灰土法處理濕陷性黃土地基施工技術(shù)

一、特點(diǎn)

1、機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單：全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地較少，操作簡(jiǎn)便，管理方便。

2、施工簡(jiǎn)便快捷：利用裝載機(jī)配合壓路機(jī)（接觸網(wǎng)施工場(chǎng)地狹窄使用人工打夯機(jī)），即可完成換填施工。

3、粉塵小，無污染：灰土拌和采用機(jī)械，不揚(yáng)塵、無污染，對(duì)周圍的建筑物不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)影響，對(duì)周圍居民不會(huì)產(chǎn)生噪音干擾。

4、提高工效、降低工程造價(jià)：灰土采用機(jī)械集中拌和，減少了勞動(dòng)力，可明顯提高工效、降低工程造價(jià)。

二、適用范圍

本技術(shù)適用于濕陷性黃土地區(qū)房屋地基處理，也適用于鐵路建設(shè)中的接觸網(wǎng)支柱、變配電所室外基礎(chǔ)施工。

三、工藝原理

1、地基土與白灰采用機(jī)械攪和的加固原理，是基于白灰和土的比例為 3：7的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)白灰拌入軟土中，拌和時(shí)噴灑適量水，保持拌和物含水率為3%，白灰在土中和水即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣就改變了原狀土的結(jié)構(gòu)，使之硬結(jié)成具有完整性和強(qiáng)度較高的灰土固結(jié)體形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力。

2、采用機(jī)械集中攪和灰土，保證灰土拌和質(zhì)量，提高功效。拌和機(jī)械只需裝載機(jī)，按3：7比例現(xiàn)場(chǎng)取料、拌和。

3、灰土墊層施工采用分層鋪攤、分層壓實(shí)，逐層抽檢實(shí)驗(yàn)保證地基質(zhì)量。

四、工藝流程及操作要點(diǎn)

（一）工藝流程（見圖1）

圖1 工藝流程

（二）施工方法和主要操作步驟

1、施工準(zhǔn)備

（1）編制灰土拌和和壓實(shí)作業(yè)計(jì)劃。

（2）檢查白灰、土質(zhì)量、粒徑是否與設(shè)計(jì)相符。

（3）檢查施工機(jī)械、機(jī)具性能是否良好。

2、基坑開挖：房屋和主變基坑可采取機(jī)械開挖，接觸網(wǎng)支柱和變電專業(yè)電桿基礎(chǔ)采用人工開挖，開挖基坑深度、寬度按設(shè)計(jì)要求，基礎(chǔ)開挖時(shí)應(yīng)避免坑底土層受擾動(dòng)，嚴(yán)禁擾動(dòng)墊層下的軟弱土層，特別注意基坑不受水浸泡。基底土應(yīng)夯實(shí)一遍，面積較大機(jī)械易操作的房屋基坑可采用壓路機(jī)壓實(shí)，接觸網(wǎng)支柱和變電專業(yè)電桿基坑可采用打夯機(jī)人工夯實(shí)。

3、灰土拌和（三干三濕法）：

（1）材料標(biāo)準(zhǔn)：用于灰土的灰應(yīng)為熟石灰，粒徑不大于5mm，土為基礎(chǔ)挖土，粒徑不大于15mm。土中不得含有草根、樹枝、石塊，耕植土不能用于灰土材料。

（2）機(jī)械集中拌和：首先選擇拌和場(chǎng)地，選擇拌和場(chǎng)地時(shí)要綜合考慮工程灰土需用量大小和房建、接觸網(wǎng)、變電專業(yè)的運(yùn)輸距離，武嘉線房建灰土在臨澤站用量最大，且臨澤處于全線中部，因此拌和地點(diǎn)設(shè)在臨澤。其次是拌和，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備裝載機(jī)，拌合的灰土體積比為白灰：土 = 3：7，拌和時(shí)灑水，灑水體積比比例為3%，拌和后堆料待用，但必須堅(jiān)持“當(dāng)天拌和，當(dāng)天使用”的原則，拌和控制方法如下：

①灰土比例控制方法：現(xiàn)場(chǎng)可使用裝載機(jī)的裝載鏟控制比例，方法簡(jiǎn)單，即先按3鏟土，1鏟灰摻料混合各兩次，再1鏟土，1鏟灰（前后相加正好3：7）拌合；共計(jì)10鏟灰土混合物，為一個(gè)拌和批。

②水灰比控制方法：水：灰土拌和物= 3：100，現(xiàn)場(chǎng)控制水的比例方法是根據(jù)每1裝載鏟的容積V來計(jì)算水的摻入量，由10×V ：水 = 3：100得到：水參量（一個(gè)拌和批）為：1000×V/3。

③拌和質(zhì)量控制：使用裝載鏟拌和，采用“三干三濕”方法拌和，即灰和土三次干拌（不加水），之后再按②方法加水拌和三次（濕拌），拌和必須均勻，檢驗(yàn)方法是灰土拌和物“手捏成團(tuán)（不散），落地開花（散開）”即達(dá)到要求，否則繼續(xù)拌和。

4、灰土鋪攤：面積較大機(jī)械易操作的房屋基坑灰土鋪攤采用推土機(jī)鋪攤，接觸網(wǎng)支柱和變電專業(yè)設(shè)備基坑采用人工鋪攤?；彝龄仈偙仨毞謱樱穸葹闄C(jī)械碾壓時(shí)40cm，人工夯實(shí)時(shí)30cm，厚度控制方法是在基坑四周壁上分別打標(biāo)高控制木樁，考慮灰土壓實(shí)后的壓縮量，木樁高度以壓實(shí)厚度控制（壓實(shí)厚度見第4條），每層鋪攤后進(jìn)行壓實(shí)。

5、灰土壓實(shí)：面積較大機(jī)械易操作的房屋基坑灰土壓實(shí)采用壓路機(jī)碾壓，接觸網(wǎng)支柱和變電專業(yè)設(shè)備基坑采用打夯機(jī)人工壓實(shí)?；彝翂簩?shí)必須分層，厚度為機(jī)械碾壓時(shí)30cm，人工夯實(shí)時(shí)20cm，厚度控制方法是在基坑四周壁上打標(biāo)高控制木樁?；彝翂簩?shí)遍數(shù)以壓實(shí)系數(shù)確定，當(dāng)?shù)谝粚訅簩?shí)系數(shù)達(dá)到要求時(shí)，采用第 1層的壓實(shí)遍數(shù)。每層壓實(shí)后后進(jìn)行抽查檢驗(yàn)壓實(shí)系數(shù)。

6、灰土壓實(shí)質(zhì)量檢查（抽查系數(shù)）

（1）灰土要求壓實(shí)系數(shù)為0.95，采用環(huán)刀實(shí)驗(yàn)。

（2）第1層先壓實(shí)3遍，然后環(huán)刀取樣，送標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，當(dāng)壓實(shí)系數(shù)達(dá)到要求時(shí)，以后各層采用本層壓實(shí)遍數(shù)，當(dāng)實(shí)系數(shù)達(dá)到要求時(shí)達(dá)不到要求時(shí)，繼續(xù)碾壓，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，直到達(dá)到要求的壓實(shí)系數(shù)為止。需要說明的是每層壓實(shí)后都要作灰土壓實(shí)系數(shù)抽查實(shí)驗(yàn)，以保證灰土的施工質(zhì)量。

（3）由于基礎(chǔ)四大角承受壓力較大，壓實(shí)時(shí)需在四大角增加1遍壓實(shí)遍數(shù)，且抽樣試驗(yàn)中至少有1個(gè)四大角抽樣試驗(yàn)點(diǎn)。

（4）選擇的試驗(yàn)單位必須是國(guó)家認(rèn)可的計(jì)量認(rèn)證MA計(jì)量單位。

（三）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求

1、灰土拌和時(shí)嚴(yán)格控制含水率，避免橡皮土出現(xiàn)。

2、灰土最好旋拌和旋使用，灰土不能隔夜使用，條件限制時(shí)也不超過 12小時(shí)。

3、灰土壓實(shí)嚴(yán)格執(zhí)行《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GB50025-2004）》和《灰土地基施工工藝標(biāo)準(zhǔn)（SGBZ-0114》。

4、每層灰土壓實(shí)后，如遇隔夜施工，則夜間要用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)，遇雨天也要遮蓋，避免雨水浸泡。

5、灰土施工結(jié)束后，應(yīng)盡快進(jìn)行下一工序施工，施工后最早回填隱蔽，以免灰土遇水出現(xiàn)質(zhì)量問題。

（四）施工管理方法和措施

工程施工采用項(xiàng)目管理，對(duì)各工序的安全、質(zhì)量管理實(shí)施組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，對(duì)各工序的施工做好過程記錄并簽認(rèn)，對(duì)關(guān)鍵工序?qū)嵤癙DCA”循環(huán)以提高施工質(zhì)量和管理水平。

五、勞動(dòng)組織

勞動(dòng)組織采用崗位負(fù)責(zé)制、定點(diǎn)定崗。各人員的現(xiàn)場(chǎng)操作嚴(yán)格遵守技術(shù)要求、安全規(guī)程和機(jī)械操作規(guī)程。

房屋灰土施工人員組織

序號(hào) 施工人員 單位 數(shù)量 備 注1 施工負(fù)責(zé)人 人 1 現(xiàn)場(chǎng)施工組織及協(xié)調(diào)2 技術(shù)員 人 1 技術(shù)負(fù)責(zé)、質(zhì)量負(fù)責(zé)3 泥工 人 2/8 機(jī)械開挖基坑清理/人工開挖作業(yè)4 泥工 人 2/6 機(jī)械施工人工補(bǔ)夯/人工夯實(shí)灰土作業(yè)5 安全監(jiān)督員 人 1 安全監(jiān)督6 機(jī)械人員 人 2 機(jī)械操作

六、機(jī)具設(shè)備

基坑面積較大且方便機(jī)械操作的基坑開挖、灰土拌和、灰土壓實(shí)都采用機(jī)械，基坑開挖主要為挖掘機(jī)，灰土主要為裝載機(jī)，灰土壓實(shí)主要為壓路機(jī)。施工機(jī)械、機(jī)具的操作為熟練工及持證人員。

房屋灰土施工機(jī)具設(shè)備組織

序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 備 注1 挖 掘 機(jī) EX300-3162kw1.38m3臺(tái) 1 房屋大型基坑挖土2 裝 載 機(jī) QY12B 臺(tái) 1 土方運(yùn)輸或拌和灰土料3 壓 路 機(jī) DA5A 臺(tái) 1 房屋大型基坑灰土碾壓4 汽車運(yùn)輸車 EQ1108G6D15 臺(tái) 2 集中拌和灰土?xí)r運(yùn)輸灰土5 蛙式打夯機(jī) YH-Ⅲ 臺(tái) 4 小型基坑灰土人工壓實(shí)

七、質(zhì)量控制

1、灰土回填施工時(shí)，切記每層灰土夯實(shí)后都得測(cè)定灰土的壓實(shí)系數(shù)，符合要求后，才能鋪攤上層的灰土。并且在試驗(yàn)報(bào)告中，注明土料種類、配合比、試驗(yàn)日期、層數(shù)（步數(shù)）、結(jié)論、試驗(yàn)人員簽字等。壓實(shí)系數(shù)末達(dá)到設(shè)計(jì)要求的部位，均應(yīng)有處理方法和復(fù)驗(yàn)結(jié)果。

2、灰土施工時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行留接槎的規(guī)定。當(dāng)灰土基礎(chǔ)標(biāo)高不同時(shí)，應(yīng)作成階梯形，上下層的灰土接槎距離不得小于500mm。接槎的槎子應(yīng)垂直切齊。

3、生石灰塊必須熟化后過篩，如沒有認(rèn)真過篩，顆粒過大，造成顆粒遇水熟化體積膨脹，會(huì)將上層墊層、基礎(chǔ)拱裂（也可購買袋裝成品白灰粉）。

4、灰土配合比不準(zhǔn)確：土料和熟石灰沒有認(rèn)真過標(biāo)準(zhǔn)斗，或?qū)⑹曳刍⒃谕恋谋砻?，拌合也不均勻，均?huì)造成灰土地基軟硬不一致，應(yīng)認(rèn)真做好計(jì)量工作。

5、灰土表面平整度要控制在3mm以內(nèi)，如 灰土表面平整度偏差過大，致使地面混凝土墊層過厚或過薄，造成地面開裂、空鼓，必須認(rèn)真檢查灰土表面的標(biāo)高及平整度。

八、安全措施

1、施工人員戴安全帽，現(xiàn)場(chǎng)安全員專門監(jiān)督機(jī)械操作，避免機(jī)械傷人。

2、施工人員佩帶口罩，防止白灰入口。

3、基坑開挖時(shí)，注意土方跨塌。

九、效益分析

1、機(jī)械灰土法（集中拌和）處理濕陷性黃土和常規(guī)人工施工（就地拌和）相比，在質(zhì)量、工期、成本等方面具有明顯優(yōu)越性，而且有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

經(jīng)濟(jì)效益分析比較統(tǒng)計(jì)表（100m3灰土）

機(jī) 械 施 工 人 工 施 工序號(hào) 工作項(xiàng)目 臺(tái)班 成本（元） 工日 成本（元） 節(jié) 約 成 本1 灰土拌和 0.5 120 12 1800 1680 2 灰土運(yùn)輸 2 800 -800合 計(jì) 3 920 12 1800 880

從上表可以看出:每立方灰土施工,機(jī)械施工比人工施工節(jié)約成本8.8元，灰土用量大，節(jié)約成本越多。

2、雖然集中拌和增加了汽車運(yùn)輸，但減少了人員投入和勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于人力緊張時(shí)期的武嘉工程很符合實(shí)際。

3、機(jī)械施工減少了白灰粉塵對(duì)人體的傷害，對(duì)周圍環(huán)境保護(hù)也起到了很好的作用。

十、工程實(shí)例

（一）工程項(xiàng)目名稱：蘭新線鐵路武（威）嘉（峪關(guān)）段電氣化SD3標(biāo)段總包項(xiàng)目。

（二）灰土法處理濕陷性黃土地基概況

武嘉電氣化鐵路 SD3標(biāo)段房建工程有牽引變電所、配電所、接觸網(wǎng)工區(qū)各 3個(gè)，分區(qū)所2個(gè)，總建筑面積7500m2，房屋基礎(chǔ)面積4100 m2，主變基礎(chǔ)3個(gè)，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)4200個(gè)，所有基礎(chǔ)處于處理濕陷性黃土上，處理處理濕陷性黃土的灰土工程量為21000m3。

（三）應(yīng)用情況和取得的效果

該技術(shù)運(yùn)用在施工現(xiàn)場(chǎng)，通過用灰土法處理房屋、接觸網(wǎng)支柱、電力電桿、變配電所室外基礎(chǔ)的濕陷性黃土地基，圓滿地完成了任務(wù)，而且大大縮短了工期，節(jié)約成本近20萬元，保證了基礎(chǔ)質(zhì)量，避免了環(huán)境污染。

[1] 張婉麗.濕陷性黃土的分類及其地基處理的方法[J].山西建筑,2011李志華，(15)。

[2] 于士卿.換填墊層法處理濕陷性黃土地基的作用與效果[J].商品與質(zhì)量,2010，(34)。