對(duì)用壓實(shí)系數(shù)作為灰土質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)的質(zhì)疑

孫建樂(lè)

1 概述

灰土是將消石灰粉和黏土按一定比例拌和均勻、夯實(shí)而成的。石灰是一種資源極為廣泛的廉價(jià)建筑材料,用其改善和增加土的力學(xué)性能,灰土廣泛用作建筑物的基礎(chǔ)、路面或地面的墊層,由于黏土顆粒表面的活性氧化硅、氧化鋁和石灰之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成了水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等水硬性礦物,灰土強(qiáng)度和耐水性較好,取得了較好的工程效果和經(jīng)濟(jì)效益[1]。

目前,對(duì)灰土施工的控制主要有兩個(gè)指標(biāo)：壓實(shí)系數(shù)和灰土地基承載力。作者通過(guò)工程實(shí)例分析不宜用壓實(shí)系數(shù)作為灰土質(zhì)量控制指標(biāo)的原因,提出了應(yīng)適當(dāng)降低壓實(shí)系數(shù)并將其僅作為施工過(guò)程控制參考依據(jù)的建議。

2 工程實(shí)例

2.1 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定

現(xiàn)行規(guī)范[2]規(guī)定土或灰土墊層的施工質(zhì)量應(yīng)用壓實(shí)系數(shù)來(lái)控制,并規(guī)定根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)灰土墊層厚度情況,壓實(shí)系數(shù)范圍分別為不小于0.95及不小于0.97。規(guī)范注明壓實(shí)系數(shù)為灰土的控制干密度與最大干密度的比值,而最大干密度則是試驗(yàn)室采用擊實(shí)試驗(yàn)所確定的。

2.2 施工實(shí)際情況

用常規(guī)辦法測(cè)定出的灰土壓實(shí)系數(shù)只是在灰土實(shí)際配比符合設(shè)計(jì)或接近設(shè)計(jì)的條件下才是真實(shí)的壓實(shí)系數(shù),若實(shí)際灰土配比與設(shè)計(jì)配比相差較大,按常規(guī)辦法測(cè)算出的所謂壓實(shí)系數(shù)則不是真實(shí)的壓實(shí)系數(shù),且灰比越小,壓實(shí)系數(shù)越大。規(guī)范及設(shè)計(jì)規(guī)定的灰土壓實(shí)系數(shù)為0.95～0.97,若嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配比施工,就目前的施工技術(shù)條件較難達(dá)到0.95,其以上更難達(dá)到。通?？⒐べY料中所反映的灰土壓實(shí)系數(shù)達(dá)標(biāo)數(shù)字往往很大,實(shí)際上,這些數(shù)字即使不是假的,也大多是灰土比例偏小的反映,實(shí)測(cè)所得壓實(shí)系數(shù)大于1的不正?，F(xiàn)象亦不少見(jiàn),只不過(guò)進(jìn)資料時(shí)可能已被修改過(guò)罷了。施工單位為了壓實(shí)系數(shù)“達(dá)標(biāo)”,常常主觀上趨向減小灰土配比,其中設(shè)計(jì)壓實(shí)系數(shù)偏大也是其原因之一。

2.3 對(duì)比試驗(yàn)

2.3.1 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

1)本工程地基土壤為濕陷性黃土,設(shè)計(jì)為灰土擠密樁地基,破70 cm樁頭后做3∶7灰土墊層70 cm厚。

2)灰土擊實(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示,3∶7灰土最優(yōu)含水率為23.3%,最大干密度為1.5 g/cm3,設(shè)計(jì)規(guī)定壓實(shí)系數(shù)不小于0.95。

3)實(shí)驗(yàn)時(shí),在大面積3∶7灰土墊層第四層中間部位沿同一道碾壓路線分別鋪設(shè)約 1.5 m2的3∶7灰土、2∶8灰土及素土實(shí)驗(yàn)塊,同大面積施工同條件同步進(jìn)行。

4)施工主要控制。a.灰土干濕度用“手握成團(tuán),落地開(kāi)花”的通常方法控制。b.壓路機(jī)為14 t,每行碾壓移動(dòng)10 cm。c.大面積3∶7灰土用拌灰機(jī)拌和,而實(shí)驗(yàn)3∶7灰土及2∶8灰土則嚴(yán)格按體積比量取,認(rèn)真拌和均勻。d.70 cm厚灰土分四層施工,虛鋪每層厚30 cm。e.在表面以下50 mm處用環(huán)刀取樣,現(xiàn)場(chǎng)炒土,天平稱重。2.3.2 檢測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果

檢測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 檢測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果

2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1)用常規(guī)辦法得到的實(shí)際灰土壓實(shí)系數(shù)是灰土比例越低,壓實(shí)系數(shù)反而越大。顯然灰土配比差異越大,其計(jì)算出的系數(shù)越不是真實(shí)的壓實(shí)系數(shù)。

2)灰土比例和壓實(shí)狀況既然都不能得到有效檢測(cè),則證明：灰土壓實(shí)系數(shù)的規(guī)定是不適用的。

3)設(shè)計(jì)規(guī)定的灰土壓實(shí)系數(shù)為0.95～0.97,在目前的施工條件下,若嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配比拌和較難達(dá)到0.95,很難達(dá)到0.95以上。

3 結(jié)語(yǔ)

用常規(guī)辦法測(cè)出的實(shí)際灰土壓實(shí)系數(shù)來(lái)鑒定灰土質(zhì)量明顯是不合理的,在同一作業(yè)條件下,灰土配比較低,壓實(shí)系數(shù)反而越大。實(shí)際工程的壓實(shí)系數(shù)通常偏小,建議適當(dāng)降低壓實(shí)系數(shù),并將其僅作為施工過(guò)程控制的參考數(shù)據(jù);地基承載力試驗(yàn)?zāi)茉诤艽蟪潭壬象w現(xiàn)出灰土工程綜合質(zhì)量情況,灰土的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、消除濕陷性在壓實(shí)測(cè)試和承載力測(cè)試中有著同升、同降的統(tǒng)一性體現(xiàn),故只將灰土承載力作為質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)。

[1] 王福川.土木工程材料[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社,2001.

[2] GB 50025-2004,濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].