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1/8DDC桩（孔内深层强夯法技术）的机理与在回填土地基处理的工程实践北京瑞力通地基基础工程有限责任公司二○一四年三月·北京2/8一、DDC桩介绍DDC桩（孔内深层强夯技术）是北京瑞力通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：1、适用范围广泛，可用于各类地基处理；在地基处理工程中，孔内深层强夯技术和其他技术相比，能适用于各种复杂地层的地基加固处理，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、石料及废料回填垃圾地基以及地下人防工事等各种复杂建筑场地的3/8处理。通过钻孔、强力冲孔等手段成孔，只要能形成桩孔的地基，不论孔内有无地下水均可采用本法加固处理。总之，采用孔内深层强夯技术，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。不仅承载力高，而且压缩变形小。2、用料标准低，就地取材；该技术最大特点之一，就是能就地取材。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使用。而且用料不需严格加工，凡能填入孔内的无机固体材料均可使用。用料不需长途运输。3、具有高动能、高压强和强挤密效应；该技术的重要特征就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，使孔内填料不断受到高动能、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，根据工程设计需要还可进行调高或降低。4、地基承载力提高显著；由于采用孔内深层强夯，具有高动能、高压强、高冲击能量，处理地基承载力提高的效果显著。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提高2倍左右。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。4/87、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桩在回填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一、工程概况及地质条件：阳煤集团拟建80万吨氧化铝厂位于阳泉市郊区，原阳泉市铝矾土矿矿区，其北侧为太湖石村，东侧为驼岭头村，西南为下五渡村。该氧化铝车间为大型工业厂房。属国家重点工程，整个场区占地总面积约1000亩，投入资金23亿。拟建场地原地貌山梁沟谷纵横，地形起伏较大，经后期人工大面积回填。铝矿卸料及堆场、铝矿均化堆场、石灰消化等子项的地质为大厚度碎石类杂填土，其深度约40m左右，地层地质起伏不均匀，并含有大石块，最大粒径3-4m左右。二、地基处理的目的和要求：1、铝矿卸料及堆场处理后复合地基：fk≥350kPa，E0≥25MPa，处理深度为-8.000m～-23.000m;2、均化库、石灰消化处理后复合地基：fk≥300kPa,E0≥25MPa,处理深度为-4.000m～-19.000m;3、地基处理后整体刚度均匀，满足设计要求。5/8三、处理效果：经DDC技术处理后，桩体承载力特征值为607Kpa，桩间土承载力特征值为332Kpa，复合地基承载力特征值超过设计要求的350Kpa，复合地基变形模量ESP达到34Mpa，超过设计要求的25Mpa。DDC技术处理在70000m2地基施工过程中，成功按照最初的设计意图，将近100000m3的现场废碴土作为此区域的SDDC地基处理回填材料，变废为宝，为国家节约资金800余万元。得到阳泉市政府、阳煤集团、设计单位、监理单位、勘察单位和同行的一致好评。总结大会上，阳泉市委副书记由衷赞叹：“DDC技术是一项在国家建设前沿阵地，可全面长期推广的超新技术。”郑州电缆厂杂土回填地基处理工程一、工程概况及地质条件郑州电缆（集团）股份有限公司新址位于郑州市东南郊，国家郑州经济开发区内，经开第五大街以东，经开第七大街以西，经北二路以北，经北六路以南，规划用地约690亩，拟建2#厂房为铝合金线材公司，建筑面积26378.18㎡，结构类型为门式结构，高度11.4m，跨度3×24＋30m，单柱总荷重430KN。该场地地貌单元属黄河冲积平原，本场地由于当地村民挖砂形成许多大坑，地形起伏较大，地面高差87.6m～99.8m，最大相对高差12.2m，2#厂房中部占整个厂房面积的二分之一被垃圾填埋，东部杂土回填。本工程场地分为三个工程地质区：Ⅰ区为平坦场地区，为原始地形地貌，分布于场地西部；Ⅱ区为砂坑分布区，人为原因形成，分布于场地东部；Ⅲ区为垃圾填埋区，为建筑垃圾和生活垃圾回填形成，分布于场地中部。地下水位标高为85.8m左右，地震设防烈度为7度。建筑范围内东部占整个处理面积的25%为砂坑;中部占整个处理面积的50%为垃圾填埋区，垃圾体积约为260000m3。由于处理范围内存在大量砂坑、新近回填的杂填土，建筑垃圾和生活垃圾，且回填厚度较大，属高压缩性土层，场地承载力低，均匀性极差。为保证厂房结构安全，设计院研究决定采用孔内深层强夯法DDC桩地基处理技术对该项目进行地基处理。二、地基处理要求6/8厂房基础地基部分复合地基承载力fk≥250kPa，压缩模量Es≥20MPa，变形模量Eo≥20MPa；厂房地面复合地基承载力fk≥170kPa，压缩模量Es≥15MPa，变形模量Eo≥15MPa，且复合地基刚度均匀。三、地基处理方法由于建筑垃圾回填区系新近堆积，结构稳定性较差，在冲击成孔时容易出现塌孔现象。经研究决定采取引孔措施，再以DDC强夯机冲击成孔至设计深度。此措施加快了施工进度，缩短施工工期。四、处理效果地基处理施工结束后，由中国地震局地球物理勘探中心郑州基础工程勘察研究院对2#厂房地基处理效果进行了检测，经DDC技术处理后，复合地基承载力由120kPa提高250kPa，压缩模量由8.5Mpa提高到17.3Mpa；变形模量由11.2Mpa提高到34.4Mpa，各项指标均成倍提高，地基处理效果明显。经过两年多沉降观测，地基沉降小且均匀，完全满足上部结构需要。DDC技术本身以建筑垃圾或灰土作为桩身材料，造价低廉，处理效果明显。工程地基处理原计划500万元，实际造价290万，为建设单位节约大量资金。本工程自2002年11月15日开工，排除各种因素的影响，实际施工83天。消纳建筑垃圾68626m3，完成92424m3成桩材料的夯实任务。用DDC技术后，原有的22万m3建筑垃圾不但无需开挖处理，而且处理了近7万立方米建筑垃圾，变废为宝，取得显著的经济效果和社会效果。北京公路五环阜石路立交桥大厚度杂填土地基处理工程一、工程概况及地质条件：北京公路五环老山北路--阜石路主路及阜石路立交桥位于北京西郊石景山区，拟建场地分布在大型杂土坑上，原为采石场，上部的砂石已采空，最深处达三十多米，最浅处有十余米深，形成深浅不一、大小不等的采石坑。后经工业垃圾、建筑垃圾（砼块径最大2-3m）、生活垃圾回填，回填时间有长有短，填土厚度不一，分布范围广，堆积自重固结还未形成，软硬不均，因而变形大，并具有湿陷性。其承载力标准值仅有100kPa，压缩模量为5.0Mpa，该大厚度杂填土地7/8基远远不能满足设计要求。经设计单位和专家论证，建设单位决定采用孔内深层强夯DDC地基处理技术对该地基进行处理。二、地基处理的目的和要求：1、要求处理后的复合地基承载力必须达到fk≥200kPa；2、地基处理的整体刚度均匀。三、处理效果：由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：承载力标准值fk≥200kPa，整体刚度均匀，满足设计要求。本工程采用孔内深层强夯DDC桩进行施工，在施工中穿透了由各种垃圾回填的大厚度杂填土坑，取得了较好的技术效果，处理后的地基刚度均匀。这一实例说明，孔内深层强夯DDC技术在处理大厚度杂填土地基，具有其它技术无法比拟的优势。8/8四、公司简介：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