孔内深层强夯桩法(SDDC)桩地基处理施工工法

孔内深层强夯桩法(SDDC)桩地基处理施工工法

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孔内深层强夯桩法(SDDC)桩地基处理施工工法

1 前言

孔内深层强夯桩法(SDDC)桩法首先采用螺旋钻对地基进行打孔，用PE管对注水孔进行注水作业，使得地基土含水率达到最优含水，在采用SDDC桩法进行强夯。SDDC是一种深层地基处理方法，该方法先成孔至预定深度，然后自下而上分层填料强夯或边填料边强夯，形成高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土（以下简称SDDC法）。

陡沟调蓄池是一座以供水为主的IV等小（1）型工程，主要建筑物为4级建筑物，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级建筑物。调蓄水池位于红柳沟镇东南约5.8km的陡沟村以西凹地，设计总容积976万m3，主要由砂壤土组成；并且工程区域内降水极不平衡，地下水深达70m，土壤含水率极低。

为消除坝基8m以内湿陷性，且压实度大于90%，采用了孔内深层强夯桩法(SDDC)桩进行试验。 2 特点

㈠ SDDC桩采用正三角形布置且注水孔分部其桩周围，每个桩外围为6个注水孔，布置科学合理。

㈡ 注水系统采用管网布置，注水时采用“少食多餐”原则，全过程严格控制注水量，并控制水头与孔口齐平，使其能够充分均匀的渗透。

㈢ 夯击时采用隔排跳桩，且回填土料为提前闷制而成，回填土料的含水率为最优含水率，夯击后能够使其很好的粘结，很大程度上的减少夯击后土的孔隙率，使其达到设计要求。

㈣ SDDC桩施工时振动较小，对周围建筑物影响较小。

㈤ SDDC桩对桩身处理效果能够达到设计要求，对桩间挤密效果也比较明显。 ㈥ SDDC桩适用于素填土、杂填土、砂土、粉土、粘性土、湿陷性黄土、淤泥质土等地基的处理。

㈦ SDDC桩处理基础，代替一些桩基础节省石灰、钢材和水泥，而且速度快、效果好、投资少，是一种经济、简便的地基加固方法。 3 适用范围

SDDC桩法可用于机场、道路、港口、堆场、储罐、仓贮、工厂和房屋建筑等工程场地的地基处理。

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4 工作原理

SDDC桩强夯是一种深层地基处理方法，该方法先成孔至预定深度，然后自下而上分层填料强夯或边填料边强夯，形成高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程

5.2 强夯施工参数

（一）施工参数表 （1）注水参数

SDDC桩间距（3.0m） SDDC桩间距（2.8m） SDDC桩间距（2.6注水孔间距（m） 1.732 1.617 1.501 200 孔径（mm） 深度（m） 7.3 7.3 7.4 注水量（m³） 2.23 1.95 1.67 间歇期 直至四遍成桩施工完成 起重机就位并且分层填筑分层夯实 标出下一遍夯点位旋挖机对桩位进行钻孔作业 放出第一遍桩点位置，测量场地标高 注水管铺设，注水 螺旋钻就位，注水孔成孔 场地平整 含水率检测 合格 不合格 根据实测地层渗透情况确定。 3

m） （2）SDDC桩参数 桩间距 3.0m 2.8m 2.6m 正三角形布点 1.2m 7.5m 1.7m 1000 KN.m 隔排跳桩，四遍完成。 布桩 形式 成孔 直径 成孔 深度 平均成 桩直径 强夯 能级 夯击 遍数 单次回 填方量 约2.5m，每孔填土5次左右 8m 3有效处理深度 ㈡ 水孔和桩位布置图

注水孔25980025983017300032SDDC桩30003000

图1 SDDC桩桩间距3.0m桩位、注水孔布置图

17323000 4

注水孔24252425002817162800SDDC桩280028001617图2 SDDC桩桩间距2.8m桩位、注水孔布置图

2800

注水孔22522252002601526001SDDC桩260026001501图3 SDDC桩桩间距2.6m桩位、注水孔布置图

2600

5.3 强夯机具的选择

液压步履式长螺旋机（CFG23）：用于注水孔成孔，成孔直径为200mm，成孔深度为7.3m和7.4m，每个SDDC桩周围分布6个注水孔。

液压履带起重机（QUY50A）：用于SDDC成桩时的强夯，起吊夯锤高度为11m。 旋挖钻机（SR150C）：SDDC桩成孔设备，成孔直径为1.2m，成孔深度为7.5m。成孔时应保证其垂直度。

装载机（LG953）：用于成桩夯实时分层填料，每次填料2.5m³，孔内所填土料为提前焖制切达到最优含水率的土料。 5.4 施工程序

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①清理并平整施工场地。

②标出第一遍桩点位置，测量场地标高。 ③调整素土含水率满足最优含水率要求。

④旋挖机就位，对正桩点位置进行钻孔作业，达到设计要求深度。

⑤强夯机就位，夯锤对正孔中心提升要求高度后释放，对孔底空夯后使用装载机填入定量素土，并按照工艺规定击数、落距对填料冲扩夯实，以分层填料、分层夯实施工。

⑥循环施工直至达到设计桩顶标高。 ⑦施工完成后对场地进行清理并整平。 ⑧标出下一遍桩点位置，测量场地标高。 ⑨重复③-⑧步骤，直至四遍成桩施工完成。 5.5 操作要点

⑴为确保注水增湿效果，应严格保证注水孔内水头与地面齐平，安排专人值班，及时补水。

⑵严格控制注水量，注水时间、注水流量应有施工记录，并确保数据真实、完整。 ⑶为保证桩端土层的密实度，旋挖成孔至设计深度以上0.5-1.0m处，使用夯锤冲击成孔至设计桩底标高。

⑷做好质量自检工作，现场质检人员每天对填料含水率进行抽检。填料含水率如与最优含水率偏差过大，采取预干或预湿处理后再作为填料使用。根据长期施工经验，采用人工超大能量夯击工艺处理素土填料含水率控制在最优含水率±2%左右。

⑸成桩施工过程中，应有专人进行过程监控。如发现地基土质与勘察资料不符，并影响施工时，应立即查明情况并向相关单位负责人汇报，采取有效措施后方可继续施工。

⑹如孔底出现软弱土层或积水时，可采取向孔内填入一定数量（数量由现场技术人员根据实际情况确定）含水率低的素土，经夯实并反钻处理完毕后，再分层填入素土成桩。

⑺如场地局部降雨积水含水率较高，应防止车辆、设备反复碾压，或采取硬化措施，避免形成橡皮土，为下道工序带来施工难度。

⑻成桩次序：采用先外排后里排，隔行、隔列、间隔跳打的方法四遍成孔、成桩。成孔、成桩顺序如下图所示：（○为第一遍成孔、成桩，⊙为第二遍成孔、成桩，◎为第三遍成孔、成桩，●为第四遍成孔、成桩）

┼⊙┼●┼ ┼○┼◎┼○┼

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─⊙┼●┼

⑼经常性观测场地标高，如发现场地标高变化较大，及时采取措施，使之满足设计要求。

5.6 取样检测

㈠ 强夯处理质量检验合格标准为：坝基清表1米深度后采用孔内深层强夯桩法(SDDC)法消除8米深度范围内的湿陷性，处理后坝基土湿陷性系数应小于0.015，压实系数不小于0.90。

㈡ 强夯施工完成14天后进行取样检测，采用人工开挖，取样深度7m，开挖探坑底部取样，间隔1m取样1组。

㈢ 取样完成后对取样孔进行回填处理，边填土边用重锤夯实。

型号及规格 数量 1台 1台 1台 1台 2台 30套 1台 4台 12个 备 注 6 材料与设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 设备名称 液压步履式长螺旋机 液压履带起重机 旋挖钻机 装载机 GPS 环刀 干燥箱 三联固结仪 百分表 CFG23 QUY50A SR150C LG953 100㎝³ 101-2 / 10㎜/0.01㎜ 7 质量控制措施 7.1施工准备阶段

（1）在项目技术负责人的主持下，项目部各部门负责人参加，按照《施工图纸会审规定》的要求进行图纸会审，熟悉施工图纸，领会设计意图，确定具体的施工方法。

（2）项目技术负责人组织本项目部技术人员，按照合同要求和具体确定的施工方法、施工图和有关规范，完善、细化施工组织设计，送有关部门审核、审定、批准。

（3）施工组依据合同规定的工期，按照施工组织设计中施工进度控制要求，编制生产计划。

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（4）项目部根据施工组织设计中的人员及劳动力需要量计划，安排选配具备资格的管理人员、技术人员及其他操作人员，并按质量手册的要求对相应人员进行必要的培训。

（5）技术组负责按照《施工技术交底管理规定》对全体施工人员进行技术交底，填写技术交底记录。

（6）开工前两天指定施工用电、用水接驳口，并保证施工用电所需容量。提前一天完成施工用电、用水接驳。

（7）试桩施工设备提前两天组织进场，进行现场安装调试和试成孔。

（8）项目部管理人员和施工班组长提前两天进入现场，施工人员提前一天进入现场。

（9）质检组对检验计量器具的状况，按照质量管理制度的要求进行鉴定。 7.2施工质量控制措施

⑴控制测量

为便于场地桩位施工放线，应将坐标控制点按照轴线布设在基坑周围，高程控制点布设在基坑内，并加以保护，防止在施工中机械碰到及碾压。

上述场区控制网经自检合格后，由监理单位验测后方可使用。并在施工过程中对基准点和场区控制网进行复测。

精度控制：依据《工程测量规范》（GB50026-2007），本工程场区控制网精度应符合下表要求：

测量等级 二级 测角中误差/mβ ±8″ 变长相对中误差/k 1/20000 ⑵定位放线：

按照控制测量确定的控制点，依据坐标控制点、高程控制点、施工图纸，采用全站仪测放确定出本工程坐标控制点，误差不大于12″，并采取措施妥善保护，防止设备、人员造成损毁或移位。并对图纸设计桩位进行编组、排号。复核无误后，根据桩位坐标，使用全站仪确定桩位点，点位误差不大于2cm。确定好桩位后用白灰粉标记，并做好放线记录，移交现场记录人员使用。经监理工程师验收合格后，开始进行成孔施工。

施工前应做好控制点和桩位点的保护工作。

桩位的分组、编号完成后上报甲方、监理单位，以便施工检查需要。 ⑶填料拌制：

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严格按照工程试验设计标准要求的材料质量标准进行选料，操作标准、质量要求按《孔内深层强夯法技术规程》（CECS197:2006）进行施工。

按照《孔内深层强夯法技术规程》相关规定，粒径控制在0.1-0.2D。土料有机物含量≤8%，含水率要求应根据击实试验得出的最佳含水率控制在±2%。一般现场测试以手握成团，两指轻捏即散为宜。如含水量过高或过低时，应稍晒干或洒水湿润后使用。

经现场监理人员检查符合要求后，方可进行下道工序。 ⑷成孔：

成孔垂直度和轴线偏差应符合规范规定。

旋挖机机架整平，铲心对准桩孔中心点，进行预成孔，孔径1200mm。成孔后随即测孔深、垂直度和孔径，使误差在设计范围允许内。

为保证桩端密实，成孔后须底夯，确保桩端密实，地质无异常，方可填料入孔夯实成桩。因此旋挖钻孔深度应比设计桩长少1m，经冲击成孔达到设计桩顶标高。

深度符合工艺要求后随即测孔深、垂直度和孔径，使误差在设计范围允许内。（见下表）

项目 允许偏差 孔位偏移 ≤5cm 垂直度 ≤1.5%H 孔深 +500mm 采用机械引孔施工的桩位，按照从边缘开始，均匀分布，逐步加密，及时夯填的原则。为防止相邻孔位挤塌，采用隔排跳桩成孔施工。

成孔经监理工程师验收合格后，立即做好防护工作：孔口应做好防护措施，防止人员误入和杂物掉入；若遇连续阴雨天应用彩条布覆盖，并在孔口周围用土筑高度为100－150mm的挡水堤，以防止地面水流入孔内；每班交接班时，应按图纸在现场复核成孔桩位号，看是否有漏孔和成孔错位现象，若发现问题应及时采取补救措施；科学、合理安排设备运行路线，规范现场管理，避免各道工序交叉作业。

⑸强夯成桩：

填料前应对孔底进行空夯2-3击，观察夯沉量变化，确保影响深度范围处理效果达到设计要求。在孔深达到设计孔深时，方可填料夯实成桩。

强夯重锤对准孔中心，机身要平稳，门架、斜撑要牢靠，脚盘下密实可靠。提锤高度要足，落距、击数要符合设计工艺，每次填料方量严格按照工艺要求，确保桩体的均匀性及密实性。

成桩顺序为由外向内、逐步加密，隔排跳桩施工。

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为保证地基处理效果，桩头应高出原场地标高。

施工过程中，设专人监测成孔及回填夯实的质量并做好施工记录。如发现地基土土质与勘察资料不符并影响成孔或回填夯实时，立即停止施工，将情况上报监理部门。

SDDC桩工程质量检验标准

项目 序号 1 主控项目 2 3 允许偏差 检查项目 单位 桩体土干密度 桩间土平均干密度 桩长 g/cm3 g/cm3 mm 数值 不小于设计 不小于设计 +500 -0 0 -20 ≤8 ≤0.4D ≤1 现场取样 现场取样 测孔深 检验方法 4 1 2 3 桩径 土料有机质含量 桩位偏差 垂直度 mm % % 尺 量 试验室焙烧法 尺量 用经纬仪测桩管 一般项目

⑹特殊工艺关键控制点控制表 序号 1 2 关键控制点 施工顺序 桩孔夯填 控制措施 分段施工 宜采用间隔打法，以免因振动、挤压，造成相邻桩孔出现颈缩或塌孔 施工中应加强管理，进行认真的技术交底和检查；桩孔要防止漏钻；土料干湿要适度，回填厚度和夯击次数要按规定，以免桩出现夹层、松散等情况，造成严重质量事故。 3 管理 8 安全措施 8.1 安全方针和目标

㈠ 安全方针：

“ 安全第一 ，预防为主 ，综合治理” ，体现以人为本的理念 ，规范强夯施工安全管理和施工作业行为 ，落实安全 、文明 、优质、高效、低耗的施工管理原则 ，创建平安工地 。

㈡ 强夯施工安全管理目标 。

⑴ 确保不出现较大及以上人身伤害事故 ；

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⑵ 确保不出现重大机械设备事故。 ㈢ 安全责任 ：

项目经理为安全第一责任人 ，技术负责人负责安全技术责任 ， 安全总监 、安全员 、现场负责人 、施工队队长负直接责任。 8.2安全防护措施

（1）现场设专职安全员，具体负责试验施工现场安全防护工作。

（2）建立专人专机制度，非本机机手不得上机操作。机手应认真执行班前保养制度，在开机前应对机械进行全面安全检查，然后试运转，观察是否正常。设备若有异常应及时报告值班工长和机械工程师调整，不得自做主张，擅自调整，严禁设备带病运转。

（3）在SDDC强夯现场10米以外四周设置安全标示牌及安全围护，施工现场不得有非施工人员围观。

（4）填料应在强夯机夯锤提出孔口并停止后进行，避免出现安全事故或损坏设备。 （5）现场电缆布设必须符合《施工现场临时用电安全规范》的规定，并应有专业电工负责管理，电缆应避免互相交错和机械直接碾压，机械若必须从其上行走时，应在专业电工的指导下采取保护措施后通过。

（6）做好夜间照明。施工区照明度不小于15W/m2，料场照明度不小于10W/m2。 （7）必须在配电柜设置漏电保护装置。

（8）用电管理人员要进行交接班，对工地配电柜、•输电线路和用电机具的保护接地等应进行全面检查，并记入交接班记录中，双方必须签字，电工全部在上岗前检查电器、线路的安全装置，安全漏电器，对存在隐患的环节坚决拆除，禁止使用。

（9）机械工程师和电气工程师必须在班前对所有机械和电路进行检查，如发现问题应及时解决。利用阴雨天，抽空进行大型检查维修，确保机械正常运转，避免机械事故的发生。

（10）装载机随时利用空闲时间进行现场清理和场地平整，保证足够的工作面和机械设备的安全。

（11）施工前注意周围设施（如高压线、光缆通讯线等）对吊车及缆绳的影响，对临近的建（构）筑物、地下管沟或管线、电杆等亦应保持一定距离。

（12）起重机在移动时，设专人协调指挥，每个操作动作由指挥人员的手势指导完成。

9 环保措施

⑴ 各种材料、机械按施工总平面图规定的位置分类堆放整齐，若有变化应另行绘

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图审批。

⑵ 有卫生管理制度，生活区与工作区分开设置，生活垃圾应每日清理。 ⑶ 施工现场洒水降尘，大风天气禁止强夯施工，减少扬尘。 10 效益分析

本工法将为今后的施工提供可靠的决策依据和技术指导，工法技术将给同类工程的施工带来可靠地安全、质量保障，有效地增加了社会效益和经济效益。孔内深层强夯桩法(SDDC)桩地基处理法与换填法对比，降低成本，减少投资，缩短施工工期，效益显著。

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