藝試驗確定分層填料量、夯擊次數。每個樁孔應夯填至樁頂設計標高以上 至少0. 5m ；
步驟五，成孔施工機械移位，重復步驟四直至DDC樁全部完成；由于柱錘沖擴法施工夯 擊能量大，易發生地面隆起，造成表層土出現松動，從而降低處理效果，因此成孔及填料夯 實的施工順序宜間隔進行；
步驟六，開挖探井采集DDC樁1的樁身填料試樣和樁間土 4 (上部具有濕陷性的土體) 試樣，做室內常規土工試驗。具體要求如下
(1)按規范取樁間土 4及DDC樁1樁身填料試樣若干，做室內常規土工試驗，其結果應 滿足樁間土 4擠密系數不小于0. 93，DDC樁1樁身壓密系數不小于0. 97。(2)濕陷性評價，在場地上開挖探井采集三樁形心處樁間土 1的不擾動土試樣，進行室內常規土工試驗，根據室內試驗結果，判定濕陷性的消除程度是否滿足設計要求。若 以上各指標已滿足設計要求則按樁基礎法進行鋼筋混凝土鉆孔灌注樁2的施工；否則進行 DDC樁1補樁施工。二、鉆孔灌注樁2的施工
步驟七，在進行鉆孔灌注樁施工之前，采用100厚C15混凝土對已進行DDC樁的地面進 行硬化處理；
步驟八，灌注樁2樁位定位
施工前，采用全站儀利用指定的軸線交點作控制點，采用極坐標法進行放樣，樁位方向 距離誤差不小于5 mm,并用長釘對樁位進行一一標記；
步驟九，鉆孔機就位，鉆孔機就位時，必須保持平穩，不發生傾斜、位移； 步驟十，鉆孔，調直鉆孔機架挺桿，對好樁位(用對位圈)，開動機器鉆進、出土，達到控 制深度后停鉆、提鉆；
孔底清理鉆到預定的深度后，必須在孔底處進行空轉清土，然后停止轉動，提鉆桿，不 得曲轉鉆桿。孔底的虛土厚度超過質量標準時，要分析原因，采取措施進行處理。進鉆過程 中散落在地而上的土，必須隨時清除運走。成孔質量保證措施是
(1)鉆深測定，用測深繩(錘)測孔深及虛土厚度。虛土厚度一般不應超過100mm。(2)孔徑控制，保持孔內泥漿液面的高度防止縮孔、塌孔；
步驟十一，移動鉆孔機到下一灌注樁位，重復步驟九和步驟十，直至所有灌注樁的成孔 施工完成；
步驟十二，將事先制作的鋼筋籠吊放至灌注樁的成孔內，鋼筋籠放入前應先綁好砂漿 墊塊(或塑料卡)。吊放鋼筋籠時，要對準孔位，吊直扶穩，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。鋼筋籠 放到設計位置時，應立即固定。兩段鋼筋籠連接處，應采取焊接，以確保鋼筋的位置正確，保 證保護層厚度符合要求；
步驟十三，用放溜筒水下進行灌注樁的混凝土澆筑，在放溜筒前應再次檢查和測量鉆 孔內虛土的厚度。澆筑混凝土時應連續進行。混凝土澆筑到樁頂時，應適當超過灌注樁2 樁頂設計標高，以保證在鑿除浮漿后，樁頂標高符合設計要求。同時，制作同一配合比的試 塊，每班不得少于一組；
步驟十四，重復步驟十二和步驟十三，連續完成各個灌注樁的施工。三、冬、雨期施工注意事項
(1)冬期當溫度低于0°c以下澆筑棍凝土時，應采取加熱保溫措施。澆筑時，混凝土的 溫度按冬施工方案規定執行。在樁頂未達到設計強度50%以前不得受凍；當氣溫尚于30°C 時應根據具體情況對混凝土采取緩凝措施。(2)雨期嚴格堅持隨鉆隨澆筑混凝土的規定，以防成孔后灌水造成塌孔。雨天不能 進行鉆孔施工。現場必須有排水的各種措施，防止地面水流入槽內，造成邊坡塌方或基土沉 陷、鉆孔機傾斜等。上面以舉例方式對本發明進行了具體說明，但本發明不限于上述具體實施例。如 樁型也可選用預制鋼筋混凝土樁、預應力鋼筋混凝土樁、鉆(沖)孔灌注樁、人工挖孔灌注 樁、鋼管樁以及其它樁型。以下是發明人給出的具體填料數據
權利要求
1.一種采用DDC樁和樁基礎聯合處理黃土地基濕陷性的施工方法，其特征在于，該方 法首先采用DDC樁法對具有濕陷性的黃土場地進行地基處理；然后，在現場采集原狀土，按 規范進行室內試驗，測得樁間土擠密系數、DDC樁樁體壓實系數，并進行濕陷性評價，若三項 指標中有不滿足設計規范時，則進行DDC樁的補樁施工，直至滿足設計要求；然后按照樁基 礎法進行灌注樁的施工。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，具體施工方法包括以下步驟步驟一，核查地質資料，結合設計參數，選擇合適的成孔施工機械；步驟二，平整場地，清除地上障礙物，標記處理場地范圍內的地下構造物及管線，保持 場地平整；步驟三，測量放線，定出控制軸線、打樁場地邊線并標識；步驟四，應用選定的成孔施工機械下鉆至設計初始深度，孔底空夯3擊，落距5m，測量 樁孔深是否達到設計要求，若沒達到設計要求則繼續夯擊，直至樁孔深達到設計深度；分層填料，填料用標準料斗或運料車將拌和好的填料分層填入樁孔，錘的質量、錘長、 落距在確定的情況下，用柱錘夯實形成樁體；每個樁孔應夯填至樁頂設計標高以上至少 0. 5m ；其中，成孔及填料夯實的施工順序間隔進行；步驟五，成孔施工機械移位，重復步驟四，直至DDC樁全部完成；步驟六，開挖探井采集DDC樁的樁身填料試樣和樁間土試樣，做室內常規土工試驗，具 體要求如下(1)按規范取樁間土及DDC樁的樁身填料試樣若干，做室內常規土工試驗，其結果應滿 足樁間土的擠密系數不小于0. 93，DDC樁的樁身的壓密系數不小于0. 97 ；(2)濕陷性評價，在場地上開挖探井采集三DDC樁形心處樁間土的不擾動土試樣，進行 室內常規土工試驗，根據室內試驗結果，判定濕陷性的消除程度是否滿足設計要求；若以上 各指標已滿足設計要求則按樁基礎法進行灌注樁的施工；否則進行DDC樁的補樁施工；步驟七，在進行灌注樁施工之前，采用100厚C15混凝土對已進行DDC樁的地面進行硬 化處理；步驟八，灌注樁的樁位定位采用全站儀利用指定的軸線交點作控制點，采用極坐標法 進行放樣，灌注樁的樁位方向距離誤差不小于5mm，并用長釘對樁位進行一一標記；步驟九，鉆孔機就位，并保持鉆孔機平穩，不發生傾斜、位移；步驟十，調直鉆孔機架挺桿，用對位圈對好灌注樁位，開動鉆孔機鉆進、出土，達到控制 深度后，在孔底處進行空轉清土后停鉆、提鉆；成孔質量保證措施是1)用測深繩/錘測孔深及虛土厚度不應超過IOOmm；2)保持孔內泥漿液面的高度防止縮孔、塌孔；步驟十一，移動鉆孔機到下一灌注樁位，重復步驟九和步驟十，直至所有灌注樁的成孔 施工完成；步驟十二，將事先制作的鋼筋籠吊放至灌注樁的成孔內，鋼筋籠放入前綁好砂漿墊塊 或塑料卡，吊放鋼筋籠時，要對準孔位，吊直扶穩，緩慢下沉，避免碰撞孔壁；鋼筋籠放到設 計位置時，應立即固定；在兩段鋼筋籠之間的連接處進行焊接，以確保鋼筋籠的位置正確， 保證保護層厚度符合要求；步驟十三，用放溜筒水下進行灌注樁的混凝土澆筑，在放溜筒前再次檢查和測量鉆孔內虛土的厚度，達到設計要求時進行，混凝土澆筑采用連續進行，混凝土澆筑到灌注樁的樁 頂時，應適當超過灌注樁的樁頂設計標高，以保證在鑿除浮漿后，灌注樁的樁頂標高符合設 計要求；同時，制作同一配合比的試塊，每班不得少于一組；步驟十四，重復步驟十二和步驟十三，連續完成各個灌注樁的施工。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的DDC樁的填料不選用磚塊、毛石、混凝 土塊或大塊堅硬材料。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的灌注基礎設計時，將DDC樁處理后的 地基視為復合地基，且不考慮DDC樁的樁位布置，處理區土體物理力學指標采用平均值。
全文摘要
本發明公開了一種采用DDC樁和樁基礎聯合處理黃土地基濕陷性的施工方法，該方法首先采用DDC樁法對具有濕陷性的黃土場地進行地基處理；然后，在現場采集原狀土，按規范進行室內試驗，測得樁間土擠密系數、DDC樁樁體壓實系數，并進行濕陷性評價，若三項指標中有不滿足設計要求時，則進行DDC樁補樁施工，直至滿足設計要求；然后按照樁基礎法進行灌注樁的施工。該方法具有經濟環保、處理深度大、處理效果好、承載潛力大、抵御復雜荷載能力強等優勢。運用該方法能夠消除深厚濕陷性黃土場地的濕陷性，能夠滿足上部高重結構對地基承載力及沉降要求。
文檔編號E02D27/12GK102080373SQ201010580329
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者李修波, 林 源, 梅源, 胡長明, 趙浩 申請人:西安建筑科技大學