工程实例-粉媒灰垫层处理工程实例

一、地质条件及工程概况

上海冷轧薄板厂主厂房位于长江下游冲积平原，地势平坦低洼，水系发育，地下水埋深较浅（lm 左右）。地层自上而下为;褐黄色粉质粘土层（为持力层），地基土承载力为 80kPa3 较厚的淤泥质粘性土，承载力为 60～70kPa。设计地坪标高高于原始地面标高0.7～1.0m，持力层承载力低，满足不了设计要求。需进行地基处理。

工程占地东西长约700m，南北宽约 440m;总面积 28400m²。

厂区自然地面标高土3.1～+3.7m，主车间厂房室内地坪标高土4.7m，填筑厚度在1m 以上。

主生产车间厂房建筑面积73847m²，可分为6个区城，图 2.8.3为车间建筑平面图。

二、垫层设计

工艺生产要求在生产过程中需有大面积的钢卷材堆放场地。1区原料跨堆放荷载要求最大值为143kPa，平均值为 80kPa;其余区堆载最大值为 80kPa，平均为50kPa。

粉煤灰为燃煤电厂的废料，具有重量轻（干密度9～13kN/m²），施工时渗透性好（k=2.8 ×10-4～5.65×10-4）的特点。

粉煤灰颗粒组成类似粉砂，但粘聚力接近粉质粘土，内摩擦角与压缩模最大干粉质粘土。受荷后变形稳定较快，具有良好的土工特性。粉煤灰尚有良好的凝聚性能和火山灰活性，因而碾压后有一定的自硬性，压实后承载力一般为120～200kPa，变形模量为13～30MPa。因而厂房的填筑采用粉煤灰，地坪垫层的构造见图2.8.4。

地坪垫层与其下的褐黄粉质粘土（或粘质粉土）层（厚 2.0～3.8m）以及两者之间填充的碎石、高炉干渣一起构成厚度大于 3m 的复合硬壳层。

地坪设计承载力 120kPa，起拱量 200rmm。

粉煤灰的回填要求;设计承载力≥120kPa，压实系数≥0.93，变形模量 E≥10MPa

三、垫层施工

（一）材料

采用上海宝山钢铁广电厂沉灰池的湿排粉煤灰。经试样分析试验，宝钢粉煤灰基本属干无粘性土（粉质砂土），但加水后又有一定的粘性，其抗剪强度性能优于粉砂，通过X射线和扫描电镜分析粉煤灰颗粒较细，具有较好的火山灰活性。有害元素及化学成分符合国家环保要求。粉煤灰中严禁混人植物的根、茎、叶和有机垃圾等杂物。宜采用干燥的灰。由宝钢电厂粉煤灰室内击实试验结果绘制的7-w 曲线得出∶粉煤灰最大Y.mx=11.6kN/m²，最优含水量w。=30.5%，因为设计要求的压实系数入≥0.93，所以每层施工碾压粉煤灰垫层应控制的干密度为Y=入7m=10.8kN/m³。由击实曲线分析得知，粉煤灰施工最优控制含水量范围为;wm士4%=30.5%士4%。含水量过大要沥干，或用10%调湿灰拌合，使粉煤灰达到规定的含水量。

（二）前期准备

1.粉煤灰必须有计划地堆放在填筑区域内;

2.填筑区场地需清洁，清除垃圾、植物根茎、淤泥，排除积水，并做好防雨工作;3.对平整场地时铺设的150mm 厚的碎石、高炉干渣层再次进行整平和碾压密实。（三）粉煤灰的摊铺

该工程施工参数∶最大干密度Yam为11，6kN/m³，施工控制最优含水量区间为30.5%士4%，底层粉煤灰选用较粗的灰，含水量略低于最佳值，以利于底层起滤水层作用。压实质量的检验标准入≥0.93或压实后的干密度7d≥10.8kN/m³，采用二轮振动压道机 10～12t，三轮内燃压路机和平板振捣器等进行压实。每层虚铺填筑厚度为30cm，碾压5～6遍，碾压密实厚度为 2Ocm。边角采用平板振捣器碾压，虚铺厚度为 20cm，碾压 6～7遍，碾压直到 入≥0.93 或7，≥10.8kN/m³时为止。施工顺序同砂垫层。

填筑粉煤灰垫层平均厚度为 0.7m，耗灰量4万t，节约填方工程费 37万元，施工自1990 年 3月起至 6 月止。投产运行至今，在混凝土地坪上堆放大量的薄板荷载条件下，粉煤灰垫层未发生任何异常。四、工程质量验收

对大面积粉煤灰地坪结构垫层，尚没有质量验收标准。结合工程自身特点与有关规范要求，在施工中按以下内容控制质量，取得了较好的效果。

垫层压实系数≥0.93。压实系数的质量检验采取 2.5kg的短柄贯人仪定性与200cm³环刀法定量两种手段控制。短柄贯人仪，每贯人 10cm 的击数≥室内外试验确定的（达到设计压实系数）击数的测点占总测点 90%以上!环刀取样在每层层面下 3～5cm进行，也应有90%以上测点的实测干密度≥设计最小干密度。

粉煤灰地基承载力标准值为120kPa，变形模量 E。=10MPa，通过两台静载荷试验，证明垫层实际力学指标大于设计要求值，两个静载荷试验点，一处在I区轧制前跨，终止荷载1MPa（未破坏）;一处在Ⅳ区平整后跨，破坏荷载 1.776MPa。载荷试验成果见表 2.8.3。

通过试验，垫层承载力标准值可达 300kPa，变形模量可达18.3MPa。