【工法】预成孔深层水下夯实法--2013～2014年度国家级工法

技术原理

首先在地基土中预先成孔，成孔深度由处理深度进行控制；然后在孔内由下而上逐层回填逐层夯实；对地基土产生挤密、冲击与振动夯实等多重效果；当孔内填料与地基土性质相同时，形成均质人工地基；当孔内填料性质明显好于地基土时，可形成挤密桩复合地基。

根据地质条件的不同可采用旋挖钻进、长螺旋钻进等多种成孔方式，应采取必要的措施避免施工过程中产生孔壁坍塌；通过选择不同的夯击能与分层回填厚度，可实现不同的扩径比要求；当扩径比要求相同时，在不同的土层中应选择适宜的分层回填厚度；不同深度进行夯击，应根据冲击地下水造成的夯击能损耗量，调整夯击能。

在现有柱锤冲扩桩法与深层成孔强夯法等地基处理技术的基础上，通过采用地基土中预成孔、夯锤不脱钩、特殊设计的夯锤等技术与设备，实现了在地下水位以下的深层地基土中进行施工。

施工步骤

① 地基土中预成孔

② 孔内第一次填料，填料量以分层填料厚度进行控制

③ 孔内第一次夯实，逐次夯击直至满足收锤标准

④ 重复步骤②～③，由下而上，逐层回填逐层夯实，直至地面标高

⑤ 采用满夯夯实表层土体

施工工艺流程

(1)场地整平，测放孔位;

(2)在地基土中预先成孔; 

(3)孔内第一次填料，填料量以分层厚度进行控制;  

(4)孔内第一次夯实，夯击能与分层厚度相匹配，夯击过程中夯锤不脱钩，逐次夯击直至满足收锤标准;  

(5)由下而上，逐层回填逐层夯实，填料、夯击交替进行，直至地面标高，完成一个孔位的施工; 

(6)逐孔施工，完成全部孔位施工; 

(7)采用满夯夯实表层土体。

技术特点

(1)可进行深层水下施工，适用于处理深度大、地下水位高等条件下进行地基处理；

(2)在预成孔内分层回填分层夯实，通过夯击可对夯间土同时产生挤密和夯实的效果；

(3)可选用旋挖钻进、长螺旋钻进、冲击成孔、柱锤冲扩等多种方式进行预成孔；

(4)采用夯锤不脱钩技术，无需人工挂钩，节约人力提高效率的同时，实现了深层孔内连续作业；

(5)在软弱粘性土中，可在孔内填入性质与透水性均较好的粗颗粒材料，形成挤密桩体复合地基；

(6)透水性良好地粗颗粒土中，可就地取材，在孔内填入与被加固土体相同的材料，通过夯实与挤密使地基土得到均匀加固；

(7)夯实挤密效果好，分层夯实后的成桩直径可达预成孔直径的1.2～1.5倍；

(8)适用各种性质的土体，即可用于饱和软粘土，也可用于松散粗颗粒土；应用范围广，即可用于高填方地基，也可用于深厚原状土地基；

(9)具有水下施工/深层加固/高度自动化/造价低/工期短/高效/节能/环保等优点。

经济效益

与国内外同类技术相比，本技术单机组施工效率提高50%，操作人员减少50%，能耗减少20%，施工成本可降低45～55%。与桩基方案相比，本技术成本仅为桩基方案的40～60%，工期至少缩短2个月。

社会效益

与同类地基处理技术相比，本技术地基处理深度达到30m以上，孔内夯击施工能级提高至4000kN.m，实现了水下施工与深层孔内不脱钩连续夯击，施工能力大大提高，填补了国内技术空白。本技术使用我公司自主研发的CGE400型强夯机，具有远程无线操控、不脱钩施工、自动测量的功能，在实现了高度自动化的同时，安全性大大提高，同时节约了劳动力。本技术还具有处理效果显著、施工工期短、节约成本、绿色环保的特点，其社会效益显著。

推广应用前景

随着工程建设的飞速发展，回填深度大于15m的填海造地工程越来越多，该类工程地基处理深度大、地下水位高且下卧淤泥质软弱土层，地基处理需要很高的技术水平。本技术是专门针对该类地基工程中的技术难点开展创新研究取得的技术成果，已在数个地基处理工程中得到应用并取得了良好的地基处理效果与经济效益。

本技术根据其技术特点在下列工程中具有推广优势：

(1)处理深度10m以上且存在饱和粘性或淤泥质软弱下卧层的工程；

(2)处理深度15m以上且地下水位较高的工程；

(3)处理深度20m以上的各类工程；

(4)地基承载力与变形要求高，但没有抗拔与抗浮要求的工程，可采用本技术代替桩基以节约造价与工期。

本技术相比于同类地基处理技术工艺主要具有地基处理深度大、地基处理效果好、施工效率快、自动化程度高、土质条件适应性好、可进行水下施工等优点，同时还具备造价低、工期短、绿色环保等特点，具有明显的竞争优势，推广应用前景十分广阔。

此工法由 中化岩土工程股份有限公司 申请获得2013～2014年度国家级工法。