孔内深层超强夯工法在湿陷性黄土地区高层建筑地基处理中的应用.pdf
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1、实验报告科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 28 期孔内深层超强夯工法在湿陷性黄土地区高层建筑地基处理中的应用李敏1,李华伟2,崔莹3(1.西北综合勘察设计研究院,西安 710003;2.陕西恒基岩土工程有限公司,西安 710064;3.西安石油大学,西安 710065)湿陷性黄土是一类不良地质条件,我国主要分布在西起祁连山,东至太行山,遍及甘肃、宁夏、陕西、山西的大部地区,其湿陷等级以域级郁级为主。湿陷性黄土遇水浸泡失去强度,同时过大的湿陷沉降变形导致基础发生变形、裸露、悬空,甚至断裂。因此,在湿陷性黄土地区进行建筑设计和施工
2、尤其是高层建筑施工就对地基处理提出了更高的要求。由于湿陷性黄土的土质特点,湿陷性黄土地区地基的破坏主要来自水力侵蚀和重力侵蚀1-3。近年来,国内外专家从消除黄土湿陷性方法、增强地基承载力等方面进行了相对完善的研究,刘松玉等4对振杆密实法处理湿陷性黄土地基进行了试验研究,结果表明振杆密实法处理后的土层锥尖阻力、侧壁阻力和标贯击数较处理前显著提高。王鼎等5对内外套管组合沉管成孔,再由重锤二次夯扩挤密的方案进行了讨论研究,获取了灰土挤密桩与水泥土挤密桩的桩长和比例关系。Shi Baozhen 等6对湿陷性黄土地基的位移和应力特性进行了研究,对复合地基设计的合理性进行了验证。从上述的研究现状分析可以看
3、出,虽然国内外的专家学者对湿陷性黄土的变形机理及湿陷性黄土区地基变形特征等进行了一定研究,但适用于湿陷性黄土区高层建筑结构的地基处理优化方案、处理后地基承载效果评价指标监控的研究相对有限,特别是近年来逐步推广使用的孔内深层超强夯法的应用评价还需要进一步研究。基金项目:陕西省自然科学基金面上项目(2020JM-536)第一作者简介:李敏(1977-),女,硕士,高级工程师。研究方向为结构设计。摘要:为探讨孔内深层超强夯(SDDC)工法在湿陷性黄土地区的应用效果,采用 SDDC 工法的大直径挤密桩作为某高层建筑地基处理方法,进行复合地基承载力静载荷试验、桩体压实系数和桩间土挤密系数试验、桩身强度试
4、验;依据试验数据指标,按桩身强度和复合地基承载力特征值双控的方法,确定复合地基承载力,并对建筑物在施工期间沉降和竣工后沉降观测数据进行搜集对比。试验结果表明,SDDC 工法在湿陷性黄土地区高层建筑地基处理中消除地基湿陷、提高地基承载力、减小基础沉降、加快施工速度、提高施工质量和经济效益等方面具有明显优势,表明该方法在湿陷性黄土地区处理地基是有效可行的。关键词:大直径挤密桩;孔内深层超强夯;高层建筑;地基处理;湿陷性黄土中图分类号院TU444文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤28-00缘缘-0源Abstract:In order to explore the applicat
5、ion effect of super down-hole dynamic consolidation(SDDC)method in collapsibleloess area,the large diameter compaction pile of SDDC method was used as the foundation treatment method of a high-risebuilding,and the static load test of bearing capacity of composite foundation,the compaction coefficien
6、t of pile and the compactioncoefficient of soil between piles and the strength of pile were carried out.According to the index of test data,the bearing capacityof composite foundation is determined according to the double control method of pile strength and the characteristic value ofbearing capacit
7、y of composite foundation,and the observation data of building settlement during construction and after completionare collected and compared.The test results show that the SDDC method has obvious advantages in eliminating collapsibilityfoundation of collapsible loess area in the high-rise building f
8、oundation treatment,increasing the subgrade bearing capacity,decreasing the foundation settlement,speeding up the construction speed,and improving the construction quality and economicbenefit,showing that the method in ground treatment of collapsible loess area is feasible and effective.Keywords:lar
9、ge diameter compacted pile;super down-hole dynamic consolidation(SDDC);high-rise building;collapsible loessarea groundDOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.28.01455-2023 年 28 期实验报告科技创新与应用Technology Innovation and Application孔内深层超强夯法7(Super Down Hole Dynamic Consolidation,SDDC)是在孔内深层强夯工法(DDC)基础上进行改进的一种复合地
10、基处理技术,改进的重点主要表现在成桩孔径增大和冲击成孔夯锤质量加大。大量的实际工程表明,常用的 400550 mm 桩径的 DDC 工法可有效消除大厚度湿陷性黄土的湿陷性,较好地提升地基承载力,但尚有不足之处,如桩间距小、桩数多、桩的施工质量难控制和承载力不能达到高层建筑的要求等问题,而采用大直径孔内深层超强夯(SDDC)工法桩径比常用的桩径大 23 倍,桩间距大、单桩承载力高、桩数少,施工质量能得到严格控制。本文通过实际工程,探讨成桩直径在 2 100 mm时,采用 SDDC 工法的挤密桩作为某高层建筑地基处理方法,通过复合地基承载力静载荷试验、桩体压实系数和桩间土挤密系数试验、桩身强度试验
11、,依据试验数据,以桩身强度和复合地基承载力特征值双控的方法,确定复合地基最终的承载力,同时监测建筑物在施工期间和竣工后的沉降,通过试验数据探讨 SDDC 工法在湿陷性黄土地区的应用效果,以期为该法的可靠性提供参考依据。1工程实例1.1工程地质概况某工程位于陕西省铜川新区,设计要求处理后地基承载力特征值不小于 450 kPa。场地属黄土塬,湿陷性土层厚度自基底算达到 19.500 m,主要为黄土和古土壤层,场地属于芋级自重湿陷性黄土场地。1.2地基处理方案鉴于场地的地质情况,天然地基的方案不满足基础承载力的要求,经过安全可靠和经济性对比采用挤密桩复合地基,达到消除地基的湿陷性和提高承载力的效果,
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