灰土法處理濕陷性黃土地基施工技術

一、特點

1、機具設備簡單：全套設備結構緊湊，占地較少，操作簡便，管理方便。

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

3、粉塵小，無污染：灰土拌和采用機械，不揚塵、無污染，對周圍的建筑物不會產生振動影響，對周圍居民不會產生噪音干擾。

4、提高工效、降低工程造價：灰土采用機械集中拌和，減少了勞動力，可明顯提高工效、降低工程造價。

二、適用范圍

本技術適用于濕陷性黃土地區房屋地基處理，也適用于鐵路建設中的接觸網支柱、變配電所室外基礎施工。

三、工藝原理

1、地基土與白灰采用機械攪和的加固原理，是基于白灰和土的比例為 3：7的設計要求。當白灰拌入軟土中，拌和時噴灑適量水，保持拌和物含水率為3%，白灰在土中和水即發生化學反應，這樣就改變了原狀土的結構，使之硬結成具有完整性和強度較高的灰土固結體形成復合地基，從而提高地基的承載力。

2、采用機械集中攪和灰土，保證灰土拌和質量，提高功效。拌和機械只需裝載機，按3：7比例現場取料、拌和。

3、灰土墊層施工采用分層鋪攤、分層壓實，逐層抽檢實驗保證地基質量。

四、工藝流程及操作要點

（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、施工準備

（1）編制灰土拌和和壓實作業計劃。

（2）檢查白灰、土質量、粒徑是否與設計相符。

（3）檢查施工機械、機具性能是否良好。

2、基坑開挖：房屋和主變基坑可采取機械開挖，接觸網支柱和變電專業電桿基礎采用人工開挖，開挖基坑深度、寬度按設計要求，基礎開挖時應避免坑底土層受擾動，嚴禁擾動墊層下的軟弱土層，特別注意基坑不受水浸泡。基底土應夯實一遍，面積較大機械易操作的房屋基坑可采用壓路機壓實，接觸網支柱和變電專業電桿基坑可采用打夯機人工夯實。

3、灰土拌和（三干三濕法）：

（1）材料標準：用于灰土的灰應為熟石灰，粒徑不大于5mm，土為基礎挖土，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）機械集中拌和：首先選擇拌和場地，選擇拌和場地時要綜合考慮工程灰土需用量大小和房建、接觸網、變電專業的運輸距離，武嘉線房建灰土在臨澤站用量最大，且臨澤處于全線中部，因此拌和地點設在臨澤。其次是拌和，現場準備裝載機，拌合的灰土體積比為白灰：土 = 3：7，拌和時灑水，灑水體積比比例為3%，拌和后堆料待用，但必須堅持“當天拌和，當天使用”的原則，拌和控制方法如下：

①灰土比例控制方法：現場可使用裝載機的裝載鏟控制比例，方法簡單，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10鏟灰土混合物，為一個拌和批。

②水灰比控制方法：水：灰土拌和物= 3：100，現場控制水的比例方法是根據每1裝載鏟的容積V來計算水的摻入量，由10×V ：水 = 3：100得到：水參量（一個拌和批）為：1000×V/3。

③拌和質量控制：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，檢驗方法是灰土拌和物“手捏成團（不散），落地開花（散開）”即達到要求，否則繼續拌和。

4、灰土鋪攤：面積較大機械易操作的房屋基坑灰土鋪攤采用推土機鋪攤，接觸網支柱和變電專業設備基坑采用人工鋪攤。灰土鋪攤必須分層，厚度為機械碾壓時40cm，人工夯實時30cm，厚度控制方法是在基坑四周壁上分別打標高控制木樁，考慮灰土壓實后的壓縮量，木樁高度以壓實厚度控制（壓實厚度見第4條），每層鋪攤后進行壓實。

5、灰土壓實：面積較大機械易操作的房屋基坑灰土壓實采用壓路機碾壓，接觸網支柱和變電專業設備基坑采用打夯機人工壓實。灰土壓實必須分層，厚度為機械碾壓時30cm，人工夯實時20cm，厚度控制方法是在基坑四周壁上打標高控制木樁。灰土壓實遍數以壓實系數確定，當第一層壓實系數達到要求時，采用第 1層的壓實遍數。每層壓實后后進行抽查檢驗壓實系數。

6、灰土壓實質量檢查（抽查系數）

（1）灰土要求壓實系數為0.95，采用環刀實驗。

（2）第1層先壓實3遍，然后環刀取樣，送標準實驗室實驗，當壓實系數達到要求時，以后各層采用本層壓實遍數，當實系數達到要求時達不到要求時，繼續碾壓，繼續實驗，直到達到要求的壓實系數為止。需要說明的是每層壓實后都要作灰土壓實系數抽查實驗，以保證灰土的施工質量。

（3）由于基礎四大角承受壓力較大，壓實時需在四大角增加1遍壓實遍數，且抽樣試驗中至少有1個四大角抽樣試驗點。

（4）選擇的試驗單位必須是國家認可的計量認證MA計量單位。

（三）技術標準及工藝要求

1、灰土拌和時嚴格控制含水率，避免橡皮土出現。

2、灰土最好旋拌和旋使用，灰土不能隔夜使用，條件限制時也不超過 12小時。

3、灰土壓實嚴格執行《濕陷性黃土地區建筑規范（GB50025-2004）》和《灰土地基施工工藝標準（SGBZ-0114》。

4、每層灰土壓實后，如遇隔夜施工，則夜間要用塑料布覆蓋養護，遇雨天也要遮蓋，避免雨水浸泡。

5、灰土施工結束后，應盡快進行下一工序施工，施工后最早回填隱蔽，以免灰土遇水出現質量問題。

（四）施工管理方法和措施

工程施工采用項目管理，對各工序的安全、質量管理實施組長負責制，對各工序的施工做好過程記錄并簽認，對關鍵工序實施“PDCA”循環以提高施工質量和管理水平。

五、勞動組織

勞動組織采用崗位負責制、定點定崗。各人員的現場操作嚴格遵守技術要求、安全規程和機械操作規程。

房屋灰土施工人員組織

序號 施工人員 單位 數量 備 注1 施工負責人 人 1 現場施工組織及協調2 技術員 人 1 技術負責、質量負責3 泥工 人 2/8 機械開挖基坑清理/人工開挖作業4 泥工 人 2/6 機械施工人工補夯/人工夯實灰土作業5 安全監督員 人 1 安全監督6 機械人員 人 2 機械操作

六、機具設備

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

房屋灰土施工機具設備組織

序號 名稱 規格 單位 數量 備 注1 挖 掘 機 EX300-3162kw1.38m3臺 1 房屋大型基坑挖土2 裝 載 機 QY12B 臺 1 土方運輸或拌和灰土料3 壓 路 機 DA5A 臺 1 房屋大型基坑灰土碾壓4 汽車運輸車 EQ1108G6D15 臺 2 集中拌和灰土時運輸灰土5 蛙式打夯機 YH-Ⅲ 臺 4 小型基坑灰土人工壓實

七、質量控制

1、灰土回填施工時，切記每層灰土夯實后都得測定灰土的壓實系數，符合要求后，才能鋪攤上層的灰土。并且在試驗報告中，注明土料種類、配合比、試驗日期、層數（步數）、結論、試驗人員簽字等。壓實系數末達到設計要求的部位，均應有處理方法和復驗結果。

2、灰土施工時嚴格執行留接槎的規定。當灰土基礎標高不同時，應作成階梯形，上下層的灰土接槎距離不得小于500mm。接槎的槎子應垂直切齊。

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

4、灰土配合比不準確：土料和熟石灰沒有認真過標準斗，或將石灰粉花灑在土的表面，拌合也不均勻，均會造成灰土地基軟硬不一致，應認真做好計量工作。

5、灰土表面平整度要控制在3mm以內，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，必須認真檢查灰土表面的標高及平整度。

八、安全措施

1、施工人員戴安全帽，現場安全員專門監督機械操作，避免機械傷人。

2、施工人員佩帶口罩，防止白灰入口。

3、基坑開挖時，注意土方跨塌。

九、效益分析

1、機械灰土法（集中拌和）處理濕陷性黃土和常規人工施工（就地拌和）相比，在質量、工期、成本等方面具有明顯優越性，而且有良好的經濟效益和社會效益。

經濟效益分析比較統計表（100m3灰土）

機 械 施 工 人 工 施 工序號 工作項目 臺班 成本（元） 工日 成本（元） 節 約 成 本1 灰土拌和 0.5 120 12 1800 1680 2 灰土運輸 2 800 -800合 計 3 920 12 1800 880

從上表可以看出:每立方灰土施工,機械施工比人工施工節約成本8.8元，灰土用量大，節約成本越多。

2、雖然集中拌和增加了汽車運輸，但減少了人員投入和勞動強度，對于人力緊張時期的武嘉工程很符合實際。

3、機械施工減少了白灰粉塵對人體的傷害，對周圍環境保護也起到了很好的作用。

十、工程實例

（一）工程項目名稱：蘭新線鐵路武（威）嘉（峪關）段電氣化SD3標段總包項目。

（二）灰土法處理濕陷性黃土地基概況

武嘉電氣化鐵路 SD3標段房建工程有牽引變電所、配電所、接觸網工區各 3個，分區所2個，總建筑面積7500m2，房屋基礎面積4100 m2，主變基礎3個，接觸網支柱基礎4200個，所有基礎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）應用情況和取得的效果

該技術運用在施工現場，通過用灰土法處理房屋、接觸網支柱、電力電桿、變配電所室外基礎的濕陷性黃土地基，圓滿地完成了任務，而且大大縮短了工期，節約成本近20萬元，保證了基礎質量，避免了環境污染。

[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].商品與質量,2010，(34)。