对用压实系数作为灰土质量验收指标的质疑

孙建乐

1 概述

灰土是将消石灰粉和黏土按一定比例拌和均匀、夯实而成的。石灰是一种资源极为广泛的廉价建筑材料,用其改善和增加土的力学性能,灰土广泛用作建筑物的基础、路面或地面的垫层,由于黏土颗粒表面的活性氧化硅、氧化铝和石灰之间发生化学反应,生成了水化硅酸钙和水化铝酸钙等水硬性矿物,灰土强度和耐水性较好,取得了较好的工程效果和经济效益[1]。

目前,对灰土施工的控制主要有两个指标：压实系数和灰土地基承载力。作者通过工程实例分析不宜用压实系数作为灰土质量控制指标的原因,提出了应适当降低压实系数并将其仅作为施工过程控制参考依据的建议。

2 工程实例

2.1 现行规范规定

现行规范[2]规定土或灰土垫层的施工质量应用压实系数来控制,并规定根据工程结构形式及设计灰土垫层厚度情况,压实系数范围分别为不小于0.95及不小于0.97。规范注明压实系数为灰土的控制干密度与最大干密度的比值,而最大干密度则是试验室采用击实试验所确定的。

2.2 施工实际情况

用常规办法测定出的灰土压实系数只是在灰土实际配比符合设计或接近设计的条件下才是真实的压实系数,若实际灰土配比与设计配比相差较大,按常规办法测算出的所谓压实系数则不是真实的压实系数,且灰比越小,压实系数越大。规范及设计规定的灰土压实系数为0.95～0.97,若严格按设计配比施工,就目前的施工技术条件较难达到0.95,其以上更难达到。通常竣工资料中所反映的灰土压实系数达标数字往往很大,实际上,这些数字即使不是假的,也大多是灰土比例偏小的反映,实测所得压实系数大于1的不正常现象亦不少见,只不过进资料时可能已被修改过罢了。施工单位为了压实系数“达标”,常常主观上趋向减小灰土配比,其中设计压实系数偏大也是其原因之一。

2.3 对比试验

2.3.1 实验说明

1)本工程地基土壤为湿陷性黄土,设计为灰土挤密桩地基,破70 cm桩头后做3∶7灰土垫层70 cm厚。

2)灰土击实实验报告显示,3∶7灰土最优含水率为23.3%,最大干密度为1.5 g/cm3,设计规定压实系数不小于0.95。

3)实验时,在大面积3∶7灰土垫层第四层中间部位沿同一道碾压路线分别铺设约 1.5 m2的3∶7灰土、2∶8灰土及素土实验块,同大面积施工同条件同步进行。

4)施工主要控制。a.灰土干湿度用“手握成团,落地开花”的通常方法控制。b.压路机为14 t,每行碾压移动10 cm。c.大面积3∶7灰土用拌灰机拌和,而实验3∶7灰土及2∶8灰土则严格按体积比量取,认真拌和均匀。d.70 cm厚灰土分四层施工,虚铺每层厚30 cm。e.在表面以下50 mm处用环刀取样,现场炒土,天平称重。2.3.2 检测数据及结果

检测数据及结果见表1。

表1 检测数据及结果

2.3.3 实验结论

1)用常规办法得到的实际灰土压实系数是灰土比例越低,压实系数反而越大。显然灰土配比差异越大,其计算出的系数越不是真实的压实系数。

2)灰土比例和压实状况既然都不能得到有效检测,则证明：灰土压实系数的规定是不适用的。

3)设计规定的灰土压实系数为0.95～0.97,在目前的施工条件下,若严格按照设计配比拌和较难达到0.95,很难达到0.95以上。

3 结语

用常规办法测出的实际灰土压实系数来鉴定灰土质量明显是不合理的,在同一作业条件下,灰土配比较低,压实系数反而越大。实际工程的压实系数通常偏小,建议适当降低压实系数,并将其仅作为施工过程控制的参考数据;地基承载力试验能在很大程度上体现出灰土工程综合质量情况,灰土的强度、水稳定性、消除湿陷性在压实测试和承载力测试中有着同升、同降的统一性体现,故只将灰土承载力作为质量验收指标。

[1] 王福川.土木工程材料[M].北京：中国建材工业出版社,2001.

[2] GB 50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范[S].