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施工技术及工程实例

发布时间:2018-02-06

上覆硬壳层软基气泡混合轻质土施工技术及工程实例

陈刚 王勇

(广东冠生土木工程技术有限公司,广州,511400

广东省交通运输厅科技项目,编号:科技-2013-02-001

摘要:基于气泡混合轻质土作为路基填料的优点,介绍上覆硬壳层软基气泡混合轻质土的施工技术及流程,结合工程实例,验证了上覆硬壳层软基气泡混合轻质土在路基填筑中应力扩散、沉降小的技术优点。

关键词  气泡混合轻质土   施工技术  硬壳层   路基沉降

.概述

气泡混合轻质土是一种新型的轻质水泥基材料,主要由气泡群、水泥、水以及添加材料按一定配合比例制成[1] [2]。根据工程需要,其容重、流动性、抗压强度等可以通过配合比进行相应的调整,湿容重范围为3.0kN/m3~12.0kN/m3,抗压强度范围为0.3MPa~10.0MPa。珠三角地区软基表层大多存在一层厚度2.0m~10.m不等的素填土或粉砂硬壳层,此外,工程中常遇到采用堆载预压方法修建的道路,在其改扩建时旧路路基也可看做人工硬壳层。在硬壳层满足一定厚度及承载力的条件下,气泡混合轻质土作为轻质路基填料,可直接在硬壳层上浇筑,而不需再对软基进行地基处理。气泡混合轻质土路基施工质量可控、施工周期短、路基整体性好,在上覆有硬壳层的软基(尤其是深厚软基)中应用具有显著的技术和经济优势。

二、上覆硬壳层软基气泡混合轻质土的施工及质量控制要点

2.1施工流程

气泡混合轻质土的施工流程如图所示[3][4]。

 

          图气泡混合轻质土施工流程

2.2.施工质量控制技术

1)浇筑方法:新拌气泡混合轻质土由专业施工设备生产,采用配管泵送进行浇筑,浇注时应将管口没入气泡混合轻质土中,避免将空气带入新浇的轻质土中产生很大的气孔。

2)单层浇筑厚度:一次浇注厚度较大时,由于气泡混合轻质土自身容重的影响,下部轻质土中的泡沫被压碎,气泡混合轻质土容重增加,质量不稳定。采用分层分块的方式进行浇筑,一单层浇注厚度宜在30-80cm之间。

3)浇注时间:要严格控制浇注时间,单层浇注时间不应超过水泥的初凝时间,上一层浇筑作业应在下一层浇筑终凝后进行。

4)湿容重:气泡混合轻质土初凝前的容重,反映了设计配合比的主要成分。检测湿容重时,试样应在浇筑管管口取得。

5)强度:施工期间,按照设计的要求制作试块,检测试块抗压强度。

6)养护:在浇注完填筑体的顶层时,应及时覆盖塑料薄膜或土工布,养生时间不少于7天。 

7)当遇到大雨或长时间持续的小雨天气时,对未固化的表层应采取遮雨措施。夏季施工时,应避开高温时段浇筑;冬期施工时,应对浇筑设备、泵送管道、发泡剂及浇筑区域等采取保温防冻措施,每班完工后应清空浇筑设备、泵送管道中的残留物。

8)固化前,应避免对气泡混合轻质土的扰动。

2.3质量检验

1)浇筑过程应按下表1规定检测气泡群密度、湿容重和流动度:

表 浇筑的质量检验

项 次

检验项目

允许偏差

检验方法

检验频率

1

气泡群密度g/m3

48~52

CJJ/T 177-2012》附录

每班开工前自检1

2

湿容重kN/m3

±0.5

CJJ/T 177-2012》附录

连续浇筑100m3自检1次

3

流动度mm

160~200

CJJ/T 177-2012》附录

连续浇筑100m3自检1次

 

2)填筑体的主控项目检验应包括表干容重和抗压强度:表干容重要求每组平均值不大于湿容重标准值,每块最大值不大于湿容重允许偏差上限值;抗压强度每组平均值不小于设计值,每块最小值不小于设计的0.85

(1)  每个构造单元应至少制取二组试件。

(2)  当同一配合比连续浇筑少于400m3时,应按每200m3制取一组试件。

(3)  当同一配合比连续浇筑大于400m3时,应按每400m3制取一组试件。

三、工程实例及效果分析

3.1省道S336珠海大道(三期)金湾互通互通立交桥到高栏港道段主线改造工程

省道S366珠海大道三期为道路改建项目,路线大致呈东西走向,东接金湾互通立交终点(起点桩号K28+930),西至高栏港与进港大道和珠港大道交叉处(终点桩号K53+350),路线长度24.420KM。由于K43+200~K43+300段基本处于滨海平原与丘陵过渡带区,局部为河口淤积区,淤泥、淤泥质粘土、砂类土等软弱层分布广,厚度大,为深厚软基,软基平均厚度达25m,会引起路基较大沉降,且改建工程要求工期较短。互通立交路基加宽部分和重建桥梁桥头引道路基加宽部分,对于填高较大路基(填高≥2.0m),以原路面路基作为一个硬壳层使用,采用气泡混合轻质土填筑路基。

该项目2014年9月份竣工通车,为了检验采用气泡混合轻质土的效果,对该工程进行了监测,总结三个沉降孔的观测数据,与该项目另外一处普通填土路基段沉降观测数据对比,绘制沉降-时间曲线图如图2:

           

图2 气泡混合轻质土与普通填土路基时间-沉降图

 对比图中结果可知,采用气泡混合轻质土方案的路基沉降非常小,与常规普通填土处理的路基相比,即使后者地质条件相对较好,软基厚度小很多,气泡混合轻质土方案的路基沉降量仍为其十分之一,与有限元分析结果吻合。

3.2 佛山市桃园路西延线气泡混合轻质土工程 

桃园路西延线定位为城市主干道,与在建佛肇城际铁路并行(佛肇城际铁路位于道路中央绿化带中),部分道路段在佛肇城际铁路投影下,属其管辖控制范围。沿线软基分布连续,厚度在0.8~21.5m,以淤泥质土为主,局部为淤泥,呈流塑状,天然含水量高,高压缩性,低抗剪、承载力。

K2+230~K2+390段表层有3.0米厚以上的人工填土,主要为道路填土、鱼塘基围等,大多为轻轨施工回填土。因此设计在行车道范围内采用气泡混合轻质土进行软基处理,挖除2.0米左右的原回填土,换填气泡混合轻质土,设计湿容重为6.0kN/m328天抗压强度≥0.6MPa,轻质土顶部铺设镀锌钢丝网防裂,四周用防渗土工膜包裹。

该项目K3+290~K3+500段设计采用水泥搅拌桩进行软基处理,搜集和重新观测了该段路基的沉降量,与气泡混合轻质土路基方案的沉降数据对比,绘制沉降-时间曲线图如图3:                                                                    

                                                                         


图3图2 气泡混合轻质土与水泥搅拌桩路基时间-沉降图

从图中可以看出,不管是水泥搅拌桩还是采用气泡混合轻质土,都起到了很好的软基处理效果,工后沉降很小,满足规范要求。而且气泡混合轻质土沉降量比水泥搅拌桩还小。

四、结论

4.1上覆硬壳层深厚软基气泡混合轻质土填筑技术,具有施工质量可控、施工周期短、路基整体性好的特点,具有显著的技术和经济优势。

4.2气泡混合轻质土的施工具有一定的专业性,施工速度快,质量可控,湿容重和抗压强度是施工过程中主要控制的指标。

4.3 结合工程应用实例,对普通填土、水泥搅拌桩、轻质土进行了沉降监测。监测结果表明采用气泡混合轻质土方案的路基沉降非常小,明显优于常规填土的路基,与水泥搅拌桩处理的路基沉降量相当。

 

[1] 蔡力等。气泡混合轻质土的主要力学特性及应用综述.公路交通科技,2005,12(22):71-74

[2] 中华人民共和国行业标准.气泡混合轻质土填筑工程技术规程 CJJ/T 177-2012,2012-05-01实施.

[3] 陈忠平等.气泡混合轻质填土新技术【M】.北京:人民交通出版社,2004

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

 

 

 

作者简介:陈刚(1981—),男,汉族,江西高安,路桥高级工程师,硕士研究生,广东冠生土木工程技术有限公司,研究方向:新材料在工程中的应用

          王勇,广东冠生土木工程技术有限公司

邮寄地址:广州市番禺区富怡路鑫润花园51座102

 

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