對用壓實系數作為灰土質量驗收指標的質疑

孫建樂

1 概述

灰土是將消石灰粉和黏土按一定比例拌和均勻、夯實而成的。石灰是一種資源極為廣泛的廉價建筑材料,用其改善和增加土的力學性能,灰土廣泛用作建筑物的基礎、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生化學反應,生成了水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等水硬性礦物,灰土強度和耐水性較好,取得了較好的工程效果和經濟效益[1]。

目前,對灰土施工的控制主要有兩個指標：壓實系數和灰土地基承載力。作者通過工程實例分析不宜用壓實系數作為灰土質量控制指標的原因,提出了應適當降低壓實系數并將其僅作為施工過程控制參考依據的建議。

2 工程實例

2.1 現行規范規定

現行規范[2]規定土或灰土墊層的施工質量應用壓實系數來控制,并規定根據工程結構形式及設計灰土墊層厚度情況,壓實系數范圍分別為不小于0.95及不小于0.97。規范注明壓實系數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室采用擊實試驗所確定的。

2.2 施工實際情況

用常規辦法測定出的灰土壓實系數只是在灰土實際配比符合設計或接近設計的條件下才是真實的壓實系數,若實際灰土配比與設計配比相差較大,按常規辦法測算出的所謂壓實系數則不是真實的壓實系數,且灰比越小,壓實系數越大。規范及設計規定的灰土壓實系數為0.95～0.97,若嚴格按設計配比施工,就目前的施工技術條件較難達到0.95,其以上更難達到。通常竣工資料中所反映的灰土壓實系數達標數字往往很大,實際上,這些數字即使不是假的,也大多是灰土比例偏小的反映,實測所得壓實系數大于1的不正常現象亦不少見,只不過進資料時可能已被修改過罷了。施工單位為了壓實系數“達標”,常常主觀上趨向減小灰土配比,其中設計壓實系數偏大也是其原因之一。

2.3 對比試驗

2.3.1 實驗說明

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

2)灰土擊實實驗報告顯示,3∶7灰土最優含水率為23.3%,最大干密度為1.5 g/cm3,設計規定壓實系數不小于0.95。

3)實驗時,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約 1.5 m2的3∶7灰土、2∶8灰土及素土實驗塊,同大面積施工同條件同步進行。

4)施工主要控制。a.灰土干濕度用“手握成團,落地開花”的通常方法控制。b.壓路機為14 t,每行碾壓移動10 cm。c.大面積3∶7灰土用拌灰機拌和,而實驗3∶7灰土及2∶8灰土則嚴格按體積比量取,認真拌和均勻。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處用環刀取樣,現場炒土,天平稱重。2.3.2 檢測數據及結果

檢測數據及結果見表1。

表1 檢測數據及結果

2.3.3 實驗結論

1)用常規辦法得到的實際灰土壓實系數是灰土比例越低,壓實系數反而越大。顯然灰土配比差異越大,其計算出的系數越不是真實的壓實系數。

2)灰土比例和壓實狀況既然都不能得到有效檢測,則證明：灰土壓實系數的規定是不適用的。

3)設計規定的灰土壓實系數為0.95～0.97,在目前的施工條件下,若嚴格按照設計配比拌和較難達到0.95,很難達到0.95以上。

3 結語

用常規辦法測出的實際灰土壓實系數來鑒定灰土質量明顯是不合理的,在同一作業條件下,灰土配比較低,壓實系數反而越大。實際工程的壓實系數通常偏小,建議適當降低壓實系數,并將其僅作為施工過程控制的參考數據;地基承載力試驗能在很大程度上體現出灰土工程綜合質量情況,灰土的強度、水穩定性、消除濕陷性在壓實測試和承載力測試中有著同升、同降的統一性體現,故只將灰土承載力作為質量驗收指標。

[1] 王福川.土木工程材料[M].北京：中國建材工業出版社,2001.

[2] GB 50025-2004,濕陷性黃土地區建筑規范[S].