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浅析气泡轻质土在公路工程中的应用及其经济效益
浏览: 发布日期:2019-04-18

 

 

 要:

广东某高速公路桥梁桥台处山谷陡峭,地基不稳,无法修筑桥台锥坡,原计划增加一跨桥梁,后经认真考察对比,选择使用气泡轻质土进行填筑,该技术使工程成本更低,且效果良好。本文主要从施工工艺、适用情况及其经济效益性,对气泡轻质土在高速公路施工中的应用的前景进行分析。

关键词:  桥台   轻质气泡土   经济效益

 

1.工程概况

该桥是广东某高速公路主线高架桥,位于整体式路基直线段段,上部结构为先简支后连续T梁,桥面总宽24.5m,净宽2×11.0m。桥墩均采用双柱式桥墩,左线墩高12.8m~25.0m,右线墩高3.7m~17.4m,桩柱直径为D130cm+D150cm。桩均为嵌岩桩,采用钻孔灌注桩。

该桥左幅4#桥台,位于山谷陡峭处,原设计为三柱式桥台,土石填筑锥坡。实际施工时发现,山谷坡度较大,谷底深度超过15m,地面冲刷严重,岩体为风化粉砂岩,裂隙发育,节理多为张开状,原岩被节理裂隙分割成碎块状,缺乏稳定承载力,如果采用放坡修筑桥台锥坡,需要补征地超过150m2以上,填筑方量较大,且场狭窄,需要开挖施工便道后,挖掘机等机械才能进入工作区域。补征地手续繁琐,工作量较大,对工期影响较大。

2. 处理方案

处理方案有两种:增加一跨桥梁,或者利用气泡轻质土填筑。同时,参考同标段其他类似情况。后经对比分析,决定采用气泡轻质土进行填筑。

3. 轻质气泡土施工工艺

气泡混合轻质填土是一种最为先进的轻型填土技术。轻质填土是指通过使用一些特殊技术制造出容重小于一般土体的填土材料。这种填土材料主要有3类:

(1)泡沫塑料(EPS)块体;

(2)泡沫塑料颗粒(EPS)混合土;

(3)气泡混合土。

气泡混合轻质土不仅具有轻质性、流动性、固化后的自立性等特点,而且它的密度及压缩强度可通过配合比进行自由的调整。这种填土技术可大大地降低填土荷重,使填土更加均匀且不需碾压作业,具有施工噪音低,施工工期短等优点。由于其优良的力学性能和经济指标,在经济发达国家是一种深受欢迎并且被广泛使用的土建高新技术。

气泡轻质土施工所需原材料主要包括原料土、固化剂、水及发剂等主要进行如下质量检测:

(1)原料土的粒径应小于5mm,不符合要求的原料土需要进行必要的加工及筛分处理。

(2)固化剂:主要检测是否达到规范要求。

(3)水:参照普通混凝土用水标准。

4)发泡剂:为确保轻质土的质量,发泡剂的性能应满足规范要求。

3.1主要技术标准

气泡混合轻质土技术参数如下:

容重:路槽下80cm范围内为≦6.5KN/m3,其余区域为≦6.0KN/m3

设计无侧限抗压强度:路槽下80cm范围内≧1.2MPa,其余区域≧0.8MPa

流动度:控制在160-200mm范围。

气泡混合轻质土的配合比应根据设计强度、湿容重、流动性等要求进行选择,针对本项目工程施工要求,结合以往的施工经验拟采用配合比如下表:

水泥(kg/m3

水(kg/m3

气泡量(L

备注

380

230

647

路槽80cm以内范围

330

200

694

其余区域

 

3.2 气泡轻质土施工工艺

3.2.1 发泡与搅拌

 

在水泥、水充分混合成浆状之后,将通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。保证浆物混合均匀,并尽量做到迅速混合,杜绝使用超过发泡时间的气泡群。

3.2.2气泡混合轻质土泵送

气泡混合轻质土泵送一般是由管道或直接泵送。气泡混合轻质土中的气泡,在由管道或泵管输送的过程中消解量是极小的。但如果使用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话,由于输送过程中的振动使得气泡消解,湿润度、空气含量将发生变化,流动性也降低。根据本工程的特点,拟采用泵管输送。

3.2.3 浇筑

气泡混合轻质土中气泡既有独立细微的特点,也具有分散性。因此施工过程中要避免过度振动。考虑到气泡的消解及材料分离的限度,其浇筑方法如图所示。若不得已使用导槽浇筑时,要仔细留意,保证气泡混合轻质土的质量过关。由于气泡遇雨会大幅消解,因此要避免雨天施工。填筑气泡混合轻质土时,由于其自身重量的影响,会压缩气泡和消泡。因此,填筑后的气泡混合轻质土有时会出现紧缩而导致湿容重增加的情况,浇注厚度一般控制在 0.5~1.0m

 

 

 

 

   图1 气泡混合轻质土的浇注方法

 

3.2.4 施工顺序

分层分块浇注,从下往上,下层终凝后浇注上一层;根据浇筑面错开浇筑。

图2 气泡混合轻质土浇筑平面分区布置示意图

3.2.5 浇注厚度

    有钢丝网设置处按钢丝网的设置分层进行浇筑,有台阶处根据浇筑分区及浇筑方量按0.6~0.8m的厚度浇筑。气泡混合轻质土浇筑分层布置示意图如下图6.3

 

 

图3 气泡混合轻质土浇筑分层布置示意图

 

4.经济效益对比分析

    采用一跨桥梁,工程成本大约为237万,而采用气泡轻质土施工,总共金额才115万,工程成本不到一跨桥梁的一半,且实际施工效果良好。采用气泡轻质土施工成本如下:

工程项目名称

单位

单价

工程额

数量

金额(元)

气泡轻质土

m3

621

1597.00

991737.00

C25混凝土

m3

429.66

38.70

16627.84

钢筋网

t

5056.25

2.13

10779.93

光圆钢筋

m3

5082.13

3.02

15328.21

土工布

m2

10.74

250.00

2685.00

碎石垫层

m3

106.25

78.90

8383.13

轻质砖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盲沟

m

42.16

40.00

1686.40

PVC管φ10mm

m

11.12

51.00

567.12

φ15mm软式透水管

m

11.12

72.00

800.64

费用合计

1153203.76 

 

结束语

    实践证明,气泡混合轻质土特殊情况的施工过程中,可大幅度地降低填土荷载,提高路堤的稳

定性,缓解桥台与路基结合部的材料的刚性突变,消除填料自身的工后沉降,且施工工期短。值得

注意的是,气泡轻质土施工成本较低,在经济效益方面有着突出的优势。因此,气泡轻质施工技术

有着广泛的市场前景。

 

参考文献

1]交通部公路科学研究所.公路工程质量检测评定标准[S].北京:人民交通出版社,2004.

2]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.

3]周水兴,何兆盖,周毅松.路桥涵施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2005.

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

 

作者简介:

段绍团,男,路桥工程师主要是从事过桥梁隧道设计、试验、测量、造价,公路投资及运营、行政管理等工作

 

 

 
 
 

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