灰土垫层的施工
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《建筑工程施工实用技术手册》第84页（3992字）
灰土是我国一种传统的建筑材料，用灰土作垫层已有两千多年的历史，各地都积累了丰富的经验。灰土垫层是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖除，用一定比例的石灰与土，在最优含水量的情况下充分拌合，然后分层回填夯实或压实而成。灰土垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，材料容易取得，费用比较低廉，是一种应用广泛、比较经济、适用的地基加固方法。灰土垫层一般用于加固深度为1～4m的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。
(一)灰土垫层的设计
灰土垫层的设计，主要包括承载力的确定、垫层厚度的确定、垫层宽度的确定、垫层的布置范围和沉降量的计算等。
1．垫层承载力确定
灰土垫层承载力宜通过现场载荷试验、标准贯入静力触探试验和取土室内土工试验等方法确定。
经过碾压或夯实的灰土垫层，当其压实系数控制在0．93～0．95范围内时，其允许承载力为150～250kPa；对于湿陷性黄土地基，当无现场试验资料时，灰土垫层的承载力不宜超过250kPa；静荷载试验证明灰土垫层在保证分层夯实质量(压实系数控制在0．97)，干密度不小于1．5g／cm3前提下，其承载力可达到300kPa以上。
由以上可以看出，灰土垫层承载力大小与土的种类、压实系数等有密切关系。
2．垫层厚度的确定
一般灰土垫层厚度的计算与砂垫层基本相同。非自重湿陷性黄土地基垫层的厚度，可根据湿陷性土的起始压力按式(2－6)计算确定
式中 Psh——垫层底面处下卧层湿陷性土的湿陷起始压力(kPa)；
Pcz——垫层底面处土的自重压力标准值(kPa)；
Pz——垫层底面处附加压力设计值(kPa)。
3．垫层宽度的确定
未经处理的湿陷性黄土的地基，在地基土外荷载作用下受水浸湿，产生的湿陷变形，是由土的竖向变形和侧向挤出两部分所引起的。荷载试验证明，当垫层的宽度超出基础底面宽度不大时，则地基受水浸湿后就不能有效地防止土的侧向挤出，湿陷变形仍然很大，因此，垫层每边超出基础底面的宽度不得小于垫层厚度的40%，并且不得小于0．5m。
灰土垫层的宽度，一般为灰土顶面基础砌体宽度加2．5倍灰土厚度之和，即灰土垫层的宽度可按式(2－7)计算
式中b′——灰土垫层的宽度(m)；
b——灰土顶面基础砌体的宽度(m)；
Z——灰土垫层的厚度(m)。
4．垫层的布置范围
灰土垫层的布置范围可分为两种情况，即在建筑物基础(单独基础和条形基础)底面下的灰土垫层和建筑物范围内的整片垫层。设计时采用整片灰土垫层的目的是使整片灰土垫层起到隔水作用，预防水从室内外渗入地基，保护整个建筑物范围内下部未经处理的湿陷性黄土层不至于受水浸湿。所以整片灰土垫层超出外墙基础外缘的宽度不宜小于其厚度，并不得小于1．5m。
5．垫层沉降量计算
灰土垫层的沉降量计算与砂垫层相同。
(二)灰土垫层的材料要求
灰土垫层的组成材料，主要是土料和石灰。并不是所有的土料和石灰均可以作为灰土垫层的材料，对它们有不同的要求。
1．对土料的要求
对灰土中所用的土料要求较高，不仅使土料作为灰土的填料，而且还要参与化学反应，尤其是土中的黏粒(小于0．005mm)或胶粒(小于0．002mm)，具有一定活性和胶结性，含量越多，即土的塑性指数越高，则灰土的强度也越高。
在施工现场常采用就地挖出的黏性土及塑性指数大于4的粉土作为灰土的填料，但淤泥、耕植土、冻土、膨胀土及有机质含量超过8%的土料，均不得用于灰土。土料在掺加前应当过筛，其粒径不应大于15mm。
2．对石灰的要求
石灰是灰土中的主要组成成分，是一种无机的胶结材料，建筑工程中常用的是熟石灰，其粒径不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块及其他杂质，也不得含有过多的水分。
石灰的性质决定于其活性物质的含量，即含CaO和MgO的含量百分率，含量越高，石灰的活性越大，其胶结力越强。一般常用的熟石灰粉末其质量应符合Ⅲ级以上的标准，活性CaO+MgO的含量不低于50%，如果拌制强度较高的灰土，宜选用Ⅰ级或Ⅱ级石灰。如果石灰中活性氧化物含量不高时，应相应增加石灰的用量。石灰的贮存时间不宜超过三个月，长期存放将会降低石灰的活性。
灰土所用石灰是生石灰加水熟化而制成的，因此，生石灰的质量决定着熟化石灰的质量，所用生石灰的技术标准，应符合表2－5中的规定。
表2－5 生石灰的技术标准
(三)灰土垫层的施工要点
(1)在灰土垫层施工前，对基坑(槽)应当先进行验槽，清除坑土的松土、杂物，并打两遍底夯，将基坑(槽)整理平整干净。如果坑内有积水、淤泥应晾干，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。
(2)灰土配合比应符合设计规定，一般采用37或28(石灰与土料的体积比)。施工中多用人工进行翻拌，一般不宜少于三遍，达到混合均匀、颜色一致，并适当控制含水量。灰土的含水量，一般控制在14%～18%范围内为宜，在现场用手能搓成团，两指轻捏散开即可。如果含水量过多或过少时，应稍微晾干或洒水湿润；如果土料中含有球团，应将其打碎，并做到随拌随用。
(3)铺灰应分段分层进行铺筑夯实，每层虚铺厚度参见表2－6。夯实机具可根据工程实际和现场机具条件，采用适宜的夯实或碾压机具。夯(压)遍数应按设计要求的干密度由试验确定，一般不少于4遍。
表2－6 灰土的最大虚铺厚度
(4)灰土采用分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并做成直槎形式。当灰土地基高度不同时，应做成阶梯形，每阶梯的宽度不少于500mm，对于作为辅助防渗层的灰土，应将地下水以下的结构包围。并认真处理好接缝，同时注意接缝质量，每层虚土从留缝处往前延伸500mm，夯实时应夯过接缝300mm以上。在进行接缝时，用铁锹在留缝处垂直切齐，然后再铺下段夯实。
(5)灰土应当日铺填夯实，入槽(坑)的灰土不得隔日夯打。夯实后的灰土30d内不得受水浸泡，并及时进行基础施工及基坑回填，或在灰土表面作临时性覆盖，避免日晒雨淋。在雨季施工时，应采取有效的防雨、排水措施，以保证灰土在基坑(槽)内无积水的状态下进行。刚填夯完的灰土，如突然遇雨应将松软灰土除去，并重新补填夯实，稍受湿的灰土可在晾干后补夯。
(6)灰土在冬期施工时，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产生的热量，当日拌合灰土应当日铺填夯实，表面应用塑料布或草袋覆盖保温，以防止灰土垫层因早期受冻而降低强度。
(四)灰土(砂石)垫层的质量检验
(1)灰土(砂石)垫层所用的灰土质量、配合比应符合设计要求，灰土在铺筑前应当拌合均匀、颜色一致。
(2)施工过程中必须检查分层厚度、分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数等。
(3)灰土(砂石)垫层施工结束后，应检验灰土地基的承载力，并应符合设计要求。
(4)灰土(砂石)垫层地基的质量验收标准应符合表2－7中的规定。
表2－7 灰土(砂石)垫层地基的质量验收标准
