灰土法处理湿陷性黄土地基施工技术

一、特点

1、机具设备简单：全套设备结构紧凑，占地较少，操作简便，管理方便。

2、施工简便快捷：利用装载机配合压路机（接触网施工场地狭窄使用人工打夯机），即可完成换填施工。

3、粉尘小，无污染：灰土拌和采用机械，不扬尘、无污染，对周围的建筑物不会产生振动影响，对周围居民不会产生噪音干扰。

4、提高工效、降低工程造价：灰土采用机械集中拌和，减少了劳动力，可明显提高工效、降低工程造价。

二、适用范围

本技术适用于湿陷性黄土地区房屋地基处理，也适用于铁路建设中的接触网支柱、变配电所室外基础施工。

三、工艺原理

1、地基土与白灰采用机械搅和的加固原理，是基于白灰和土的比例为 3：7的设计要求。当白灰拌入软土中，拌和时喷洒适量水，保持拌和物含水率为3%，白灰在土中和水即发生化学反应，这样就改变了原状土的结构，使之硬结成具有完整性和强度较高的灰土固结体形成复合地基，从而提高地基的承载力。

2、采用机械集中搅和灰土，保证灰土拌和质量，提高功效。拌和机械只需装载机，按3：7比例现场取料、拌和。

3、灰土垫层施工采用分层铺摊、分层压实，逐层抽检实验保证地基质量。

四、工艺流程及操作要点

（一）工艺流程（见图1）

图1 工艺流程

（二）施工方法和主要操作步骤

1、施工准备

（1）编制灰土拌和和压实作业计划。

（2）检查白灰、土质量、粒径是否与设计相符。

（3）检查施工机械、机具性能是否良好。

2、基坑开挖：房屋和主变基坑可采取机械开挖，接触网支柱和变电专业电杆基础采用人工开挖，开挖基坑深度、宽度按设计要求，基础开挖时应避免坑底土层受扰动，严禁扰动垫层下的软弱土层，特别注意基坑不受水浸泡。基底土应夯实一遍，面积较大机械易操作的房屋基坑可采用压路机压实，接触网支柱和变电专业电杆基坑可采用打夯机人工夯实。

3、灰土拌和（三干三湿法）：

（1）材料标准：用于灰土的灰应为熟石灰，粒径不大于5mm，土为基础挖土，粒径不大于15mm。土中不得含有草根、树枝、石块，耕植土不能用于灰土材料。

（2）机械集中拌和：首先选择拌和场地，选择拌和场地时要综合考虑工程灰土需用量大小和房建、接触网、变电专业的运输距离，武嘉线房建灰土在临泽站用量最大，且临泽处于全线中部，因此拌和地点设在临泽。其次是拌和，现场准备装载机，拌合的灰土体积比为白灰：土 = 3：7，拌和时洒水，洒水体积比比例为3%，拌和后堆料待用，但必须坚持“当天拌和，当天使用”的原则，拌和控制方法如下：

①灰土比例控制方法：现场可使用装载机的装载铲控制比例，方法简单，即先按3铲土，1铲灰掺料混合各两次，再1铲土，1铲灰（前后相加正好3：7）拌合；共计10铲灰土混合物，为一个拌和批。

②水灰比控制方法：水：灰土拌和物= 3：100，现场控制水的比例方法是根据每1装载铲的容积V来计算水的掺入量，由10×V ：水 = 3：100得到：水参量（一个拌和批）为：1000×V/3。

③拌和质量控制：使用装载铲拌和，采用“三干三湿”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（湿拌），拌和必须均匀，检验方法是灰土拌和物“手捏成团（不散），落地开花（散开）”即达到要求，否则继续拌和。

4、灰土铺摊：面积较大机械易操作的房屋基坑灰土铺摊采用推土机铺摊，接触网支柱和变电专业设备基坑采用人工铺摊。灰土铺摊必须分层，厚度为机械碾压时40cm，人工夯实时30cm，厚度控制方法是在基坑四周壁上分别打标高控制木桩，考虑灰土压实后的压缩量，木桩高度以压实厚度控制（压实厚度见第4条），每层铺摊后进行压实。

5、灰土压实：面积较大机械易操作的房屋基坑灰土压实采用压路机碾压，接触网支柱和变电专业设备基坑采用打夯机人工压实。灰土压实必须分层，厚度为机械碾压时30cm，人工夯实时20cm，厚度控制方法是在基坑四周壁上打标高控制木桩。灰土压实遍数以压实系数确定，当第一层压实系数达到要求时，采用第 1层的压实遍数。每层压实后后进行抽查检验压实系数。

6、灰土压实质量检查（抽查系数）

（1）灰土要求压实系数为0.95，采用环刀实验。

（2）第1层先压实3遍，然后环刀取样，送标准实验室实验，当压实系数达到要求时，以后各层采用本层压实遍数，当实系数达到要求时达不到要求时，继续碾压，继续实验，直到达到要求的压实系数为止。需要说明的是每层压实后都要作灰土压实系数抽查实验，以保证灰土的施工质量。

（3）由于基础四大角承受压力较大，压实时需在四大角增加1遍压实遍数，且抽样试验中至少有1个四大角抽样试验点。

（4）选择的试验单位必须是国家认可的计量认证MA计量单位。

（三）技术标准及工艺要求

1、灰土拌和时严格控制含水率，避免橡皮土出现。

2、灰土最好旋拌和旋使用，灰土不能隔夜使用，条件限制时也不超过 12小时。

3、灰土压实严格执行《湿陷性黄土地区建筑规范（GB50025-2004）》和《灰土地基施工工艺标准（SGBZ-0114》。

4、每层灰土压实后，如遇隔夜施工，则夜间要用塑料布覆盖养护，遇雨天也要遮盖，避免雨水浸泡。

5、灰土施工结束后，应尽快进行下一工序施工，施工后最早回填隐蔽，以免灰土遇水出现质量问题。

（四）施工管理方法和措施

工程施工采用项目管理，对各工序的安全、质量管理实施组长负责制，对各工序的施工做好过程记录并签认，对关键工序实施“PDCA”循环以提高施工质量和管理水平。

五、劳动组织

劳动组织采用岗位负责制、定点定岗。各人员的现场操作严格遵守技术要求、安全规程和机械操作规程。

房屋灰土施工人员组织

序号 施工人员 单位 数量 备 注1 施工负责人 人 1 现场施工组织及协调2 技术员 人 1 技术负责、质量负责3 泥工 人 2/8 机械开挖基坑清理/人工开挖作业4 泥工 人 2/6 机械施工人工补夯/人工夯实灰土作业5 安全监督员 人 1 安全监督6 机械人员 人 2 机械操作

六、机具设备

基坑面积较大且方便机械操作的基坑开挖、灰土拌和、灰土压实都采用机械，基坑开挖主要为挖掘机，灰土主要为装载机，灰土压实主要为压路机。施工机械、机具的操作为熟练工及持证人员。

房屋灰土施工机具设备组织

序号 名称 规格 单位 数量 备 注1 挖 掘 机 EX300-3162kw1.38m3台 1 房屋大型基坑挖土2 装 载 机 QY12B 台 1 土方运输或拌和灰土料3 压 路 机 DA5A 台 1 房屋大型基坑灰土碾压4 汽车运输车 EQ1108G6D15 台 2 集中拌和灰土时运输灰土5 蛙式打夯机 YH-Ⅲ 台 4 小型基坑灰土人工压实

七、质量控制

1、灰土回填施工时，切记每层灰土夯实后都得测定灰土的压实系数，符合要求后，才能铺摊上层的灰土。并且在试验报告中，注明土料种类、配合比、试验日期、层数（步数）、结论、试验人员签字等。压实系数末达到设计要求的部位，均应有处理方法和复验结果。

2、灰土施工时严格执行留接槎的规定。当灰土基础标高不同时，应作成阶梯形，上下层的灰土接槎距离不得小于500mm。接槎的槎子应垂直切齐。

3、生石灰块必须熟化后过筛，如没有认真过筛，颗粒过大，造成颗粒遇水熟化体积膨胀，会将上层垫层、基础拱裂（也可购买袋装成品白灰粉）。

4、灰土配合比不准确：土料和熟石灰没有认真过标准斗，或将石灰粉花洒在土的表面，拌合也不均匀，均会造成灰土地基软硬不一致，应认真做好计量工作。

5、灰土表面平整度要控制在3mm以内，如 灰土表面平整度偏差过大，致使地面混凝土垫层过厚或过薄，造成地面开裂、空鼓，必须认真检查灰土表面的标高及平整度。

八、安全措施

1、施工人员戴安全帽，现场安全员专门监督机械操作，避免机械伤人。

2、施工人员佩带口罩，防止白灰入口。

3、基坑开挖时，注意土方跨塌。

九、效益分析

1、机械灰土法（集中拌和）处理湿陷性黄土和常规人工施工（就地拌和）相比，在质量、工期、成本等方面具有明显优越性，而且有良好的经济效益和社会效益。

经济效益分析比较统计表（100m3灰土）

机 械 施 工 人 工 施 工序号 工作项目 台班 成本（元） 工日 成本（元） 节 约 成 本1 灰土拌和 0.5 120 12 1800 1680 2 灰土运输 2 800 -800合 计 3 920 12 1800 880

从上表可以看出:每立方灰土施工,机械施工比人工施工节约成本8.8元，灰土用量大，节约成本越多。

2、虽然集中拌和增加了汽车运输，但减少了人员投入和劳动强度，对于人力紧张时期的武嘉工程很符合实际。

3、机械施工减少了白灰粉尘对人体的伤害，对周围环境保护也起到了很好的作用。

十、工程实例

（一）工程项目名称：兰新线铁路武（威）嘉（峪关）段电气化SD3标段总包项目。

（二）灰土法处理湿陷性黄土地基概况

武嘉电气化铁路 SD3标段房建工程有牵引变电所、配电所、接触网工区各 3个，分区所2个，总建筑面积7500m2，房屋基础面积4100 m2，主变基础3个，接触网支柱基础4200个，所有基础处于处理湿陷性黄土上，处理处理湿陷性黄土的灰土工程量为21000m3。

（三）应用情况和取得的效果

该技术运用在施工现场，通过用灰土法处理房屋、接触网支柱、电力电杆、变配电所室外基础的湿陷性黄土地基，圆满地完成了任务，而且大大缩短了工期，节约成本近20万元，保证了基础质量，避免了环境污染。

[1] 张婉丽.湿陷性黄土的分类及其地基处理的方法[J].山西建筑,2011李志华，(15)。

[2] 于士卿.换填垫层法处理湿陷性黄土地基的作用与效果[J].商品与质量,2010，(34)。