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施工技術及工程實例

發布時間:2018-02-06

上覆硬殼層軟基氣泡混合輕質土施工技術及工程實例

陳剛 王勇

(廣東冠生土木工程技術有限公司,廣州,511400

廣東省交通運輸廳科技項目,編號:科技-2013-02-001

摘要:基于氣泡混合輕質土作為路基填料的優點,介紹上覆硬殼層軟基氣泡混合輕質土的施工技術及流程,結合工程實例,驗證了上覆硬殼層軟基氣泡混合輕質土在路基填筑中應力擴散、沉降小的技術優點。

關鍵詞  氣泡混合輕質土   施工技術  硬殼層   路基沉降

.概述

氣泡混合輕質土是一種新型的輕質水泥基材料,主要由氣泡群、水泥、水以及添加材料按一定配合比例制成[1] [2]。根據工程需要,其容重、流動性、抗壓強度等可以通過配合比進行相應的調整,濕容重范圍為3.0kN/m3~12.0kN/m3,抗壓強度范圍為0.3MPa~10.0MPa。珠三角地區軟基表層大多存在一層厚度2.0m~10.m不等的素填土或粉砂硬殼層,此外,工程中常遇到采用堆載預壓方法修建的道路,在其改擴建時舊路路基也可看做人工硬殼層。在硬殼層滿足一定厚度及承載力的條件下,氣泡混合輕質土作為輕質路基填料,可直接在硬殼層上澆筑,而不需再對軟基進行地基處理。氣泡混合輕質土路基施工質量可控、施工周期短、路基整體性好,在上覆有硬殼層的軟基(尤其是深厚軟基)中應用具有顯著的技術和經濟優勢。

二、上覆硬殼層軟基氣泡混合輕質土的施工及質量控制要點

2.1施工流程

氣泡混合輕質土的施工流程如圖所示[3][4]。

 

          圖氣泡混合輕質土施工流程

2.2.施工質量控制技術

1)澆筑方法:新拌氣泡混合輕質土由專業施工設備生產,采用配管泵送進行澆筑,澆注時應將管口沒入氣泡混合輕質土中,避免將空氣帶入新澆的輕質土中產生很大的氣孔。

2)單層澆筑厚度:一次澆注厚度較大時,由于氣泡混合輕質土自身容重的影響,下部輕質土中的泡沫被壓碎,氣泡混合輕質土容重增加,質量不穩定。采用分層分塊的方式進行澆筑,一單層澆注厚度宜在30-80cm之間。

3)澆注時間:要嚴格控制澆注時間,單層澆注時間不應超過水泥的初凝時間,上一層澆筑作業應在下一層澆筑終凝后進行。

4)濕容重:氣泡混合輕質土初凝前的容重,反映了設計配合比的主要成分。檢測濕容重時,試樣應在澆筑管管口取得。

5)強度:施工期間,按照設計的要求制作試塊,檢測試塊抗壓強度。

6)養護:在澆注完填筑體的頂層時,應及時覆蓋塑料薄膜或土工布,養生時間不少于7天。 

7)當遇到大雨或長時間持續的小雨天氣時,對未固化的表層應采取遮雨措施。夏季施工時,應避開高溫時段澆筑;冬期施工時,應對澆筑設備、泵送管道、發泡劑及澆筑區域等采取保溫防凍措施,每班完工后應清空澆筑設備、泵送管道中的殘留物。

8)固化前,應避免對氣泡混合輕質土的擾動。

2.3質量檢驗

1)澆筑過程應按下表1規定檢測氣泡群密度、濕容重和流動度:

表 澆筑的質量檢驗

項 次

檢驗項目

允許偏差

檢驗方法

檢驗頻率

1

氣泡群密度g/m3

48~52

CJJ/T 177-2012》附錄

每班開工前自檢1

2

濕容重kN/m3

±0.5

CJJ/T 177-2012》附錄

連續澆筑100m3自檢1次

3

流動度mm

160~200

CJJ/T 177-2012》附錄

連續澆筑100m3自檢1次

 

2)填筑體的主控項目檢驗應包括表干容重和抗壓強度:表干容重要求每組平均值不大于濕容重標準值,每塊最大值不大于濕容重允許偏差上限值;抗壓強度每組平均值不小于設計值,每塊最小值不小于設計的0.85

(1)  每個構造單元應至少制取二組試件。

(2)  當同一配合比連續澆筑少于400m3時,應按每200m3制取一組試件。

(3)  當同一配合比連續澆筑大于400m3時,應按每400m3制取一組試件。

三、工程實例及效果分析

3.1省道S336珠海大道(三期)金灣互通互通立交橋到高欄港道段主線改造工程

省道S366珠海大道三期為道路改建項目,路線大致呈東西走向,東接金灣互通立交終點(起點樁號K28+930),西至高欄港與進港大道和珠港大道交叉處(終點樁號K53+350),路線長度24.420KM。由于K43+200~K43+300段基本處于濱海平原與丘陵過渡帶區,局部為河口淤積區,淤泥、淤泥質粘土、砂類土等軟弱層分布廣,厚度大,為深厚軟基,軟基平均厚度達25m,會引起路基較大沉降,且改建工程要求工期較短。互通立交路基加寬部分和重建橋梁橋頭引道路基加寬部分,對于填高較大路基(填高≥2.0m),以原路面路基作為一個硬殼層使用,采用氣泡混合輕質土填筑路基。

該項目2014年9月份竣工通車,為了檢驗采用氣泡混合輕質土的效果,對該工程進行了監測,總結三個沉降孔的觀測數據,與該項目另外一處普通填土路基段沉降觀測數據對比,繪制沉降-時間曲線圖如圖2:

           

圖2 氣泡混合輕質土與普通填土路基時間-沉降圖

 對比圖中結果可知,采用氣泡混合輕質土方案的路基沉降非常小,與常規普通填土處理的路基相比,即使后者地質條件相對較好,軟基厚度小很多,氣泡混合輕質土方案的路基沉降量仍為其十分之一,與有限元分析結果吻合。

3.2 佛山市桃園路西延線氣泡混合輕質土工程 

桃園路西延線定位為城市主干道,與在建佛肇城際鐵路并行(佛肇城際鐵路位于道路中央綠化帶中),部分道路段在佛肇城際鐵路投影下,屬其管轄控制范圍。沿線軟基分布連續,厚度在0.8~21.5m,以淤泥質土為主,局部為淤泥,呈流塑狀,天然含水量高,高壓縮性,低抗剪、承載力。

K2+230~K2+390段表層有3.0米厚以上的人工填土,主要為道路填土、魚塘基圍等,大多為輕軌施工回填土。因此設計在行車道范圍內采用氣泡混合輕質土進行軟基處理,挖除2.0米左右的原回填土,換填氣泡混合輕質土,設計濕容重為6.0kN/m328天抗壓強度≥0.6MPa,輕質土頂部鋪設鍍鋅鋼絲網防裂,四周用防滲土工膜包裹。

該項目K3+290~K3+500段設計采用水泥攪拌樁進行軟基處理,搜集和重新觀測了該段路基的沉降量,與氣泡混合輕質土路基方案的沉降數據對比,繪制沉降-時間曲線圖如圖3:                                                                    

                                                                         


圖3圖2 氣泡混合輕質土與水泥攪拌樁路基時間-沉降圖

從圖中可以看出,不管是水泥攪拌樁還是采用氣泡混合輕質土,都起到了很好的軟基處理效果,工后沉降很小,滿足規范要求。而且氣泡混合輕質土沉降量比水泥攪拌樁還小。

四、結論

4.1上覆硬殼層深厚軟基氣泡混合輕質土填筑技術,具有施工質量可控、施工周期短、路基整體性好的特點,具有顯著的技術和經濟優勢。

4.2氣泡混合輕質土的施工具有一定的專業性,施工速度快,質量可控,濕容重和抗壓強度是施工過程中主要控制的指標。

4.3 結合工程應用實例,對普通填土、水泥攪拌樁、輕質土進行了沉降監測。監測結果表明采用氣泡混合輕質土方案的路基沉降非常小,明顯優于常規填土的路基,與水泥攪拌樁處理的路基沉降量相當。

 

[1] 蔡力等。氣泡混合輕質土的主要力學特性及應用綜述.公路交通科技,2005,12(22):71-74

[2] 中華人民共和國行業標準.氣泡混合輕質土填筑工程技術規程 CJJ/T 177-2012,2012-05-01實施.

[3] 陳忠平等.氣泡混合輕質填土新技術【M】.北京:人民交通出版社,2004

[4] 三ね他.氣泡·メント輕量盛土工法FCB工法 [J].土木施工,1992 (33)37 - 441

 

 

 

作者簡介:陳剛(1981—),男,漢族,江西高安,路橋高級工程師,碩士研究生,廣東冠生土木工程技術有限公司,研究方向:新材料在工程中的應用

          王勇,廣東冠生土木工程技術有限公司

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