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氣泡混合輕質(zhì)土在橋梁臺背填筑中的應(yīng)用
2012-06-08 來源:期刊之家
1、引言

  近幾年,隨著我國公路建設(shè)跨越式發(fā)展,針對公路軟土路基的處理方法也較多,而各個地區(qū)又根據(jù)本地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境采取了不同的方法。江南沿海地區(qū)水網(wǎng)發(fā)達(dá),土層多為淤泥、淤泥質(zhì)粘土等,具有含水量高、壓縮性大、滲透系數(shù)小、強(qiáng)度低和厚度不均等特點。傳統(tǒng)的各種軟基處理法只是單純地從提高地基的承載力的角度上下工夫,而忽視了減輕填土荷載的研究,特別是結(jié)構(gòu)物和路基銜接地段,由于不均勻沉降,易產(chǎn)生錯臺,造成橋頭跳車的現(xiàn)象發(fā)生。而在橋梁臺背后采用氣泡混合輕質(zhì)土填筑,由于其材質(zhì)輕,強(qiáng)度高,填筑可以減輕路基自重,有效降低地基附加應(yīng)力,大大減少整體沉降與差異沉降,并且可以利用其固化后自立性,有效減小土壓力,改善橋臺受力狀態(tài)。

  在浙江省,氣泡混合輕質(zhì)土用于公路項目路基的處理工作目前較為普遍,而將氣泡混合輕質(zhì)土用于市政道路路基處理項目較少。怎樣將公路軟土路基的氣泡混合輕質(zhì)土處理工藝引入到市政道路的軟土路基上來是一個難點,因為,在所有的臺州市市政道路的路基處理中沒有使用過這一新工藝和新材料的先例。下面結(jié)合筆者具體參與的一個案例進(jìn)行有關(guān)氣泡混合輕質(zhì)土施工方面的說明。

  2、氣泡混合輕質(zhì)土的具體應(yīng)用

  2.1、工程概況

  為了借鑒公路項目中氣泡混合輕質(zhì)土處理軟基的措施,經(jīng)業(yè)主及有關(guān)單位共同協(xié)商,決定在浙江省臺州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)濱海工業(yè)區(qū)啟動區(qū)塊東二路項目工程的七-4橋東橋頭路基段作為氣泡混合輕質(zhì)土試驗段,換填長度20m,換填寬度56.75m,換填厚度約3m,兩個橋頭換填工程量約6800m3。

  浙江臺州市為沿海地區(qū),試驗段橋頭路基為水田,屬于靠海灘涂,軟基深厚,橋下有現(xiàn)狀河流流過,水質(zhì)較好,可解決施工用水的問題。

  2.2、氣泡輕質(zhì)土施工

 ?、?施工準(zhǔn)備

  在澆筑氣泡混合輕質(zhì)土之前應(yīng)首先做好防、排水等準(zhǔn)備工作。

  氣泡混合輕質(zhì)土因為內(nèi)部有氣泡,吸水時其濕潤度密度便會增加,從而有損其輕質(zhì)性,引起強(qiáng)度下降。為此,重視輕質(zhì)性與強(qiáng)度,阻斷從外吸水,不讓已填筑的輕質(zhì)土兩側(cè)等表面滯水,必須依靠適當(dāng)?shù)某鏊紫蛲馀潘?。一般在氣泡混合輕質(zhì)土的上下底面鋪設(shè)土工布,可以有效地起到防水作用。

  為了讓氣泡混合輕質(zhì)土與地面很好地結(jié)合,還必須對地基、邊坡進(jìn)行整平、夯實加固。并要求填土應(yīng)具有穩(wěn)定的邊坡(根據(jù)設(shè)計要求)以減少既有填土對其產(chǎn)生土壓力。

  ㈡ 安裝面板

  根據(jù)設(shè)計輕質(zhì)土兩側(cè)擋板采用櫻花紅大理石,擋板需邊安裝邊固定,砌筑時錯縫安裝,保證橫縫和豎縫順直,外表面平整。為保證砌縫平順美觀,應(yīng)特別注意底部第一層擋板的安裝。

  預(yù)制面板時要嚴(yán)格控制尺寸,以免給安裝帶來困難。對于邊部和頂部存在一些異型板,施工時需注意根據(jù)實際情況作出尺寸調(diào)整。面板之間的接縫、面板與地基之間要填充密實,避免漏漿;立柱和面板要牢靠,避免垮塌。面板之間設(shè)置的沉降縫處應(yīng)用瀝青木板填塞滿,沉降縫表面作勾凹縫美化處理。

 ?、?氣泡混合輕質(zhì)土拌和和澆筑

 ?、?施工工藝流程

  氣泡混合輕質(zhì)土施工工藝框圖

  ⑵ 氣泡混合輕質(zhì)土拌和

  配合比要通過試驗進(jìn)行選擇,試驗工作要提前進(jìn)行,以保證施工時能提供設(shè)計所需要的配合比。必要時要做出28d強(qiáng)度與7d強(qiáng)度的關(guān)系,以便施工質(zhì)量管理中用7d的抗壓強(qiáng)度來判斷28d的抗壓強(qiáng)度。

  氣泡混合輕質(zhì)土拌和即在水泥、水充分混合成漿狀之后,通過發(fā)泡裝置產(chǎn)生的氣泡加入其中而成。保證漿泡混合均勻,并盡量做到迅速混合,杜絕使用超過發(fā)泡時間的氣泡群。

 ?、?氣泡混合輕質(zhì)土輸送

  攪拌完成后的氣泡混合輕質(zhì)土一般采用泵送。在確保材料不離析、氣泡穩(wěn)定的前提下,一級泵送的最大距離為500m。如果輸送距離超過上述范圍,應(yīng)設(shè)置中繼泵送裝置或把氣泡的混合移到泵送管的出口附近。

 ?、?氣泡混合輕質(zhì)土澆注

  氣泡混合輕質(zhì)土中氣泡既有獨立細(xì)微的特點,也具有分散性。因此施工過程中要避免過度振動。澆筑過程應(yīng)從軟管的前端直接澆筑,且出料口要埋入氣泡混合輕質(zhì)土中或盡量靠近氣泡混合輕質(zhì)土的表面。

  由于氣泡遇雨會消解,因此要避免在大雨天施工。填筑氣泡混合輕質(zhì)土?xí)r,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(zhì)土有時會出現(xiàn)緊縮而導(dǎo)致濕容重增加的情況,澆注厚度一般控制在 0.3~1.0m。整個填筑體水平分層進(jìn)行澆筑,每層澆筑的間隔時間至少24小時。

  ⑸ 養(yǎng)生保護(hù)

  填筑氣泡混合輕質(zhì)土?xí)r,要對填筑的每一層采取特別的保護(hù)措施。為防止填筑好以后由于急速干燥而產(chǎn)生的裂縫,必須加蓋薄板或粘布加以保護(hù)。此外,固化前的氣泡混合輕質(zhì)土如果受雨會導(dǎo)致消泡效果不佳,因此有必要采取粘布等加以防護(hù),避免雨淋。

  ⑹ 脫模

  充當(dāng)保護(hù)壁的模子沒必要拆卸。

  3、效果分析

  為了檢驗采用氣泡混合輕質(zhì)土的效果,對七四橋橋臺和臺后路基進(jìn)行了監(jiān)測。

  最后經(jīng)過觀測,橋臺和臺后路基比較穩(wěn)定,同時與其它幾座橋的橋臺背采用砂礫回填的進(jìn)行了比較,臺后路基的沉降比常規(guī)的砂礫回填路基沉降小,橋臺和臺后路基都比較穩(wěn)定。輕質(zhì)土對橋臺的土壓力基本保持一個大致不變的狀態(tài),土壓力并不是隨橋臺墻面深度而有較明顯的增加。隨著時間的延長,土壓力逐漸減少,且大部分都減少到零狀態(tài)。這說明輕質(zhì)土固化后能夠自立,不再對橋臺產(chǎn)生側(cè)壓力。

  這表明臺州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)濱海工業(yè)區(qū)啟動區(qū)塊東二路項目工程的七-4橋東橋頭路基氣泡混合輕質(zhì)土試驗段的施工是成功的,為在全臺州市市政道路路基軟基處理的推廣提供了很好的參考依據(jù)。

  4、結(jié)論與展望

  ⑴ 實踐證明,氣泡混合輕質(zhì)土在橋臺背填筑中,可大幅度地降低填土荷載,減少軟基的附加應(yīng)力,抑制軟基的沉降和側(cè)移,提高路堤的穩(wěn)定性,緩解橋臺與路基結(jié)合部的材料的剛性突變,消除填料自身的工后沉降,施工工期短。

  ⑵ 氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的流動性,輸送距離遠(yuǎn),不干擾交通,無需振搗、壓實等施工特點,適合于施工場地狹小的地段施工。

 ?、?氣泡混合輕質(zhì)土除了用于臺背填筑,還可以用于軟基上路堤填筑,擴(kuò)幅加寬填土,擋土墻背的填土等??傊瑲馀莼旌陷p質(zhì)土有著十分廣闊的運用前景。
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