750kV乌吐哈同塔双回输电线路工程湿陷性黄土基础地基处理

摘 要:湿陷性黄土是西北地区比较常见的一种地质条件，湿陷性黄土的湿陷变形是影响地基稳定的重要因素，我公司承监的750kV乌-吐-哈输电线路工程I标段采用二八灰土垫层做为湿陷性黄土处理办法，本文主要介绍二八灰土垫层的施工工艺。

关键词:湿陷性黄土;二八灰土垫层;地基处理

中图分类号：TM726.4；文献标识码：A ；文章编号：

1引言

土在自重压力或非自重压力和附加压力共同作用下受水浸湿时将产生急剧而大量的附加下沉，这种现象称为湿陷，具有湿陷性的黄土叫湿陷性黄土。湿陷性黄土是西北地区常见的一种地质结构，黄土按其成因分为原生黄土和次生黄土。一般将不具层理的风化黄土称为原生黄土，原生黄土经过流水冲刷、搬迁重新沉积而成的为次生黄土，工程界统称它们为黄土。次生黄土一般具有层理，较原生黄土结构强度要低。

新疆地区湿陷性黄土多为冲积、洪积、坡积或冰水沉积形成，多为粉土、粉土混砾、碎石类土混粉土，塑性指数为IP=6.5~10，新疆湿陷性黄土多不具备垂直机理，并且水平层理明显，故此类地区的水平层渗透系数大于垂直层的渗透系数。

2 湿陷性黄土湿陷因素

2.1对于一般湿陷性黄土当孔隙比小于某一值时，无论含水量怎样改变，土仍无湿陷性，即土的湿陷性与土的孔隙比增量有关，孔隙比增量越大，湿陷越大；

2.2土的含水量对土的湿陷性起着决定作用，一般土的湿陷性并非饱和时才发生，而是土体含水量达到一定程度就发生了，故土的湿陷性随着含水率的增加而减弱。

3 二八灰土垫层特点及作用

工程上自重湿陷性黄土的处理方法很多，如垫层法、强夯法、挤密法、预浸水法等，本工程采用二八灰土做为自重湿陷性黄土的处理办法。

3.1 二八灰土垫层的特点

3.1.1二八灰土垫层是消石灰和土料的混合体，经掺水拌和后压实，具有较好的承载力，较低的压缩性和良好的耐久性，水稳定性及不透水性；

3.1.2方法简单，适用范围广泛，而且效果好，费用低廉，是一项经济而简单的地基处理方法；

3.1.3唯一不足之处就是需要往返运输大量材料，不适合线路特长的桩基施工。

4 二八灰土垫层的施工方法

4.1 材料要点

4.1.1 灰土垫层施工前请实验室做击实实验（实验报告编号：TTJ20090424001），得出最大干密度为1.72g/cm3，最优含水率为13.6%。

4.1.2土料：采用就地挖土的粘性土及塑性指数大于4的粉土，不得使用盐渍土、膨胀土、冻土、有机质等不良土料和粗颗粒的透水性（如砂、石等做填料）。土料应过筛，基颗粒不应大于15mm。

4.1.3石灰：应用Ⅲ级以上新鲜的块灰，含氮化钙、氧化镁越高越好，使用前1~2天水解并过筛，其颗粒不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多水分。

4.2施工要点

4.2.1 对基槽（坑）应先验槽，清除松土，并打两遍底夯，要求平整干净。如有积水、淤泥，应凉干；局部有软弱土层或孔洞，应及时挖除后用灰土分层回填夯实。

4.2.2 灰土配合比应符合设计规定，用人工翻拌，不少于3遍，使达到均匀，颜色一致，并适当控制含水量，现场以手握成团，两指轻捏即散为宜，一般最佳含水量为14~18%，如含水量过高或过低时，应稍晒干或洒水湿润，如有球团应打碎，要求随拌随用。

4.2.3 铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度可参考下表。

表1 虚铺厚度参考表

4.2.4 灰土分段施工时，不得在柱基接缝；上下两层的接缝距不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并作成直槎。当灰土地基高度不同时，应作成阶梯形，每阶宽不少于500mm；对作辅助防渗层的灰土应将水位以下结构包围，并处理好接缝。

4.2.5 灰土应当天铺填夯实，入槽（坑）灰土不得隔日打夯。4.2.6二八灰土垫层的宽度为直线塔伸出基础底板0.8m，厚度为1.5m；转角塔为伸出基础底板1.2m，厚度为2m。对于强防腐处理的基础，在2：8灰土垫层的基础上需浇C10混凝土垫层，而中等防腐处理的基础无C10垫层。

图12：8灰土垫层施工图

4.2.6 冬季施工，必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量，当天拌的灰土当天铺填夯完，表面应用塑料布或草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。

4.3 质量要点

4.3.1 检查内容

验槽、配料、灰土虚铺的厚度及夯实后的干密度或贯入度。

4.3.2 质量控制

应根据具体情况做2：8（20%熟石灰和80%土）灰土垫层，要求每300mm夯实一次，夯实后的干容重不小于15kN/m3；

4.3.2.1 铺设灰土前，须进行验槽，合格后方能铺设灰土。基坑（槽）内应无积水。

4.3.2.2 灰土的配料（体积比）应正确。

4.3.2.3 灰土施工前应将积水、淤泥清除干净，待干燥后再铺灰土。

4.3.2.4 灰土施工时，应适当控制其含水量，以用手紧握土料成团，两指轻捏能碎为宜，如土料水分过多，须晾干。灰土应拌和均匀，颜色一致，拌好后应及时铺好夯实，不得隔日夯打。

5 灰土强度影响因素分析

5.1最优含水量影响灰土的强度。在压实条件相同的情况下，土的含水量过小，土体不易压实，反之，如果过湿则出现“软弹”现象（俗称“橡皮土”），土也压实不了。

5.2压实功能影响灰土强度。夯机的压实功能与夯夯锤的重量、落高、压实次数及夯击土的厚度有关。碾压的压实功能则与碾压机具的重量、接触面积、碾压遍数以及土层的厚度有关。对于同类土，压实功能的变化，最大干密度和最优含水率也随着变化，当压实功能较小时，土的干密度较小，对应的最优含水量较大。

6 控制灰土垫层湿陷方法

6.1新疆地区较为干旱，年降水量较小，日照时间长，因此地表水的下渗深度有限，自重式湿陷黄土的产生湿陷的前提是浸水，只要不浸水就不会发生湿陷。

6.2二八灰土垫层的宽度与厚度不同，产生的湿陷量不同。二八灰土越宽，厚度越大，产生的湿陷量越小。适当加宽、加厚灰土垫层可降低湿陷量；

7 二八灰土的试验方法

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002J220-2002），采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应位于每层厚度的2/3深度处。检验点数量，对于大基坑每50~100m2不应少于1个检验点；对基槽每10~20m不应少于1个点；每个独立柱基础不应少于1个点。采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距应小于4m。本工程委托乌鲁木齐建科院采用环刀法进行检验。

7.1 环刀法主要仪器设备

7.1.1 容积为100厘米3的钢制环刀。

7.1.2 削土刀及小铁铲各一把。

7.1.3 感量为0.1及0.01的粗天平各一架。

7.1.4 烘箱、干燥器及小铝盒等

7.2 环刀法操作方法、实验步骤及其试验记录

7.2.1 在室内先称量环刀（连同底盘、垫底滤纸和顶盖）的重量，环刀容积一般为100厘米3。

7.2.2 将已称量的环刀带至田间采样。采样前，将采样点土面铲平，去除环刀两端的盖子，再将环刀（刀口端向下）平稳压入土中，切忌左右摆动，在土柱冒出环刀上端后，用铁铲挖周围土壤，取出充满土壤的环刀，用锋利的削土刀削去环刀两端多余的土壤，使环刀内的土壤体积恰为环刀的容积。在环刀刀口一端垫上滤纸，并盖上底盖，环刀上端盖上顶盖。擦去环刀外的泥土，立即带回室内称重。

7.2.3 在紧靠环刀采样处，再采土10-15克，装入铝盒带回室内测定土壤含水量。

7.3 土壤压实系数、干容重计算

灰土垫层的施工质量,应用压实系数λC控制,并应符合下列规定:

小于或等于3m的灰土垫层,不应小于0.95;

大于3m的灰土垫层,其超过3m部分不应小于0.97;

垫层厚度宜从基础底面标高算起。压实系数λC可按下式计算：

λC=ρd/ρdmax

式中λC——压实系数；

ρd——灰土垫层的控制干密度（g/cm3）

ρdmax——轻型标准击实验测得灰土的最大干密度（g/cm3）

根据以下公式计算土壤容重

环刀内干土重(g) ＝

ρd土壤容重（g/cm3）＝（g/cm3）

8 结束

通过本工程二八灰土垫层施工实践，预防湿陷性黄土发生湿陷主要是防止施工过程中基坑浸水，通过增加防水土台，基坑外排水可延长渗水路径，减少地表水渗入基坑的概率。通过合理的灰土施工工艺，保证灰土的最优含水率及压实系数，有效控制了灰土垫层的施工质量。本工程共有8基灰土垫层基础，通过灰土垫层分层取样试验，每250mm一层取两点，总共取样384个点，平均干密度1.67

作者简介：

范田野，男，1975年出生，工程师，长期从事电力设计、施工及监理工作。

参考文献：《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）

《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025-2004）

《750kV乌鲁木齐北-吐鲁番-哈密输电线路工程岩土工程勘察总报告》（60-S702S-G0101）