1、JTJ/T 260-97 条文说明制订说明本规程根据交通部工技字(1993)305号关于召开部分标准规范项目计划工作会议的要求，基建司技字(1994)28号文对港口工程粉煤灰应用技术规程编制工作大纲和编写组组成作批复，由交通部第三航务工程局科学研究所负责主编，并会同交通部第二、四航务工程局科学研究所共同制订了港口工程粉煤灰填筑技术规程。在制订过程中，总结了我国港口工程粉煤灰干、温法填筑、地基设计、施工实践经验以及粉煤灰、粉砂土动强度室内对比试验成果。几经拟订、修改、斟酌，并经广泛征求和听取各方面专家、学者的意见和建议，作进一步的修改和补充。于1995年12月完成送审稿，并按本规程章、节、条的顺
2、序，制订了条文说明，1996年4月通过了交通部部审。于1997年6月5日交通部以交基发【1997J317号文发布，1997年10月1日起施行。31 目次1 总则333 一般规定343. 1 粉煤灰 34 3.2 填筑与处理.363.3 试验方法364 粉煤灰填筑设计原则.39 5 粉煤灰填筑施工.42 5.1 一般规定 42 5. 2 粉煤灰的储运425.3 现场施工435.4 建筑物回填466 粉煤灰地基处理方法.48 7 粉煤灰施工质量检验.54 8 环境保护.55 32 1总则1.0.2 适用范围主要针对交通系统的港口工程建设(堆场、道路及铁路路基、建筑物回填、造地绿化等填筑和地基处理工
3、程)。其他结构类似的粉煤灰回填工程也可参照使用。目前港区填筑工程所用的粉煤灰主要是湿排灰，调湿灰次之。上海曾作过少量调湿灰试验性的应用，效果良好。湿灰经大量水冲洗后活性降低，含水量难以控制以及不均匀而影响粉煤灰填筑地基的力学性能。干灰和硫钙型的高钙粉煤灰均无工程实践经验，所以规程针对硅铝型低钙粉煤灰。1. O. 3 在灰源充足情况下，采用纯灰填筑能发挥其用灰量大、强度高，施工简便、受雨季影响小的优点。当土源充足时，也可采用灰土间隔填筑。为改善间隔填土层含水量偏高和强度低于纯灰填筑的弱点，可借鉴英国填筑技术经验，用3%石灰喷注填土层面。33 3一般规定3. 1粉煤灰3. 1. 1 粉煤灰的主要矿
4、物组成为硅铝酸盐玻璃体并拌有少量石英、莫来石(3A1203 2Si02)、磁铁矿及微量游离CaO，故在早期就有一定的力学性能，当形成水化硅酸钙、水化铝酸钙和硫酸钙之后更提高了其土工性能。在化学成份方面，Si02+ Al203含量在70%以上，而CaO含量在2%-7%之间。我国部分省市粉煤灰的化学成份见表3.1. 1。根据美国标准ASTMC618-93规定:Si02 + Al20 3 + Fe203不小于70%，可代土，是一种适用的填筑材料。经加固后的粉煤灰地基承载力比加固前提高27倍。部分省市粉煤灰化学成份表3.1.1 L烧失量二氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙氧化续CC) CSi02) CAI203
5、) CFe20 3) CCaO) CMgO) 49. 79 32. 56 7. 65 1. 48 1. 42 天津4.45 53.52 36.87 10.21 2.77 1. 86 上海5.5 51. 1 30.5 7.6 2.8 0.6 :1 京3.20 41. 50 32.10 12.40 7.10 O. 90 广东4.78 53.80 31. 80 7.01 2.42 0.87 中国(68灰样)6.5 51. 3 27.7 8.2 3.0 1. 0 34 续上表 L二氧化硅二氧化硅十三氧化硫氧化销氧化御十氧化铝氧化铝十氧(503) CNa20) CK20) C5i02 化铁C5i02+A
6、I203) AI203+Fe203) 天津0.14 0.27 82.35-90. 39 90.00 上海0.6 0.3 。.881. 60 89. 20 .:11: E虱0.60 0.40 0.50 73.60 86.00 广东0.74 85.60 92.61 中国(68灰样)0.4 0.3 1. 1 79.00 87.20 目前国内绝大部分电厂湿排灰的烧失量为3%1l%，根据资料介绍，含碳量大的粉煤灰，其玻璃体含量相对减少，活性和强度都低，将影响粉煤灰压实和强度性能。但为了使国内绝大部分灰源均能利用，烧失量可放宽至12%的规定。为防止粉煤灰对环保的影响，对S03作了具体规定。我国标准GBl4
7、6-90规定S03最大值为3%;美国、加拿大规定最大值为5%;英国、澳大利亚规定最大值为2.5%0 S03除了对大气污染外，会使粉煤灰棍凝土后期强度受影响，对粉煤灰填筑来讲影响远比粉煤灰棍凝土来得小。3. 1. 2 粉煤灰的颗粒组成与煤的品质、煤粉的细度、收尘设备、排放方式有关，采样地点不同，粒径也有较大的变化。粗颗粒含量偏大、比表面积偏小，会影响石灰与粉煤灰之间的物理化学作用的效应，细颗粒的灰能形成较高的强度及压缩模量，宜用作承重回填，以利早期强度的发展，法国资料报导通过0.04mm筛的含量不小于40%白(莱因)氏比面积2200cm2/g4000cm2/go美国ASTMC618-93标准，要
8、求O.045mm(325号筛上的最大筛余量(湿筛法)为34%。从实践中发现，颗粒度均匀，细颗挝太少，粗颗粒易压碎，这对设计压实度大于90%的要求造成困难，所以控制一定数量的细料含量是必要的。35 3. 1. 3 粉煤灰的储存分干法和湿法两种。电厂筒仓粉煤灰自然含水量为1%-2%，堆场灰为5%-40%，灰池灰为50%-110%。根据设计的密实度，对其含水量范围应控制。灰池内的湿灰采取排水措施后，含水量小于70%，人与机械在采取适当措施后能进行施工作业并加固。调湿灰可从电厂灰斗或筒仓卸出的干灰加入一定量的水份，通过增温搅拌机搅拌而成。也可将灰池灰堆置灰场上晒晾成接近或略低于最优含水量范围料堆灰运至
9、工地摊铺。3.2 填筑与处理3.2.2 粉煤灰的动力液化特性，同天然粉细砂和尾矿砂相似，但粉煤灰的动强度具有其它材料所不同的特点(如z相对密实度、固结应力比、龄期等影响)。根据多次震害调查表明，烈度越高越易发生液化，一般5-6度地区很少看到液化现象。地震的地面运动加速度大于0.1栓，将发生液化;达O.16g则普遍产生液化。振动持续时间长，即使地震烈度较低，也可能出现液化。另外通过粉煤灰与粉砂土室内动三轴对比试验结果，粉煤灰抗液化强度校正系数高于精砂土。所以在条文中规定地震基本烈度6度和6度以上地区的粉煤灰填筑地基要按现行国家标准建筑抗震设计规范)(GB11-89)有关规定设防。3.2.5 粉煤
10、灰冬季碾压、气湿低于4C时，粉煤灰中水因冰冻过快而无法进行正常碾压，这种情况大多发生在现场加入水分所引起，因为电厂收尘的干灰，经电厂调温运输到工地上一般是较热的，要立即铺设碾压，使温度保持在冰冻温度以上。3.3试验方法3.3.3 用载荷试验确定粉煤灰地基承载力标准值时，资料表明，压板面棋大小对于载荷试验结果有一定的影响。常用的压板面积为O.25m2-O. 5m2，大的压板面积可达1m29m2。规范中规定砂36 土可取S/b=O.01 O. 015所对应的精载值作为地基承载力标准值。上海关港勒煤灰饱和地基承载性能研究结果表明:用O.Olb相对变形计算时，即使在饱和条件下，其承载力仍有一定幅度的增
11、长趋势，故在取值时应在意。压实后的精煤灰地基，在垫层上或在精煤灰层上进行载荷试验，应根据设计要求测试。3.3.4 粉煤灰液化有静力、动力两种。粉煤灰具有颗粒细、相对密度小、孔隙比大、无塑性等特点，对动荷载反应灵敏，在地震或其他振动荷载作用下易液化。从受振动液化土的粒径分析来看，最易液化的平均粒径为O.05mm0.15mm。日本岸田英明通过浓尾等地震的研究，认为可能液化的砂土平均粒径在O.075mm0. 24mm。美国赛德、费顿在实验室内求得平均粒径在O.07mm0. 15mm 之间的饱和砂动力强度最低。粉煤灰通常是一种均匀级配材料，颗粒较细属于粉砂类，湿灰粒径在O.005mm2. Omm，干灰
12、粒径在O. 001mm0. 250mm，不均匀系数均小于10，如镇海电厂的湿灰不均匀系数为1.214. 46，宝钢湿灰为5.18，故易液化。密实程度是判定可能发生地震液化的重要条件，抗液化强度随着相对密实度的增加而提高。相对密实度用Dr表示，1964年日本新泻地震资料表明:凡Dr70%的地方，则未发生液化。由于Dr不易测定，工程中常用标准贯人试验测定砂土密实度，当标贯值N小于20，尤其小于10时，地震时将发生液化。宁波镇海港10#泊位后方堆场饱和粉煤灰层在无措施情况下，即使相对密实度Dr=83%也易发生振动液化。经真空预压法，强秀法等方法处理后的饱和粉煤灰地基在地震烈度7度时，不发生液化，比不
13、加固的安全系数提高25%30%。上海宝钢粉煤灰压实地基压实度为95%时，抗7度地震液化安全系数可达23。调湿灰地基更为理想，其塑性指数相当于亚粘土，在8度地震烈度作用下也不致于发生液化。上海港罗泾煤码头工程粉煤灰地基，采用粉喷桩加固的桩间37 粉煤灰单元体的抗液化强度提高约25%-30%，在7度地震烈度作用下，5m填筑厚度不会发生液化(安全度可达1.1-1.3)。粉喷桩本身已胶结，不存在液化问题。由于粉煤灰特性与影响液化因素复杂，在缺少室内外试验研究资料论证时，对粉煤灰振动液化性能，宜采用综合分析方法去判别。38 4 粉煤灰填筑设计原则4.0.3 粉煤灰的颗粒组成是直接影响粉煤灰最大干密度和最
14、优含水量的主要因素之一。它与燃煤性质、煤粉细度、燃烧条件、收尘和输送方式等因素有关。所以选择有代表性的试样进行测定甚为重要。标准密度值是衡量现场压实度的尺度，要求具有足够精度。由于平行试验误差，一般应进行三组，以平均最大干密度作为标准密度值。4.0.4 粉煤灰在松散状态下有良好的渗透性，这与粉煤灰的多孔结构，球形颗粒等材料固有特性有关。在压实状态下，粉煤灰的渗透性取决于它的颗粒组成、压实度和火山灰反应程度。国内绝大多数粉煤灰的渗透系数为10-4cm/s。根据对上海各电厂粉煤灰渗透系数的测定结果，渗透系数K为9.71X 1。一5cm/s2.03X 10-4 cm/so达到一定龄期后，渗透系数可达
15、1。一7cm/s左右，据美国资料介绍，达到最大压实度的粉煤灰渗透系数的波动范围在5X10-7cm/s4X 10-4cm/s。粉煤灰的渗透系数一般要比粘性土的渗透系数大数百倍。可见粉煤灰的渗透性比粘性士优越得多。粉煤灰的压缩性表示在外荷载(包括上部结构等)作用下材料的压缩特性。压缩系数愈小，填筑加固后的沉降量越小，由于渗透性比级配相似的粉土大，其固结速率也快得多，故粉煤灰的压缩过程在短时间内即可结束。从室内试验结果表明:粉煤灰的压缩系数仅为亚粘土的压缩系数的40%50%，压缩系数随压实度的增加而减小。粉煤灰的毛细水上升高度与试件的原始含水量、压实度及试件的密封程度等困在有关，尤其是压实度影响较显
16、著。随压实度的39 增加，毛细水上升高度呈下降趋势。在压实度为90%98%时，粉煤灰毛细水上升的高度为1.Om1. 2m，比相同压实度的亚粘土大一倍左右。4.0.5 粉煤灰凝聚力C和内摩擦角是设计粉煤灰填筑、结构回填的主要力学指标。随粉煤灰种类、颗粒组成、压实度而有较大变化。不饱水时，一般内摩擦角为240400，与灰体的干密度呈线性关系，与颗粒细度无关。没有自硬性的粉煤灰不具有凝聚力，故在美国设计中由于液化而不考虑，即c=O。但根据上海港罗泾煤码头饱水粉煤灰凝聚力为7.85kPa，内摩擦角为200270;江苏南通港煤码头后方堆场饱水粉煤灰凝聚力为1.1kPa6kPa，内摩擦角为210220;浙
17、江镇海港10#泊位后方堆场粉煤灰凝聚力为9kPa10kPa，内摩擦角为280290。鉴于目前粉煤灰填筑实践经验不多，需要重视饱水后粉煤灰C、伊值的测定和稳定性验算。4.0.6 粉煤灰填筑设计回弹模量的确定是一个比较复杂的问题，受灰种、压实度以及下卧软土层的工程和水文地质等条件影响，通常由填筑试验现场实测来确定。条文中表4.O. 6所列参考值是根据上海市地方标准粉煤灰路堤设计与施工规定DBJ08-24-91提出的。4.0.7 粉煤灰填筑压实度，受其强度、稳定性、施工周期、压实机械的配置影响较大。重型压实标准的粉煤灰各项物理力学指标要比轻型压实标准来得高，有利于提高粉煤灰填筑地基强度。鉴于目前实践
18、不多、经验不足、宜通过碾压机械试压来确定其施工工艺与机具设备。当无试压资料时，可参照某些港区粉煤灰填筑试验资料提供的轻型压实标准建议值选取，待今后工程实践与试验逐步加以完善。4.0.8 粉煤灰作为填筑、建筑物回填材料，由于受浸水影响，其饱和性能及其稳定性一直是土建工程地基设计中关注的技术问题。通过某些电厂盼煤灰的室内压缩、直剪浸水前后对比试验结果得出:精煤灰具有较高的静力抗剪强度和较低的压缩性，且随着相40 对密实度的增大，强度增大，压缩性减小。与不饱和粉煤灰性能相比，浸水会导致粉煤灰性能恶化，发生压缩性增大和强度减弱的现象。压缩系数增大17.5%-27.8%(平均22.5%);抗剪强度降低1
19、3%-32%(平均23%)，在浸水的最初阶段变化尤为显著，3d以后变化很小，且不随时间呈线性变化，随饱水时间的延长，逐渐趋于稳定，下降到最低点后，强度有重新增长趋势。即使承载力减小20%-30% ，但其绝对值仍高于天然土基承载力标准值。故当粉煤灰用于地下水位以下的结构填筑时，应考虑粉煤灰垫层浸水饱和状态下的强度折减系数。4.0.9 同一灰池不同部位的试样，差异较大，颗粒组成与离排灰口不同位置有关，水平向呈粗一细变化，距吹灰口越近颗粒越租。颗粒在垂直向呈粗-粉一细变化，而大量的细灰沉积在灰层表面以下O.5m-1. Om之间，所以大面积吹填时，其吹填工艺应合理布置，如多设吹灰口，分割小区等来改善颗
20、粒级配组成，并应按距湿灰排灰口近、中、远不同位置取灰样，正确反映湿灰的物理力学性质。4.0.10 粉煤灰因质轻、自硬性，减少了桥台后的沉降和对现挠混凝土翼墙部位的水平压力，使设计更为经济、合理。在英国被广泛用于桥台和翼墙后的回填。挡土结构类型有悬臂、重力、护壁式三种，可根据现场情况和投资加以选择。附加荷载的确定取决于挡士结构背后区域今后的使用情况，如果这一区域将承受车辆荷载、堆放材料的重量或建筑物，在结构设计中除了粉煤灰回填时产生水平压力外，还需考虑超荷产生的水平荷载即附加荷载。41 5 粉煤灰填筑施工5. 1一般规定5. I. 2 干法填筑需确定一个允许最优含水世范围和所需压实度。根据美国资
21、料介绍.允许最优含水量范围g可通过含水量与干辛苦仲度曲线来确定，见图5. 1. 20压实度应根据室内试验的抗剪强度和固结试验结果与拟建结构的沉降要求来确定。一般压实度里求90%-98%。最优舍水量含水量(%)5. 1. 4 埋设的观测仪器有孔隙水压力因5.1.2干密度含水量曲线计、土压力计、水位管、沉降标、测斜管等。5.2 粉煤灰的储运5.2.1、5.2.2粉煤灰一般用带遮盖的自卸卡车送到施工地点，可防止粉煤灰中水份的损失和扬尘。从灰斗或筒仓卸出的干灰在运送之前，应在电厂加入10%-15%左右的水份。运送接近最优含水量的粉煤灰，可进行直接填筑压实。堆存的料堆灰-般含有足够的水份，运送时无需调湿
22、。堆存在现场的粉煤灰表面，必须保持潮温或覆有一层较重的材料。堆场应42 位于排水良好的区域，防止被雨水浸没、填筑前需拥干问题。贮灰池中的灰，含有足以防止扬尘的水份，应注意含水过多而引起运输中沿途散落的情况。运至工地因太温无法压实时，应拥干或与堆存灰或筒仓干灰混合使用。5.2.3 品质显著不同的灰源应分别对其含水量进行测试，分段填筑并碾压。如果施工工地不可能区别不同的粉煤灰时，必须使用一个总的粉煤灰含水量范围，使粉煤灰都能获得最佳的总体压实。5.3现场施工5.3.1 粉煤灰填筑前在现场应做好如下准备工作z(1)粉煤灰吹填和调湿灰填筑前，对现场的杂草、农作物根茎、树和灌木都必须清除。表士和局部软性
23、材料以及剪切强度比勒煤灰低的软土都必须清除掉z(2)对设置好的排水系统、过滤及封闭等措施进行检查。试验结果表明z采用醒排灰凉晒后填筑和结合结构封闭措施后，对周围地下水和地表水不会造成污染。英国、美国、加拿大的报道也有类似结论z(3)调湿灰填筑的施工机具，主要有自卸翻斗汽车、推土机、振动碾压机、洒水车等。吹填灰的加固施工机具，应按加固方案选用;(4)用水不得含有油类及其它污浊物质，应符合交通部港口工程技术规范)JTJ221-87混凝土和钢筋混凝土施工拌和用水的规定。遇有可疑水源时，应进行试验鉴定;(5)为防止粉煤灰填筑竣工后和施工间歇受雨水冲刷或干燥扬尘，工地必须存有15cm20cm厚的表土或用
24、其他材料来覆盖粉煤灰层，尤其对短期复工，机械进场作业更有利。上海港关港作业区工程柑煤灰填筑竣工后覆盖20cm厚山皮土，面层设大于2%的排水坡度s(6)对水塘及坷沟，在摊铺粉煤灰前，都必须将水完全排干并挖去淤泥。上海港关港203场(曹家港河段)采取上述等措施，经分层填43 筑碾压后的承载力为200kPa，超过了设计要求。5.3.2 粉煤灰摊铺应符合下列规定:(1)粉煤灰摊铺厚度应根据其性能、施工机械设备及设计要求等通过现场试压来确定，以求获得最佳压实效果。对于存在软弱下卧层的粉煤灰层，应针对不同施工机械设备的重量、碾压强度、振动力等因素，确定摊铺厚度。可参照现行行业标准建筑地基处理技术规范JGJ
25、79-91每层铺填厚度及压实遍数表选用;(2)粉煤灰的含水量宜在灰场调节后再运到工地直接摊铺碾压，必要时可在摊铺好的粉煤灰层均匀洒水进行碾压;(4)当粉煤灰填筑必须考虑土质护坡时，摊铺宽度应满足削坡后的设计要求与护坡措施。5.3.3 粉煤灰压实应符合下列规定:(2)、(3)粉煤灰摊铺后，应立即进行压实，松散的粉煤灰应先用推土机或自卸卡车进行韧步压实。压实遍数与粉煤灰层厚度、含水量范围、机具性能大小等有关，通过试压达到设计所需的压实度来作为施工压实遍数。根据一些港口工程统计，一般为68遍，见表5.3.3。粉煤灰分层碾压参数与机具表5.3.3粉煤灰厚度工程名称电厂(cm) 最优含密实度机具粉煤灰松
26、铺厚压实厚水量1.自动装卸输送机21.南通经济技台，功率48kW，容术开发区富商港通湿天灰生27%士3%93%承载量2.7m3;全家具厂粉25-30 18.5 最大干密度力标准值2.履带式东方红拖拉沥于的机2台，功率55kW，煤灰回填。F调湿灰1200kg/m3 146kPa 自重6t;均厚2.1m) 3. 3Y14/16型三轮内燃机2台。闵行电厂90%-1.自制的送料平板车，2.上海港关港调湿灰20 3段0大%-35% 93%承载力2.小平板振动机(激振作业区工程(含水量25-30 5-6 于密度力10-20kN); 粉煤灰回填10%-遍1087kg/m3 标准值3.12t压路机g15%)
27、200kPa 4. D85型推土机。44 续上表粉煤灰厚度密实度电厂(cm) 最优含机具工程名称粉煤灰水量(%)(%) |松铺厚压实厚1.履带式抓斗机6台，容量1m32.5m3; 2.液压反铲挖掘机2台，容量1.6m3 3.上海外商桥31. 5%士4.8%设1. 8m3, 新港区一期宝钢电厂4% 计值92%3.原苏联产克拉斯12t工程陆域囚湿灰沥于6遍最大干密承载力标自卸汽车20辆;填粉煤灰恫湿灰度、1200准值2504.履带式推土机(厚O.9m kg/m3 kPa (l6t) , 2.5m) 5.内燃压路机(8t 10t) , 6. 12t 16t三轮内燃压路机。对筒仓和细炉底灰(炉底灰冲入
28、沉灰池靠近溢流处的灰)在最初46遍的碾压，粉煤灰的压实度增长很快，碾压8遍后压实度接近极限值，很难再提高。粗炉底灰(靠近沉灰池出灰管处的灰)碾压12遍后也很难再提高压实度。对处于正常调湿含水量的筒仓灰(低于最优含水量)，增加碾压机振动频率会得到比在相似条件下较高的压实度。粉煤灰碾压应遵循先轻后重的原则。人工摊铺的灰层宜先用履带式机具或8t12t轻型压路机静压12遍，稳压后，用振动压路机振碾34遍。机械摊铺的灰层可直接用中型(20t)或重型振动压路机(40t50t)碾压34遍，振动压路机压后再以静碾12遍。碾压速度，稳压时采用1档(1.5km/h1. 7km/h)，振碾时用2档(2.Okm/h2
29、. 5km/h)为宜。机械碾压速度也可参照国家标准土方与爆破工程施工及验收规范的有关规定及天津市的经验，控制行驶速度不超过下述规定的范围z45 平碾羊足碾振动碾2.0km/h 3.0km/h 2.0km/h 振动压实机O.5km/h (4)摊铺后的粉煤灰，必须及时碾压，以防水分蒸发及雨水下渗，而影响压实效果。碾压时遇有雷雨，应抢先碾压完，但至少要碾压2遍。(6)每层粉煤灰碾压结束后，应在压实层中间部位进行取样，检验其压实度和含水量。压实度检验可用环刀法，也可用灌砂法、核子密度仪、袖珍贯入仪等方法检验，符合规定要求后方可继续填筑上层。5.4 建筑物回填5.4.1 粉煤灰回填时，应从一头到另一头铺
30、成均匀水平层，以防作用在墙上的压力不均匀。压实过程中对粉煤灰不宜作过度碾压以致造成对挡土结构的超水平压力，对刚性墙体导致结构的开裂和破坏;对柔性墙体导致墙的水平移动和倾斜。5.4.2 在桥台、挡土墙后背、沟槽以及其它回填处，难以使用碾压机碾压的部位，应采用小型手扶式振动压路机、蛙式秀实机进行碾压劳实。或采取换填粉煤灰掺石灰、砂砾料、粉煤灰浆泪合料等措施，达到设计的压实度。5.4.3 粉煤灰因排水不畅，气温低于4C时，易使回填层产生冰晶，影响压实效果和工程质量，并形成较大而无法计算的水平推力，在设计上应采取避免冻胀的措施。5.4.4 每层碾压结束后，压实度的检验与5.3.3条叙述方法相同。5.4
31、.5 挡土墙后背设置排水系统，应符合下列规定:(1)排水系统是整个设计中的关键部分，铺设分二种，一种是在墙的背面作背部排水，但应防止水压力作用于墙上z另一种从墙底向上穿过回填成斜向铺设，可减小产生孔隙水压力，见图5.4.5。46 ( 2)炉底渣是一种较好的过滤材料，排水层的最小厚度为30cm。墙中应设泄水孔，其间距宜取2m3m，孔径一般为70mm100mm; a)背部排水结构b)斜向排水结构图5.4.5二种类型的排水层(3)无结构层的回填层表面要铺设防水封面层，把排水层顶部覆盖住，以防表面水进入排水层及扬尘。47 6 粉煤灰地基处理方法6.0.1 饱和疏松的粉煤灰由于自然固结缓慢，需经过较长时
32、期后才能完全固结。故对粉煤灰填筑的基础，必须经过处理后，才能提高其压实度、抗震动液化能力及承载能力，满足港口工程建设要求。6.0.3 粉煤灰地基处理方案的选择，分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、灰源及消耗、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行技术、经济比较，推荐一个技术可靠、经济合理的地基处理方案，必要时也可选择两种或两种以上的加固方法联合使用综合处理。6.0.5 电厂出灰系统的资源化处理一般可分为灰渣分排;干、湿灰分排;干灰中粗、细分挡排;制备调节灰四种形式。本规程所推荐的方法，是总结了我国一些港口工程干、湿法填筑处理，并取得良好效果的试验研究成果。6.0.6 湿灰吹填应符合下列规定
33、:(2)灰池或灰场在吹填前，应修筑围堤，为防止土或粉煤灰随排水流失，要设置反滤层，炉底灰可作为一种有效的反滤层颗粒材料:吹填区内分隔用的于埠，可用土工布袋内充填粉煤灰筑成。6.0.7 加载预压法处理粉煤灰地基应符合下列规定:(1)加载预压法适用于淤泥、淤泥质士、冲填土、及粉煤灰土等地基的处理。其应用需具备三个条件:一是土层排水条件良好;二是一定数量的堆载预压材料;三是足够的预压时间;(2)单一加固透水性能好的粉煤灰层，可不设置竖向排水体，同样可取得设计要求的加固效果。对连同下卧软土层一起处理时，除了要设置竖向排水体外，还应对软土层厚度、抗剪强度及其沿深48 度的变化进行调查。对大面积施工工程，
34、应预先在现场选择具有代表性的场地进行现场堆载预压试验，并进行一些动态观测和效果检验，以获得可靠的设计参数和依据，指导全场的设计和施工z(3)条文中6.O. 7-1式是由瑞典人Kallstenius于1937年用纸板做实验得出的，并为日本工程界所引用。根据近几年国内外工程实践和试验研究成果，对标准型塑料排水板(100mmX 4mm) , 其加固软基的敷果与用7cm直径的袋装砂井相同。1990年7月在黄山召开的塑料板排水法加固软基技术研讨会建议取1; (4)砂井间距的选择，应根据地基土的固结特性、预定时间内所要求达到的固结度以及施工影响等通过计算、分析确定。根据工程实践，普通砂井井径比取6-8，袋
35、装砂井或塑料排水板井径比取15-30;(5)对于竖向排水体的长度，应根据变形计算或稳定分析而定，必要时还可采用超载预压法满足变形设计要求，但一般不宜超过20m，过长会影响下部土的排水固结效果。上海罗泾港区对堆、取料机基础及煤堆场部分湿排柑煤灰采用排水板钢渣堆载预压，压缩沉降量粉煤灰层占28%-45%、下卧软土层占72%-55%。固结度均大于80%。加载结束后到稳定的时间不到半个月;(6)施工期间为了解决湿排粉煤灰含水量高、承载力低以及适应荷载大的预压需要，便于机械作业，应在粉煤灰层表面铺设水平向排水体，必要时可设置排水盲拘，将水引出预压区;(7)为了防止地基发生整体剪切破坏或产生过大塑性变形，
36、可通过沉降、侧向位移及孔隙水压力等项目的动态观测来控制。加载速率应与地基土强度增长相适应。沉降速率每天不宜超过10mm，边桩水平位移每天不超过4mm。孔隙水压力是根据测点的孔隙水u 压力和总压力之比值来控制，即0.6。也可将观测资料整理成户Llu -1.LlP关系曲线或u-关系曲线，当曲线斜率出现陡增时，该点即发生剪切破坏。49 6.0.8 真空预压法处理柑煤灰地基应符合下列规定z(1)真空预压法较适用于饱和软粘土的地基，尤其适用于超软地基，无需堆载材料。对浅层处理效果较显著。在港区内地基承载力和变形要求较低的堆场、仓库以及边坡、码头岸坡等加固工程，粉煤灰填筑可采用真空预压法加固。一套设备处理
37、的面积为1000mz1500mz 真空预压法加固粉煤灰层时属于动力与静力之间的一种特殊的加固方法。为了简便起见，工程上仍用单向压缩分层总和法计算。强度增长计算可参照加载预压的有关公式进行。其判别应以预压期间的动态观测和预压后的效果检验资料为依据p(3)为了使真空预压膜下的真空度达到80kPa 93kPa (不低于60kPa)。对于粉煤灰透气层以及在处理范围内有充足水源补给的透水层时，应采取对有效路径切断措施，如深层搅拌桩帷幕、粉喷桩帷幕、封闭式板桩墙、沟内覆水或其它密封措施等。镇海港1011泊位与上海罗泾港粉煤灰地基采用塑料排水板真空预压法加固后，均有明显的效果。由于周围土体发生指向预压区的侧
38、向变形实际情况，使桩身外侧与土体产生裂缝、周边漏气，真空度缓慢下降这点应引起重视;(5)密封膜铺3层，最下一层和砂垫层相接触，膜易被刺破，最上面一层膜易受环境影响被老化、刺破等，中间一层膜安全又最起作用。密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺能力强的不透气材料(如密封性的聚氯乙烯、线性聚乙烯等薄膜)、密封膜热合时，宜用两条热合缝平搭接，搭接长度应大于15mm;(8)当承载力和变形要求较高时，可采用真空预压和加载预压相结合等联合加固方法。6.0.9 强劳法处理粉煤灰地基应符合下列规定:(1)强务法又名动力固结法，开始时仅用于砂土和碎石土地基，后来由于施工方法的改进，逐步推广应用于细粒土地基、杂
39、填O 土、钢渣、强穷挤搬、低饱和度的粘性士、粉煤灰等地基，均取得了较好的处理效果。该法利用起重设备，将质量为10t25t的铜锤或钢筋混凝土锤从高处(6m12m)自由下落，多遍穷击粉煤灰地基，给地基一定的冲击能量(一般为600kJ 3000kJ) ，从而提高粉煤灰地基的强度，有较好的处理效果;(2)强秀法虽然已在工程中得到广泛的应用，但至今对其机理、设计计算方法的研究尚未成熟。一般宜先选定强穷参数(锤重、落高、间距、奈击遍数、穷击能量等)在有代表性的现场进行试秀或试验性施工，通过测试与效果检验来确定其穷击工艺;(4)对粉煤灰地基，且地下水位距地表面2m以下时，除了采用人工降低地下水位外(包括坚向
40、排水体与排水沟等)，在灰层表面应铺设O.8m-1. 5m厚的山皮土、块石或钢渣等松散性材料，使地表形成硬层，确保机械设备通行和施工，以及防止穷坑内积水。对采用工业废钢渣作垫层时，第一遍采用最大能级，随后的几遍强穷能级逐渐减小。上海罗泾港区采用动力固结钢渣挤实法对港区道路、场地、煤堆场、斗轮机基础进行了加固试验。能量为1800k 2400kJ ，间隔时间为1d4d，其沉降量为1.Om-1. 5m , 有效加固深度7m15.5m，承载力标准值大于200kPa。对采用山皮土或块石作垫层，地下水位又高的情况下，其穷击能量应适当减小，施奈时可采用先轻锤、后重锤搭接排秀的工艺进行。镇海港区10#泊位表面铺
41、设O.8m1. Om厚的山皮土。采用塑料排水板强劳法试验，塑料排水板长9m，间距1.3m，按三角形布置。穷击二遍，间歇时间为12周。加固后，经静力触探、十字板、标贯及载荷板检验，其允许承载力为116kPa，比加固前提高3.4倍，总沉降量为73cm，有效加固深度为5m。上述两个不同努击工艺、参数的试验，均达到了强劳法加密、圄结、预加变形三种加固目的，提高了粉煤灰抗液化能力。对一般建筑物的独立或条形基础，处理深度较大时，第一遍的穷点间距不宜过小，一般为1.52倍穷锤底面直径(或边长)，以51 免秀击时在浅层形成密实层而影响芳击能量往深层传递，造成坑壁拥塌、劳锤歪斜或倾倒，影响穷实效果，对周围粉煤灰
42、地基起不到挤密和振密作用s(5)前后两遍秀击的间隙时间，取决于孔隙水压力的消散情况，对下卧软土层渗透性较差的枯性土、精土，一般间隙时间为24周，对透水性好的地基可连续资击。6.0.10 重锤劳实法处理粉煤灰地基应符合下列规定:重锤穷实法在处理地基方面应用较早，也较广泛。本条主要是对加固1.5m3m厚的浅层柑煤灰，穷击能量远小于强穷法。粉煤灰层接近最优含水量范围，能取得较好的穷实效果;(2)加固温排灰时，应在处理区三侧设置排水沟并及时排水。在粉煤灰层表面宜铺设一定厚度的山皮土或块石、钢渣作垫层，便于机械设备作业。6.0.11 粉喷法处理粉煤灰地基应符合下列规定:(1)粉煤灰与下卧软土层的不同物理
43、力学性质和化学成份，对采用柑喷加固的效果是有区别的。应根据天然粉煤灰地基的含水量，不同的水泥掺量，不同的养护龄期，组合成多组试件，经过养护后进行试验，选取并为设计提供固化剂、外掺剂和掺加料的各种配比的强度参数。水泥土的终凝时间约为100d.因此选用90d作为水泥土的标准强度;(2)勒喷法一般造宜于地下水的pH值二三4、硫酸盐的含量不超过1%的软土。粉喷法使用的固化剂除了水泥外，还有石灰、石膏、粉煤灰及矿渣等，也可作为掺加料。水泥和石灰的粉喷桩施工方法相似，但作用机理不同。当使用水泥时，经过水泥的水解和水化反应，缓慢地硬化而形成稳定的水泥土的桩，常以摩擦桩模式进行复合地基的计算。上海港罗泾煤码头
44、一期工程通过对150m2试验区进行了水泥与高钙灰组合精体粉喷搅拌法加固湿排粉煤灰地基桩径50cm.桩长6m.桩间距1.3m)取得成功.28d抗压强度比单一用水泥粉喷搅拌法提高52%.其承载力达到252kPa.超过设计的52 126kPa要求。当使用生石灰时，生石灰和土中水分发生化学反应成为熟石灰，在反应过程中相当于生石灰重量的水被吸取，同时石灰体积膨胀1至2倍，促进了土的固结，经过搅拌的石灰土形成坚硬的桩，可按复合地基设计计算;(3)粉喷桩的设计目前仍用复合地基计算方法，按加固体与地基土共同作用原理计算桩土对荷载的分配比。桩的间距常以置换率控制，一般采用11%-18%为宜，由于考虑到加固体常以
45、摩擦桩模式进行复合地基的计算，因此需考虑到地基土应力叠加因素，故间距常采用1.5m以上，否则应作群桩验算，选用合适的折减系数;(4)粉喷桩强度随掺灰量、龄期而增长，但不呈线性关系，故掺入比的选择需通过试验来确定。含水量40%时，水泥掺量可取10%-15%; (5)上海港罗泾煤码头一期试点工程，施工机具选用上海探矿机械厂生产的GPF-5型深层喷射搅拌机及Y-1型送灰机，3WC-1. 6/10型空压机各一台，350型长7m螺旋混料输送机一台F(6)粉喷桩加固体龄期为7d时，初期强度较大，28d约为7d的1.5-2倍，90d可达1.5MPa-2. OMPa，故在成桩7d后可用轻型动力触探器进行桩体强
46、度检验，数量为桩数的1%-2%，不应少于3根p(7)精喷桩的沉降量计算分为被加固块体部分的沉降和下部未加固部分土体的沉降两部分，可按分层总和法进行计算。53 7 粉煤灰施工质量检验7.0.1 施工质量检验适用于施工单位的自检、工序交接检验、质检部门的检查以及竣工检验。在组织现场施工前及粉煤灰料源变化时，应对材料、水质、环保等方面进行化学成分、物理力学性能、浸出液重金属含量、放射性核素等检验，评定材料质量是否符合要求。7.0.2 竣工检验目的是评价所完成的粉煤灰填筑是否满足设计文件和施工规范的要求。检验除基本要求、外观鉴定外，主要是现场实测项目。基本要求包括施工原始记是是否完整齐全，各种材料的性
47、能指标是否符合设计规范要求p核查自检记录中干、湿灰填筑的各项设计、施工参数是否符合设计或规范要求;检验报告是否齐全z根据施工原始记录，检查挖去表土造成的水塘、粉煤灰层透气切断措施、排水系统等处治措施是否按设计要求进行处治加固。外观鉴定，主要检查填筑后的粉煤灰地基表面是否平整密实，有无湿软、弹簧、碾压轮迹以及处理后粉煤灰地基的均匀性等。现场实测项目包括填筑前后的室内性能和现场原位测试的对比以及承载力等项目的检验。7.0.3 粉煤灰分层振动碾压的施工质量，应对其含水量、压实度、强度等进行检验。压实度检验测点数是参照国内外有关资料选取的。用环刀法等检验其压实度，应符合表4.0.7的规定。54 8环境保护8.0.2 柑煤灰中的放射性物质不易挥发，大部分浓集于灰粒中，与其母煤相比，粉煤灰的天然放射性核素的浓集程度大约为母煤的3倍，国外有的高达10倍。煤中的放射性物质及其含量随煤种的不同而异，资料表明，我国粉煤灰中天然放射性平均水平接近标准限值。国家环保局曾于1987年召开过专门会议，确认除新疆、云南等少数地区煤种烧出的粉煤灰外，其它地区煤种烧出的粉煤灰其放射性均在国家环保标准范围内。当超过现行国家标准建筑材料用工业废渣放射性物质限制标准也B6763-86、现行国家标准辐射防护规定)GB8703-88、现行国家标准
