SDDC桩复合地基试验分析
——以西安西恩温泉奥特莱斯为例
2019-01-28薛斌
薛斌
（中国土木工程集团博茨瓦纳有限公司，北京100038）
1 工程概况
拟建西安西恩温泉奥特莱斯为框架结构，条形基础，地基基础设计等级为丙级，地基处理采用孔内深层强夯法（SDDC工法），即拉高重锤冲击成孔至设计深度，分层回填填料并用重锤分层夯实填料成桩。现场布置试验区6处，每处均由7根SDDC桩组成。
2 试验条件及试验设备
2.1 设计要求
按设计要求处理地基后，地基应满足以下要求：（1）复合地基承载力特征值不小于180kPa；（2）桩体素土压实系数不小于0.97；（3）桩间土的平均挤密系数不小于0.93，最小挤密系数不小于0.88；（4）消除地基土的湿陷性。
2.2 试验场地岩土工程条件
拟建场地属Ⅱ级（中等）自重湿陷性黄土场地；建筑场地类别为II类，为可进行建设的一般场地，可不考虑地基土的液化问题；地基土对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性[1]。
2.3 试验设备
本次静载试验采用慢速维持荷载法，由堆载提供反力。试验承压板为圆形钢板，直径3152mm，面积为7.8m2，试验面为设计桩顶标高位置处。
静载试验设备由下列3部分组成：（1）反力系统。由堆载设备及水泥配重块组成，堆载总质量约340t。（2）加载系统。由QYL630t型千斤顶及油压表组成。（3）观测系统。由2根基准梁、3只百分表及其连接件等组成。
3 试验结果分析
3.1 复合地基承载力特征值的确定
桩体平板载荷试验的3条P-s（荷载-位移）曲线均为向下弯曲的光滑曲线，极限承载力不明确，根据JGJ 79—2002《建筑地基处理技术规范》的有关规定，当比例界限点不大于最大加载的1/2时，可取比例界限点为地基承载力特征值，反之则取最大加载值的1/2为地基承载力特征值。
通过实验可知，所取各试验点复合地基承载力特征值均为180kPa，可作为建设场地SDDC桩复合地基承载力特征值，即本场地复合地基承载力特征值fspk可采取180kPa。
3.2 渣土桩挤密效果检测
3.2.1 桩间土湿陷性消除情况分析
渣土桩试验区3个探井共取桩间形心土样25件，通过常规物理力学性质试验及湿陷性试验结果可知，3个探井共25件土样的湿陷系数最大值为0.012，小于规范规定的0.015[2]，因此，可认为渣土桩试验区桩长范围内黄土湿陷性已消除。
渣土桩桩间形心土干密度范围值为1.53～1.67g/cm3，平均值为1.59g/cm3，根据施工单位提供的本场地素土击实试验报告，素土最优含水率为16.8%，最大干密度为1.69g/cm3，计算桩间土最小挤密系数为0.90～0.98，满足桩间土最小挤密系数不小于0.88的设计要求。
3.2.2 桩间土平均挤密系数检测结果
3个探井共取桩侧10cm位置土样及两桩中间位置土样共50件，干密度试验结果范围值为1.57～1.61g/cm3，平均值为1.59g/cm3，由施工单位提供的本场地素土击实试验报告，素土最佳含水率为18.6%，最大干密度为1.69g/cm3，据此计算桩间土平均挤密系数为0.93～0.95，满足桩间土平均挤密系数不小于0.93的设计要求。
3.2.3 渣土桩桩体密实度检测结果
渣土桩桩体土重型动力触探试验结果见表1。
表1 动力触探试验探统计表
参照GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》中4.1.6规定，碴土桩试验区桩体土为中密～密实状态，以密实状态为主。
4 素土桩挤密效果检测
4.1 桩间土湿陷性消除情况分析
素土桩试验区3个探井共取桩间形心土样18件，常规物理力学性质试验及湿陷性试验结果通过实验可知，3个探井共18件土样的湿陷系数最大值为0.011，小于规范规定的0.015，因此，可认为素土桩试验区桩长范围内黄土湿陷性已消除。
素土桩桩间形心土干密度范围值为1.52～1.70g/cm3，平均值为1.58g/cm3，根据施工单位提供的本场地素土击实试验报告，素土最优含水率为16.8%，最大干密度为1.69g/cm3，据此计算桩间土最小挤密系数为0.90～1.00，满足桩间土最小挤密系数不小于0.88的设计要求。
4.2 桩间土平均挤密系数检测结果
3个探井共取桩侧10cm位置土样及两桩中间位置土样共36件，干密度试验结果范围值为1.57～1.61g/cm3，平均值为1.58g/cm3，由施工单位提供的本场地素土击实试验报告，素土最佳含水率为18.6%，最大干密度为1.69g/cm3，据此计算桩间土平均挤密系数为0.93～0.95，满足桩间土平均挤密系数不小于0.93的设计要求。
4.3 桩体土压实系数检测结果
3个探井共取桩体素土样54件，干密度试验结果其范围值为1.64～1.67g/cm3，平均值为1.65g/cm3，由施工单位提供的本场地素土击实试验报告，素土最佳含水率为18.6%，最大干密度为1.69g/cm3，据此计算桩体土平均压实系数为0.97～0.99，满足桩体压实系数不小于0.97的设计要求。
5 试验结论与建议
通过对西安西恩温泉奥特莱斯6处试验区SDDC工法挤密桩的试验检测，得到如下结论：
1）SDDC桩处理范围内的地基土湿陷性已消除；桩间土最小挤密系数、平均挤密系数、桩体压实系数均满足设计要求；
2）本工程采用SDDC桩，其单桩复合地基承载力特征值可取180kPa，满足设计要求；
3）综合分析认为，桩体填料为素土或砖碴均可满足设计要求。建议根据现场具体情况，本着保护环境、经济合理的原则选取桩身填料，工程桩大面积施工采用的施工参数应与试验桩相同。
