濕陷性黃土鐵塔基礎(chǔ)的灰土墊層處理法

楊繼東，曾立新葛洲壩集團(tuán)電力有限責(zé)任公司，湖北宜昌 443002

0 引言

濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密土，具有大孔和垂直節(jié)理，在天然濕度下，其壓縮性較低，強(qiáng)度較高，但遇水浸濕時，土的強(qiáng)度顯著降低，在附加壓力或在附加壓力與土的自重壓力下引起的濕陷變形，是一種下沉量大，下沉速度快的失穩(wěn)性變形，對工程基礎(chǔ)的危害性大。

1 工程概述

750kV蘭州東-平?jīng)?乾縣輸電線路工程是目前國內(nèi)開工建設(shè)的第四條超高壓輸變電工程，也是國內(nèi)第一條750kV同塔雙回線路工程。本工程的建設(shè)將使西北電網(wǎng)潮流交換輸電能力和優(yōu)化配置資源的能力得到顯著增強(qiáng)，并將更有力地促進(jìn)西部水、火電基地的開發(fā)與外送，實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源優(yōu)化配置。由我公司承建的750kV蘭州東-平?jīng)?乾縣輸電線路工程·蘭平Ⅴ標(biāo)段，起始于會寧縣馮家灣260＃桿塔，止于靜寧線七里鋪308＃桿塔。本標(biāo)段路徑全長約26.675km，其中丘陵約10km，山地約16.675km，沿線最高海拔約2 150m。全線共49基塔，由于該工程屬濕陷性黃土地區(qū)，其中的轉(zhuǎn)角塔和部分直線塔設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基的灰土墊層處理，墊層法是一種淺層處理濕陷性黃土地基的傳統(tǒng)方法，在濕陷性黃土地區(qū)使用較廣泛，具有因地制宜，就地取材和施工簡便等特點(diǎn)。

2 灰土墊層施工

2.1 材料及主要工具

1）土：優(yōu)先使用開挖出的與實(shí)驗(yàn)取樣相同的原土，土料中不得含有有機(jī)雜物，專門堆放，土料含水量控制在最佳含水量的2%以內(nèi)。土料要過篩，粒經(jīng)不大于15mm；

2）石灰：應(yīng)用塊灰或生石灰粉：使用前應(yīng)充分熟化過篩，粒經(jīng)不大于5mm，活性CaO+Mg含量不得低于50%，并不得加有未熟化 的生石灰和含有過多的水份；

3）填土施工時分層厚度及壓實(shí)遍數(shù)下表執(zhí)行；

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4）主要機(jī)具有：一般應(yīng)有木夯、蛙式或柴油打夯機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)，帶漏電保護(hù)的配電箱，手推車，篩子（孔徑6mm～10mm或160mm～20mm兩種）、標(biāo)準(zhǔn)車，靠尺、靶子、平頭鐵鍬、環(huán)刀、濃度為98%的酒精，受檢測合格的天平，小鑷子，防塵口罩，絕緣手套和絕緣靴（本文中采用蛙式打夯機(jī)進(jìn)行作業(yè)，該機(jī)具有打夯密實(shí)度大，打夯次數(shù)少，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)）。

2.2 作業(yè)條件

1）灰土應(yīng)按設(shè)計(jì)比例（2：8=灰：土的體積）配制，拌和均勻，使其顏色一致，同時測定灰土混和料的含水量，應(yīng)使其盡量接近最優(yōu)含水量，。如發(fā)現(xiàn)含水量超過最優(yōu)含水量的±2%時，應(yīng)及時予以涼曬或水潤濕，（灰土墊層施工中，含水量的的控制很重要，灰土中水含量過高，打夯時夯不實(shí)，會象橡皮泥出現(xiàn)彈性土，水含量過低，打夯時容易起皮掉渣，出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象）拌合好的灰土應(yīng)及時回填夯實(shí)，不宜隔日使用，現(xiàn)場施工可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)方法，用手將灰土緊握成團(tuán)，兩指輕捏即碎為適度；

2）基坑在鋪灰土前必須先行釬探驗(yàn)槽，并按設(shè)計(jì)和堪探部門的要求處理完地基，辦完隱檢手續(xù)。鋪墊灰土前應(yīng)清除基底的草皮、雜草和淤泥，排除積水，并在施工過程中防止地面水流入填方區(qū)或基坑浸泡地基，造成地基下陷；

3）施工前，應(yīng)做好水平高程的標(biāo)志。如在基坑每隔300mm釘上木楔，同時做好水平分層標(biāo)記。

2.3 工藝流程

檢驗(yàn)土料和石灰質(zhì)量→實(shí)驗(yàn)確定施工參數(shù)→技術(shù)交底→準(zhǔn)備機(jī)具設(shè)備→基坑清理→過篩→灰土拌和→分層鋪灰土、耙平→分層夯實(shí)→檢驗(yàn)密實(shí)度→修整找平驗(yàn)收

1）灰土拌和：灰土的配合比應(yīng)用體積比，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求為2：8控制配合比。拌和時必須均勻一致，至少翻拌兩次，拌和好的灰土顏色應(yīng)一致；

2）灰土施工時應(yīng)適當(dāng)控制含水量，應(yīng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)格控制。如土料水分過大或過干，應(yīng)提前采取晾曬或?yàn)⑺却胧；靥钔翍?yīng)分層攤鋪；

3）每層鋪土厚度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、密實(shí)度要求和機(jī)具性能通過壓實(shí)實(shí)驗(yàn)確定。作業(yè)時，應(yīng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)所確定的參數(shù)進(jìn)行。每層攤鋪后，隨之耙平；

4）填土方應(yīng)從最底處開始，由下而上整個寬度水平分層，均勻鋪填土料和夯實(shí)，底層如有問題應(yīng)夯實(shí)，然后再全面填筑；

5）蛙式打夯機(jī)壓實(shí)填方時，應(yīng)控制行駛速度和壓實(shí)遍數(shù)，。基坑周邊及四角必須采用木夯補(bǔ)打夯實(shí)；

6）土層表面太干時，應(yīng)灑水濕潤后繼續(xù)回填以保證上下層結(jié)合良好；

7）蛙式打夯機(jī)打夯應(yīng)按一定方向進(jìn)行，打夯應(yīng)一夯壓半夯，夯夯相連，兩遍縱橫交錯，分層夯實(shí)。行夯路線應(yīng)同時滿足下列條件：

（1）最后兩擊的平均夯沉量不大于10mm，當(dāng)單擊夯擊次數(shù)能量較大時不大于20mm；

（2）夯點(diǎn)周圍地面不發(fā)生過大的隆起。

8）灰土每層填土夯實(shí)后應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行環(huán)刀取樣，測出干土的質(zhì)量密度；達(dá)到要求后，再進(jìn)行上一層的鋪土；

9）夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，一般情況下，可采用3遍，最后再以低能量夯實(shí)一遍，對于滲透性弱的細(xì)粒土，必要時夯實(shí)遍數(shù)，可適當(dāng)增加；

10）兩遍之間應(yīng)有一定的時間間隔。間隔時間取決于土中超靜孔水壓力的消散時間。當(dāng)缺少實(shí)測資料時，可根據(jù)低級土的滲透性確定，對于滲透性差的黏性土地地基的間隔時間，應(yīng)不少于1h～2h；對于滲透性差好的地基可連續(xù)夯實(shí)；

11）灰土應(yīng)盡可能大面積整遍回填，減少留槎，必須留槎時，不得留再基礎(chǔ)地盤位置，上下兩層接縫距離不得小于500mm，接縫時應(yīng)壓密實(shí)；

12）攪拌好的灰土應(yīng)當(dāng)日鋪填夯實(shí)，入基坑灰土不得隔日夯打，夯實(shí)后的灰土不得受雨水浸泡，及時進(jìn)行基礎(chǔ)鋼筋綁扎澆筑，當(dāng)不能及時進(jìn)行澆筑時，應(yīng)將基坑或灰土面作臨時性覆蓋，避免日曬雨淋；

13）如遇雨季施工時，應(yīng)采取防雨措施，剛打的灰土，如忽然遇雨，應(yīng)將松軟灰土除去，再夯實(shí)，稍受濕的灰土涼干后補(bǔ)夯；

14）在冬季施工時，當(dāng)灰土回填完畢后，不能及時進(jìn)行基礎(chǔ)施工時，應(yīng)在回填土表面進(jìn)行覆蓋避免受凍。

3 灰土墊層檢驗(yàn)

1）灰土墊層的檢驗(yàn)應(yīng)由專職的灰土質(zhì)檢員進(jìn)行檢驗(yàn)，并出具檢驗(yàn)合格報(bào)告（灰土質(zhì)檢員由符合國家檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)資質(zhì)的檢測公司指派）

2）灰土質(zhì)量密度標(biāo)

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3）灰土容重的檢測

（1）基坑每30m2～100m2上取一點(diǎn)，位置在每層的2/3處；

（2）取樣方法：用環(huán)刀取樣，先將已經(jīng)夯實(shí)層上面的1/3覆層用鐵鍬去掉，用落錘將環(huán)刀打入2：8灰土中，去除環(huán)刀四周的土，然后用灰刀通過環(huán)刀底部將環(huán)刀起出，再用電工刀等刀具延環(huán)刀上下沿將土層削平。環(huán)刀內(nèi)的灰土不能高出；

（3）稱重：先將環(huán)刀和灰土一起放在天平上稱重，并做好記錄。然后將灰土放入烘干用具內(nèi)，在稱環(huán)刀重量，用總重減去環(huán)刀重量，即為2：8灰土濕重；

（4）從環(huán)刀中取出灰土，放入烘干器具，再將濃度為98%的酒精倒入烘干器中點(diǎn)燃，進(jìn)行烘干至酒精燃燒完后，對烘干后的灰土進(jìn)行稱重，稱重?cái)?shù)字及為2：8灰土干重，

（5）壓實(shí)系數(shù)計(jì)算

式中G1為濕重，G2為干重，U為含水率，A1為濕容重，V為環(huán)刀體積，A2為干容重，a為設(shè)計(jì)最大干容重，M為計(jì)算壓實(shí)系數(shù)。

4 施工安全保證措施

1）有參與施工人員都必須經(jīng)過安全學(xué)習(xí)、安全技術(shù)交底和安全考試合格。機(jī)械操作人員經(jīng)過安全培訓(xùn)并持證上崗。各級專職、兼職安全員要真正落實(shí)到位，嚴(yán)格把好安全關(guān)。新上崗人員需進(jìn)行培訓(xùn)，并經(jīng)三級安全教育方可上崗；

2）加強(qiáng)臨時工、外包工的安全管理，明確責(zé)任，認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)交底，協(xié)助外包隊(duì)伍制定安全技術(shù)措施；

3）嚴(yán)禁違章作業(yè)、違章操作、違章指揮，加大反習(xí)慣性違章工作力度，開展安全檢查工作；

4）坑口邊應(yīng)以圍欄防護(hù)，施工時設(shè)安全監(jiān)護(hù)人，基坑施工人員一律戴安全帽。施工過程中，應(yīng)隨時注意土質(zhì)條件有無變化、有無裂紋等異常現(xiàn)象；

5）距坑口1m范圍內(nèi)不準(zhǔn)堆土及工器具等，防止掉落坑內(nèi)傷人；

6）電動打夯機(jī)應(yīng)有專人操作，操作手需帶絕緣手套和穿絕緣靴，現(xiàn)場所有工作人員必須帶防塵口罩；

7）所有的電器設(shè)備應(yīng)有可靠的接地。配電箱里的漏電保護(hù)裝置施工前應(yīng)做試驗(yàn)，保證其動作可靠；

8）在運(yùn)輸、堆放、施工土料和石灰過程中應(yīng)注意避免揚(yáng)塵、遺撒、沾帶等現(xiàn)象，應(yīng)采取遮蓋、封閉、灑水、沖洗等必要措施。

5 結(jié)論

處理濕陷性黃土的方法有很多，本人就參加輸電線路工程施工中處理濕陷性黃土的其中一種方法進(jìn)行了簡單的闡述和總結(jié); 但不一定全面, 希望能共勉, 為大家在以后的基礎(chǔ)施工中，就濕陷性黃土的處理提供一些參考和借鑒,創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范 GB50025-2004[M].中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB500007-2002[M].北京：中國工業(yè)建筑出版社，2002.

[3]李博之編著.高壓架空送電線路施工技術(shù)手冊[M].中國電力出版社.