摘要：由于經濟、綜合效益顯著，近年來SDDC法在濕陷性黃土地基處理中得到廣泛應用。本文對SDDC工法的加固機理、施工優缺點等進行了分析,將該法與其他方法進行比較，為濕陷性黃土的地基處理提供些參考。

　　關鍵詞：SDDC法；地基處理；濕陷性黃土；強夯法；柔性加固樁

　　1.概述

　　在土木工程建設中，當遇到軟弱或不良地基條件時，需要對天然地基進行地基處理，形成人工地基，以滿足建(構)筑物對地基的要求，保證其正常使用

　　。當上部結構荷載較大,對沉降的要求較高時,而場地是濕陷性黃土且地基承載力較低,不能滿足地基承載力及沉降變形的要求時,必須對地基進行處理或采用樁基礎?？紤]到施工條件、經濟因素的影響,孔內深層超強夯法（super down hole dynamic consolidation）即SDDC法是一種合適地基處理方法。該法既可以消除黃土濕陷性，又能提高地基承載力，特別適用于深厚濕陷性黃土的地基處理。

　　2.SDDC工法的特點

　　該工法用機具成孔,成孔方法可采用鉆機鉆孔或振沖法成孔,成孔后往孔內填料,用特制的橄欖形重力夯錘進行夯擊,壓實,擠密。此法由于在孔內進行夯實，夯擊的效率高,成孔的效果好，此種方法具有以下特征：

　?。?）可處理濕陷性黃土（黃土是一種第四紀沉積物，色黃，顆粒組成以0.05mm～0.005mm的粉粒為主，粉粒含量在40%以上，肉眼可見大孔，垂直節理發育。黃土在世界上的分布很廣，面積達1300萬km2，約為陸地總面積的9.3%；在我國黃土分布面積達63.5km2，主要分布在北緯33°～47°之間。在天然含水量狀態下的黃土一般具有較高的強度和較低的壓縮性。但是有的黃土，在一定壓力(即上覆土自重壓力或上覆土自重壓力與附加壓力共同作用下遇水浸濕后，土體的結構迅速破壞，并發生顯著的附加下沉，其強度也隨著迅速的降低，稱為濕陷性黃土)、膨脹土、雜填土等各類疑難地基，可用于煤礦采空區的治理，垃圾回填場的地基處理。

　?。?）可利用的資源很豐富?？芍苯永脧U棄的建筑混凝土、廢磚塊，也可采用破碎后的道路混凝土路面板。在山區附近，可直接開鑿山石，方便就地取材，節省運輸費用。在煉鋼廠附近，有好多鋼渣堆積如山，采用鋼渣，可節約占地面積，消除污染，美化環境。這種方法可以充分利用所在地的環境條件，節約鋼材、水泥，經濟效益顯著，其它的方法很難與它比擬。

　?。?）適用能力強，施工的質量好，對地基承載力的提高大。該方法可以消除地下水的影響，不論是否處于地下水位以下都可以采用該法處理。

　?。?）該法兼有復合地基的特性和樁基的特性。

　?。?）該法的高動能、超壓強和強擠密效果可明顯的消除地基土的濕陷，土壤的液化性。

　?。?）地基加固的深度大，呈串珠狀，而且上下均勻，持力層范圍內的地基土層都得到加固，深層的軟弱下臥層也可加固，可顯著地改善土性。

　?。?）地基壓縮模量高，沉降變形小，處理后的復合地基整體剛度均勻。樁與樁間土的共同作用效果佳。樁孔中的材料在受到強力沖擊擠壓下，樁間土明顯往側向擠壓密實，從而使處理后的復合地基上下均勻，橫向抱緊成團，密實度高。

　?。?）由于噪聲小，不擾民，可在市區中使用。

　?。?）變廢為寶，是一種處理和重新利用建筑垃圾的新途徑。這個方法也是好多地基處理方法都具有的特點。在當前，很多建國時期的建筑物和構筑物都達到或將達到設計使用年限或者喪失使用功能面臨拆除的情況下，該法是一種不錯的地基處理方法

　　3.SDDC工法現場施工中的問題

　?。?）實際施工現場比想象中要困難，當場地常年有積水或者土層的含水量較高，沖擊成孔吸錘現象比較嚴重，造成成孔的時間長，困難大。

　?。?）人工成孔。人工成孔過程中要控制樁徑誤差小于20mm，垂直度偏差小于1.5%。誤差太大會使重錘下落過程受阻損失沖擊能量，也會使錘與孔之間間隙過大減小擠密效果。

　?。?）樁定位。挖孔前對樁位必須進行準確定位。嚴格按設計樁位進行布點。

　?。?）如果采用廢棄的混凝土要事先剔除其中的鋼筋，把混凝土塊碎成小塊粒徑的混凝土骨料。

　?。?）填料拌制?，F場施工應嚴格按比例拌制填料，嚴格控制拌合后灰土中的含水率。

　?。?）成孔的差異性較大。成樁中可以觀察到某一段樁體成樁較快，而某一段樁體成樁較慢；孔中的土層產生強烈的橫向擠密，樁體直徑隨地質土層密實度的變化而變化，從而使樁身在豎向呈不等徑的串珠狀。

　　4.SDDC法與其他幾種地基處理方法的比較

　　SDDC法結合了強夯與擠密的優勢，它通過對樁體、樁間土進行擠密，使復合地基承載力提高，地基土濕陷性得到消除。以下通過與其他幾種地基處理方法的比較，可進一步說明該作用機理。

　　4.1與灰土擠密樁法和土擠密樁法比較

　　灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,可處理的深度為5 m～15 m。當用來消除地基土的濕陷性時,宜采用土擠密樁法;當用來提高地基土的承載力或增強其水穩定性時,宜采用灰土擠密樁法;當地基土的含水量大于24%、飽和度大于65%時,不宜采用這種方法?；彝翑D密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同,土擠密樁法地基的承載力和水穩定性不及灰土擠密樁法。而SDDC法可以說是綜合了兩者的優點。

　　4.2與強夯法的比較

　　強力夯實法單位面積夯擊能量小,夯擊時僅是動力壓密,由于存在有效區和影響區的差別,深層難以達到壓密效果,加固深度受到限制。SDDC法是以強夯重錘對孔內深層填料孔內深層作業,由于樁錘直徑小,在具有相同夯錘和落距條件下,孔內深層超強夯法的單位面積夯擊能量比強夯法大很多。施工時由深及淺在孔內分層填料,分層夯擊或邊填邊夯,因此本法具有高動能、高壓強、強擠密作用,且處理深度大。

　　SDDC法的樁錘呈尖錐狀或橄欖狀,夯擊時對下層填料進行深層動力夯、砸、壓密,對上層新填料進行動力夯、砸、劈裂和強制側向擠壓。通過樁錘的動力夯擊,在錘側面產生極大的動態被動土壓力,錘推土迫使填料向周邊強制擠出,樁間土也被強力擠密加固。該方法處理的地基,自上而下都得到加固,且達到均勻密實狀態。而強夯方法加固的地基是上強下弱,有軟弱下臥層時,達不到加固目的。

　　4.3與柔性加固樁的比較

　　石灰樁、灰土樁、砂樁、碎石樁等柔性樁所采用的樁錘小,成樁樁徑小,夯擊能量小,壓密效果低,對樁側土擠密的側壓力小,樁間土被加固的效果差。加固后的復合地基承載能力一般不超過原地基的2倍或接近于天然地基,且樁體質量存在儲多缺陷,其深度也是有限的。

　　SDDC法采用較重夯錘,樁體直徑可達0.6～2.5 m,單位面積受到高動能、強夯擊,處理后的復合地基整體剛度均勻,地基承載力可提高3～9倍。SDDC法的高能量和高壓夯擊和動態沖、砸、擠壓的強力壓實和擠密作用,使樁體十分密實,土體在受到很大夯擊能后應力緩慢釋放,不斷對樁周土施加側向強力擠密,同時又對樁體產生大的側向約束作用,使樁體具有半剛性半柔性樁的特點。對于分層地基或軟硬不均土層,會形成串珠狀態,有利于樁和樁側土的“咬合”,增大樁側摩阻力。4.4與剛性樁的比較

　　鉆孔混凝土灌注樁、預制樁、沉管灌注樁以及CFG樁等剛性加固樁雖然有其各自優點,但也存在諸多特點:打入樁施工噪音大,截樁工作量大且費工,工程造價高,打樁機又污染空氣;混凝土灌注樁或CFG樁存在樁身質量缺陷,樁側土未被擠密,土對樁的約束力小;這類樁使用鋼材和水泥等,工程造價遠高于SDDC法,且地基是靠剛性樁承載,而不是復合地基承載。另外,由于混凝土灌注樁的樁側土未被擠密,在混凝土硬化收縮時,樁體混凝土與樁側土間出現縫隙,使樁側摩阻力下降。而SDDC法在成孔后樁側土對樁體產生很好的“咬合”作用,可形成良好的整體受力的復合地基。

　　4.5與鉆孔灌注樁比較

　　鉆孔灌注樁在成樁過程中不能消除地基土濕陷性，由于土質較差、土體張力小可能出現孔壁塌陷、孔內局部縮頸等問題，而SDDC法不會存在這種問題。4.6與高壓噴射注漿法比較

　　高壓噴射注漿法對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。而SDDC法可以消除地下水的影響，不論是否處于地下水位以下都可以采用該法處理。

　　5.社會經濟效益分析與評價

　　經濟效益方面,SDDC法施工工藝簡單,采用橄欖形錘沖擊成孔,成孔速度快,效率高,其單樁承載力大,消除濕陷性效果顯著,并且該方法可以就地取材,凡是無機固體材料如土、砂石、碎磚、混凝土塊、建筑垃圾、工業廢料及其混合物均可采用(本工程采用3:7灰土作為樁體填料),而且成孔時無需取土,與鉆孔灌注樁等其它方法相比,該方法可節約鋼材、水泥,減少開挖基坑和成孔時的土和泥漿外運,降低了工程造價,大大節約了工程費用。

　　社會效益方面,SDDC工法施工現場干凈,無泥漿污染,對周圍環境的影響小,施工公害小,而且該方法可大量消耗廢料和垃圾。

　　因此,無論是從經濟技術上還是從社會效益方面來看,SDDC工法都是一種較為理想的地基處理方法。

　　6小結

　　我國濕陷性黃土分布比較普遍，建議在濕陷性黃土地區推廣使用SDDC法處理地基。在遇到濕陷性黃土地基時,傳統的地基處理方法效果不理想或工程費用高,而SDDC法可以達到較好的技術效果和經濟效益。采用SDDC法處理地基時，可采用廢棄土、建筑垃圾為填料，節省了建筑材料，減小環境污染。SDDC法對樁周土有良好的擠密效果，使樁周土的承載力提高，土壓縮性減小，消除濕陷性效果好，處理深度較深。