《DDC工法》,桩锤的构造创新,呈尖锥杆状或呈橄榄状。夯击时,对下层填料是深层动力夯、砸、压密,对上层新填料是动力夯、砸、劈裂和强制侧向挤压。通过桩锤的动力夯击,在锤侧面上,产生极大的动态被动土压力,锤推土迫使填料向周边强制挤出,桩间土也被强力挤密加固。这是这项技术独具特色之二。
《DDC工法》处理的地基,自上而下都得到加固,使桩和桩间土均呈均匀密实状态,从而它取得的技术效果高于强夯法。而强夯加固的地基上强下弱,有软弱下卧层时,则达不到地基加固的目的,这是本技术特点之三。
总之,用DDC工法处理地基承载力高,应变能力强,适用范围广,可用于各类疑难地基处理。桩锤量比强夯重量小,压强高,对机具要求条件低,所产生的公害也小,比强夯法有很大的优越性。
与柔性加固桩的比较
双灰桩、灰土桩、砂桩、碎石桩等柔性加固桩等都已广泛使用,其最大缺点是加固施工用的桩锤小,成桩的桩径小,夯击能量小,桩体材料要有选择性,压密效果低,对桩侧土挤密的侧压力小,桩间土被加固的效果较差。加固后的复合地基,其承载性能虽有改善,但加载后都会发生变形或浸水有湿陷量。用这类柔性加固的复合地基,其地基承载力一般不超过原地基的2倍左右或接近于天然地基。且由于施工机具的限制,其处理深度也是有限的。因此用这些柔性加固的地基不适用于承受较大载荷或对沉降要求严格的重要建筑物。
《DDC工法》在加固地基时,采用强夯重锤对孔内填料以高压强动能强夯,使地基土受到很高的预压应力,处理后的地基浸水或加载都不会产生明显的压缩变形,复合地基承载比原天然地基可提高3倍~9倍。最大处理深度可达30m,桩体直径可达0.6m~2.5m。而且桩间土也受很大侧向挤压力,同样也被挤密加固。桩周土被挤密形成了强制挤密区、挤密区以及挤密影响区、复合地基的整体刚度均匀,这是一般柔性桩加固地基难以取得的效果。
由于上述各种柔性桩加固用料,要比DDC桩严格,如碎石桩、砂桩等用料不能就地取材,其工程造价必然较高。DDC工法工程用料适应性大,从建筑垃圾、土砂工业废料到含有块状石的土夹石料、煤矸石等各种工业废料以及它们的混合物均可使用。因此,DDC碴土桩具有广泛的适用性。用料可以就地取材,减少运输费用,造价会明显降低。
采用DDC工法加固的桩体,由于采用高能量的超压强夯击和动态冲、砸、挤压的强力压实和挤密作用,使桩体十分密实,在受到高压强动能夯击能后的桩体内力缓慢释放,对桩周土施加侧向挤压力。而桩周土受到的侧向强力挤密应力也向桩体慢慢释放,对桩体产生很大的侧向约束“抱紧”作用,使其具有半刚半柔性的特点。对于分层地基或软硬不均土层,桩体在施工挤密过程中,会形成“串珠”状态,有利于桩与桩侧土的紧密“咬合”,增大了侧壁摩阻力,使加固后的桩与桩间土形成一个密实整体。其复合地基不仅刚度均匀,而且承载性能显著改善。其桩土应力比一般为3倍~5倍。
灰土桩法处理深度浅,用料受限,地下有水或淤泥土时不能施工,桩间土处理后效果差,承载力提高幅度小,压缩变形量大,易发生缩颈与断桩,仅适用于一般建筑物。
与刚性加固桩的比较
对于钻孔混凝土灌注桩、预制桩、沉管灌注桩、孔内夯扩混凝土灌注桩以及CFG桩等为刚性混凝土加固桩。采用孔内填混凝土或其他合适加固料的DDC桩,只要被加固地基具有良好的成孔条件,加固处理后地基的综合技术、经济效益好,具有上述刚性加固桩所不及的优点。
打入桩施工噪音大,截桩工作量大、工程造价高,打桩机污染空气。混凝土灌注桩或CFG桩的桩身混凝土的质量难于保证,桩侧土未被挤密,土对桩的约束力小,尤其在淤泥软土地基更易发生缩颈和桩体变形、桩形不规则等缺欠,事故率较高。这类地基是靠单桩承载,而不是复合地基承载,其用钢量和水泥量都比较高,工程造价也必然提高。
此外,由于混凝土灌注桩在成孔施工时,对周边土有扰动,未起到侧向挤压加固作用,混凝土硬化时收缩,使桩体混凝土与桩侧土间出现缝隙润滑,造成桩侧摩阻力下降,尤其对以摩阻力为主要承载力的深长桩,其承载力损失较大,难于达到设计标准,而DDC工法由于施工时不断对侧向土以超压强动能进行强制挤压,使成桩后侧土对桩体产生很好“抱紧”,以形成“串珠状”、“扩径”,增强了桩与桩间土的密实度,形成了良好的桩土共同作用整体受力的复合地基。