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        淺析氣泡輕質土在公路工程中的應用及其經濟效益
        瀏覽: 發布日期:2019-04-18

         

         

         要:

        廣東某高速公路橋梁橋臺處山谷陡峭,地基不穩,無法修筑橋臺錐坡,原計劃增加一跨橋梁,后經認真考察對比,選擇使用氣泡輕質土進行填筑,該技術使工程成本更低,且效果良好。本文主要從施工工藝、適用情況及其經濟效益性,對氣泡輕質土在高速公路施工中的應用的前景進行分析。

        關鍵詞:  橋臺   輕質氣泡土   經濟效益

         

        1.工程概況

        該橋是廣東某高速公路主線高架橋,位于整體式路基直線段段,上部結構為先簡支后連續T梁,橋面總寬24.5m,凈寬2×11.0m。橋墩均采用雙柱式橋墩,左線墩高12.8m~25.0m,右線墩高3.7m~17.4m,樁柱直徑為D130cm+D150cm。樁均為嵌巖樁,采用鉆孔灌注樁。

        該橋左幅4#橋臺,位于山谷陡峭處,原設計為三柱式橋臺,土石填筑錐坡。實際施工時發現,山谷坡度較大,谷底深度超過15m,地面沖刷嚴重,巖體為風化粉砂巖,裂隙發育,節理多為張開狀,原巖被節理裂隙分割成碎塊狀,缺乏穩定承載力,如果采用放坡修筑橋臺錐坡,需要補征地超過150m2以上,填筑方量較大,且場狹窄,需要開挖施工便道后,挖掘機等機械才能進入工作區域。補征地手續繁瑣,工作量較大,對工期影響較大。

        2. 處理方案

        處理方案有兩種:增加一跨橋梁,或者利用氣泡輕質土填筑。同時,參考同標段其他類似情況。后經對比分析,決定采用氣泡輕質土進行填筑。

        3. 輕質氣泡土施工工藝

        氣泡混合輕質填土是一種最為先進的輕型填土技術。輕質填土是指通過使用一些特殊技術制造出容重小于一般土體的填土材料。這種填土材料主要有3類:

        (1)泡沫塑料(EPS)塊體;

        (2)泡沫塑料顆粒(EPS)混合土;

        (3)氣泡混合土。

        氣泡混合輕質土不僅具有輕質性、流動性、固化后的自立性等特點,而且它的密度及壓縮強度可通過配合比進行自由的調整。這種填土技術可大大地降低填土荷重,使填土更加均勻且不需碾壓作業,具有施工噪音低,施工工期短等優點。由于其優良的力學性能和經濟指標,在經濟發達國家是一種深受歡迎并且被廣泛使用的土建高新技術。

        氣泡輕質土施工所需原材料主要包括原料土、固化劑、水及發劑等,主要進行如下質量檢測:

        (1)原料土的粒徑應小于5mm,不符合要求的原料土需要進行必要的加工及篩分處理。

        (2)固化劑:主要檢測是否達到規范要求。

        (3)水:參照普通混凝土用水標準。

        4)發泡劑:為確保輕質土的質量,發泡劑的性能應滿足規范要求。

        3.1主要技術標準

        氣泡混合輕質土技術參數如下:

        容重:路槽下80cm范圍內為≦6.5KN/m3,其余區域為≦6.0KN/m3。

        設計無側限抗壓強度:路槽下80cm范圍內≧1.2MPa,其余區域≧0.8MPa。

        流動度:控制在160-200mm范圍。

        氣泡混合輕質土的配合比應根據設計強度、濕容重、流動性等要求進行選擇,針對本項目工程施工要求,結合以往的施工經驗擬采用配合比如下表:

        水泥(kg/m3

        水(kg/m3

        氣泡量(L

        備注

        380

        230

        647

        路槽80cm以內范圍

        330

        200

        694

        其余區域

         

        3.2 氣泡輕質土施工工藝

        3.2.1 發泡與攪拌

         

        在水泥、水充分混合成漿狀之后,將通過發泡裝置產生的氣泡加入其中而成。保證漿物混合均勻,并盡量做到迅速混合,杜絕使用超過發泡時間的氣泡群。

        3.2.2氣泡混合輕質土泵送

        氣泡混合輕質土泵送一般是由管道或直接泵送。氣泡混合輕質土中的氣泡,在由管道或泵管輸送的過程中消解量是極小的。但如果使用預拌混凝土車和翻斗車進行輸送的話,由于輸送過程中的振動使得氣泡消解,濕潤度、空氣含量將發生變化,流動性也降低。根據本工程的特點,擬采用泵管輸送。

        3.2.3 澆筑

        氣泡混合輕質土中氣泡既有獨立細微的特點,也具有分散性。因此施工過程中要避免過度振動??紤]到氣泡的消解及材料分離的限度,其澆筑方法如圖所示。若不得已使用導槽澆筑時,要仔細留意,保證氣泡混合輕質土的質量過關。由于氣泡遇雨會大幅消解,因此要避免雨天施工。填筑氣泡混合輕質土時,由于其自身重量的影響,會壓縮氣泡和消泡。因此,填筑后的氣泡混合輕質土有時會出現緊縮而導致濕容重增加的情況,澆注厚度一般控制在 0.5~1.0m。

         

         

         

         

           圖1 氣泡混合輕質土的澆注方法

         

        3.2.4 施工順序

        分層分塊澆注,從下往上,下層終凝后澆注上一層;根據澆筑面錯開澆筑。

        圖2 氣泡混合輕質土澆筑平面分區布置示意圖

        3.2.5 澆注厚度

            有鋼絲網設置處按鋼絲網的設置分層進行澆筑,有臺階處根據澆筑分區及澆筑方量按0.6~0.8m的厚度澆筑。氣泡混合輕質土澆筑分層布置示意圖如下圖6.3

         

         

        圖3 氣泡混合輕質土澆筑分層布置示意圖

         

        4.經濟效益對比分析

            采用一跨橋梁,工程成本大約為237萬,而采用氣泡輕質土施工,總共金額才115萬,工程成本不到一跨橋梁的一半,且實際施工效果良好。采用氣泡輕質土施工成本如下:

        工程項目名稱

        單位

        單價

        工程額

        數量

        金額(元)

        氣泡輕質土

        m3

        621

        1597.00

        991737.00

        C25混凝土

        m3

        429.66

        38.70

        16627.84

        鋼筋網

        t

        5056.25

        2.13

        10779.93

        光圓鋼筋

        m3

        5082.13

        3.02

        15328.21

        土工布

        m2

        10.74

        250.00

        2685.00

        碎石墊層

        m3

        106.25

        78.90

        8383.13

        輕質磚C15砼

        m3

        925.33

        91.60

        84760.23

        C20素砼

        m3

        452.52

        6.10

        2760.37

        挖土方

        m3

        15.97

        1070.00

        17087.90

        50cm×50cm盲溝

        m

        42.16

        40.00

        1686.40

        PVC管φ10mm

        m

        11.12

        51.00

        567.12

        φ15mm軟式透水管

        m

        11.12

        72.00

        800.64

        費用合計

        1153203.76 

         

        結束語

            實踐證明,氣泡混合輕質土特殊情況的施工過程中,可大幅度地降低填土荷載,提高路堤的穩

        定性,緩解橋臺與路基結合部的材料的剛性突變,消除填料自身的工后沉降,且施工工期短。值得

        注意的是,氣泡輕質土施工成本較低,在經濟效益方面有著突出的優勢。因此,氣泡輕質施工技術

        有著廣泛的市場前景。

         

        參考文獻

        1]交通部公路科學研究所.公路工程質量檢測評定標準[S].北京:人民交通出版社,2004.

        2]路橋集團第一公路工程局.公路橋涵施工技術規范[S].北京:人民交通出版社,2000.

        3]周水興,何兆蓋,周毅松.路橋涵施工計算手冊[M].北京:人民交通出版社,2005.

        4]通部第一公路工程局.公路施工手冊[M].北京;人民交通出版社,1995.

         

        作者簡介:

        段紹團,男,路橋工程師,主要是從事過橋梁隧道設計、試驗、測量、造價,公路投資及運營、行政管理等工作。

         

         

         
         
         

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