现浇泡沫轻质土

现浇泡沫轻质土（精选7篇）

现浇泡沫轻质土 第1篇

1 工法特点

泡沫轻质土工法对工后沉降的控制较常规工法更有优势,尤其是向原地面以下进行置换填筑时,可显著降低基底应力,有效控制工后沉降。

1)施工便捷高效,可大幅缩短施工工期。这主要体现在三个方面:较常规路基土填筑,泡沫轻质土施工准备期短,如常规路基填筑经常需要大量修筑施工便道,而泡沫轻质土填筑施工通过管道泵送实现,可不修或少修施工便道;泡沫轻质土施工可每天连续进行,无需因碾压问题而间断路基填筑;泡沫轻质土天然地基工法节省了复合地基桩基施工的时间。就一般的工程项目而言,复合地基从施工到检测合格,因龄期问题,一般都需要3个月～5个月才能完成。

2)可垂直填筑,节省永久占地或避免拆迁。

3)由于采用管道泵送浇筑,施工作业面小,可避免某些地段高压线、通讯管路等的拆迁。

4)常规复合地基工法多为隐蔽工程,施工质量难以保证。而泡沫轻质土工法属非隐蔽工程,施工质量较易控制,可靠度高。

2 适用范围

桥台台背高路堤软基路段、一般软基路段、新近填海路段、施工作业高度受限软基路段、征地困难或拆迁困难软基路段、抢工期软基路段地下管道、线缆无法迁移路段。

3 工艺流程及施工要点

3.1 工艺流程

泡沫轻质土的施工工艺流程主要包括四大步骤:

1)泡沫的生成;2)水泥浆或水泥砂浆的制备;3)泡沫轻质土的生成即泡沫与水泥(砂)浆的混合;4)现场浇筑施工。

3.2 施工要点

3.2.1 施工准备

1)施工前应根据设计要求进行泡沫轻质土配合比设计,试配试验时,应进行湿密度、流值和消泡试验,当流值满足要求、消泡试验确定的湿密度增加率满足要求时,应制取试件并进行养护,当消泡试验确定的湿密度增加率无法满足要求时,应调整发泡剂的稀释倍率或种类,或调整配合比组成材料的种类和用量,重新进行试配试验,当试配强度无法满足规范及设计要求时,应调整胶凝材料的用量、标号或品牌,重新进行试配试验。

2)施工前,应结合设备生产能力、工期要求等对设计的浇筑体进行浇筑区和浇筑层的划分,为浇筑施工做好相关规划。

3)施工前,应清除浇筑区基底杂物,尤其应排清基底的积水,当在地下水位以下浇筑时,应有降水措施,严禁在基底有水的状态下浇筑施工。

3.2.2 泡沫生成

1)泡沫是由发泡剂稀释后加压缩空气经发泡枪生成,发泡剂的性能直接影响泡沫的稳定性,用于泡沫生成的发泡剂性能应该满足下列要求:a.对环境应无不良影响,宜采用界面活性类发泡剂。b.在0℃以上的温度环境,发泡剂不应出现离析现象。c.稀释倍率不宜小于100。d.标准泡沫密度宜为40 kg/m3～60 kg/m3。e.发泡剂所制作的泡沫应细密,经消泡试验确定的湿密度增加率不应超过10%。

2)拌合水不应含有影响泡沫稳定性、泡沫轻质土的强度和耐久性的有机物、油污等杂质。

3)发泡剂的稀释、起泡应采用设备自动化控制,泡沫应细密、稳定。

3.2.3 水泥浆制备

1)水泥浆可以在现场拌合,也可使用拌合站集中供应,由于每立方米水泥浆含水量远大于混凝土的含水量,拌合站对水计量宜采用流量,而不宜采用重量,以加快水泥浆制备时间。

2)泡沫轻质土对水泥浆中水泥强度无特别要求,但所用水泥必须先进行消泡试验,以确定其湿密度增加率是否满足要求。

3)水泥浆制备应连续,避免轻质土浇筑过程中,出现局部消泡、初凝现象,影响整体施工质量。

4)水泥浆在现场应进行进一步搅拌,以保证其均匀,无沉积,同时应在出料口设置过滤网,防止较大颗粒材料堵塞泵管。

5)施工过程中,应对每车水泥浆进行重度检测,确保水泥浆质量稳定。

3.2.4 轻质土生成

轻质土是将气泡加压与水泥浆混合而成,施工过程中,每次启动机器后,需对生产参数进行调整,以保证轻质土的湿密度与流量满足设计要求。

3.2.5 现场浇筑

1)泡沫轻质土单层浇筑厚度,应控制在0.5 m～1.0 m范围。

2)分区模板安装要牢固,浇筑区间应采用塑料布进行密封,防止轻质土沿缝隙渗流。

3)泡沫轻质土单个浇筑区、浇筑层的浇筑时间应控制在水泥浆初凝时间内,上层浇筑层仅当下层浇筑层终凝后方可浇筑施工。

4)应尽可能沿浇筑区长轴方向自一端向另一端浇筑,如采用一条以上浇筑管浇筑,则可并排从一端开始浇筑,或采用对角浇筑方式。

5)浇筑过程中,需要移动浇筑管时,应沿浇筑管放置的方向前后移动,而不宜左右移动浇筑管,如确实需要左右移动浇筑管时,则应将浇筑管尽可能提出当前已浇筑轻质土表面后再移动。

6)进行扫平表面时,应尽量使浇筑口保持水平,并使浇筑口离当前浇筑轻质土表面尽可能低。

7)尽量减少在已浇筑尚未固化的轻质土中来回走动。

3.2.6 成品保护

1)当遇大雨、暴雨或持续时间较长的小雨天气时,未固化的泡沫轻质土表面应采取遮雨措施,防止雨水消泡。

2)泡沫轻质土浇筑硬化成型后,在未达到设计强度前,不宜直接进入使用状态。

3)泡沫轻质土浇筑至设计标高后,宜在表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护。

4 质量控制

为确保泡沫轻质土工程质量符合设计要求及有关规范的规定,实行以过程为主,工后检测为辅的方针,从人员、设备、材料、施工前的准备、工程施工过程等方面对工程质量进行预控。

4.1 人员控制

1)实行岗位责任制,做到定机、定人、定岗、定责。每处施工现场确定一名项目负责人,制定详细的操作手、自检人员岗位责任制。

2)凡参加泡沫轻质土施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范,明确岗位责任,做到未经培训不得上岗。

4.2 设备控制

1)设备性能状态良好,配备有足够的易损件。

2)配备先进的自动计量工具,确保配合比准确。

4.3 材料控制

施工中的水泥应经自检合格后方可进场,进场后的水泥应按批报检,抽检合格后方可投入使用,若采用商品水泥浆,则到场后按要求检测水泥浆比重,确保质量。

4.4 过程质量控制

1)施工场地应平整,不得有积水。

2)根据施工工艺制定各项技术参数、施工要点,现场严格控制轻质土的流值及湿密度。

3)施工中,应及时、认真地填写原始资料,若埋设检测仪器,应采取措施保护仪器不被破坏,观测数据应连续、准确。

4.5 施工质量检验

施工质量检验指标为湿密度、流值和抗压强度,检测频率和检测依据执行现浇泡沫土技术规程。

5 环保措施

1)在城市施工,水泥浆应尽量在搅拌站进行制备,防止在现场制备时污染环境。若必须在现场制备,应安装储灰罐,建立拌合站,采用散装集料。

2)作业现场保持清洁整齐,水泥浆在储灰罐中集中拌制,施工过程中要经常检查管道的损坏状况,避免漏浆;施工完毕后不可随意排放多余泥浆。建筑垃圾不乱堆、乱放,存放到指定的地点,做到垃圾日产日清。

3)若采用袋装水泥现场搅拌,对现场水泥应进行集中堆放,运输和卸运时防止遗撒尘扬。

6 效益分析

采用现浇泡沫轻质土可以降低桥头引路施工综合成本,缩短引道施工周期,避免桥头路基沉降,特别是在天津市市政工程中的运用,可以减少施工对城市的污染,该技术为天津地区首次使用,树立了我公司在天津地区的良好形象。

1)加快了施工工期,若采用水泥搅拌桩复合路基结构形式,施工周期大约为3个月,而采用现浇泡沫轻质土,施工周期仅为10 d。

2)降低了综合成本,采用水泥搅拌桩复合路基结构形式,施工总成本约为179万元,而采用现浇泡沫轻质土,施工总成本为120万元,节约59万元,若优化挡土墙及台背设计后,成本会进一步降低。

3)质量稳定,采用泡沫轻质土后,路基无沉降,避免了桥头跳车现象,也无渗水现象,提高了耐久性。

4)对环境影响小,现浇泡沫轻质土采用商品水泥浆,现场加气泡后进行浇筑,避免了水泥浆现场搅拌与灰土拌合、摊铺及碾压,对现场施工环境造成的影响降到了最低。

5)通过现浇泡沫轻质土在本工程中的成功应用,并通过天津市各科研、设计及施工单位的观摩和学习,进一步推广了这种新材料、新工艺在后续设计、施工中的应用。

7 结语

对天津大道工程双港高架特大桥主线0号桥台采用现浇泡沫轻质土处理后,大大加快了施工进度,降低了工后沉降,同时通过对比下坡道6号桥台台背复合地基处理、上坡道0号台石灰粉煤灰二灰处理,分析沉降观测和土压力测试数据,更好地验证了现浇泡沫轻质土在道路软基换填处理中的优势,良好的质量保证、便捷的施工方法、快速的施工进度、扩大的综合效益,在未来的工程建设中,具有很高的市场前景和推广价值。

参考文献

[1]CECS 249∶2008,现浇泡沫轻质土技术规程[S].

泡沫轻质土技术综述 第2篇

关键词：泡沫轻质土,应用,原理

近年来, 我国公路桥梁建设蓬勃发展, 取得了巨大成就。我国南方地区软土地基分布广泛, 路基沉降导致的桥头跳车成为常见的工程病害之一。针对桥头跳车问题, 国内进行了很多研究并应用, 效果仍不理想。按照日本泡沫轻质土使用经验, 利用泡沫轻质土作为填土材料进行桥头路基处理, 成为了缓解桥头跳车现象的新思路。本文结合泡沫轻质土技术及国内外现状, 对泡沫轻质土控制沉降的基本原理进行了初步介绍, 以期推广泡沫轻质土新材料和新工艺在国内的应用。

1 泡沫轻质土特性

泡沫轻质土是一种新型的工程科技材料, 根据中国工程建设标准化协会发布的CECS 249∶2008现浇泡沫轻质土技术规程的定义, 是“用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫, 与必须组分水泥基胶凝材料、水及可选组分集料、掺合料、外加剂按照一定的比例混合搅拌 (见图1, 图2) , 并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料”, 主要用于路基填方, 软基处理, 桥头处理, 公路扩幅, 桥台背填筑应用等方面。

类似材料有日本的“气泡轻量土”, 国内的“泡沫混凝土”等。我国国内对于类似材料普遍称之为泡沫混凝土。就硬化成型的过程而言, 泡沫轻质土与其余类似材料并无本质区别。称为泡沫轻质土, 一方面是国内“泡沫混凝土”中“泡沫”一词的普遍叫法, 另一方面, 泡沫轻质土的原材料 (如集料及掺合料) 可用范围更广泛, 力学性能介于土与混凝土之间, 使用功能侧重于替代常规填土或砂用于填充, 而不是作为混凝土来使用。

泡沫轻质土的特性:

1) 轻质性。这是其最显著的特性, 与几种类似材料相比, 其容重相对要低 (见表1) 。浇筑后可实现固化直立, 对桥台的水平力几乎为零。

k N/m3

2) 容重和强度可调节。根据工程应用性能需要, 调整成分比例, 即可得到不同容重和强度的泡沫轻质土, 容重一般在3 k N/m3~12 k N/m3之间调节, 无侧限抗压强度一般在0.3 MPa~5.0 MPa之间调节。

3) 施工方便。泡沫轻质土具有高流动性的特点, 可通过软管泵送, 施工占地空间小。当作为路基填土使用时, 在施工过程中无需振捣碾压, 无需进行特别的养生处理。

4) 良好的环保特性。泡沫轻质土属无机质材料, 是利用粉煤灰等工业废渣做原材料制成, 对环境均无污染作用, 有利于促进资源的再生利用;当用于道路扩建、山区陡峭路段时, 可有效避免高填高挖对环境的破坏, 有利于保护自然生态环境, 环保优势明显。

泡沫轻质土可用于高等级公路、地铁等基础设施建设, 降低高填方段、地铁隧道、地下连续通道等的回填荷载。从泡沫轻质土的特性可以看出, 这种新型材料的应用, 可以降低地基应力, 减小地基差异沉降, 吸收路面冲击能量, 从而有效解决软基路堤的桥头跳车、道路拓宽以及高寒地区路堤隔热保温等问题, 增大道路工程的稳定与安全系数。同时还可以降低工程造价, 减少维修费用, 提升社会效益。

2 泡沫轻质土在国内外的现状

泡沫轻质土作为一种新型的环保材料, 在国外已有几十年的应用历史。日本是在泡沫轻质土研发及应用上最先进的国家之一。日本开始将其大规模应用于替代填土是在二十世纪七八十年代, 1987年潢滨市在市内桥梁维修工程中首次将泡沫轻质土作为填充材料使用;次年作为填土材料使用。此后, 随着施工设备及技术标准的不断发展, 制定了相关的技术标准规范, 促进了其应用范围的不断扩大, 到目前, 泡沫轻质土在日本应用约为300多万立方米。

随着我国节能政策的推行, 建筑节能材料的研发和应用受到广泛重视。泡沫轻质土技术作为一种轻质、高强、节能、环保的新型技术顺应了这一发展要求, 我国于2001年从日本引进了该技术。在国内最早将这一技术应用于基础设施工程的是广州大学的陈忠平博士。技术引进后, 在广东、北京、河北等工程中进行了使用, 取得了良好的效果。2008年11月, 在陈忠平博士主导下, 以广州大学、华鑫博越国际土木建筑工程技术 (北京) 有限公司为主编, 完成了中国工程建设标准化协会标准CECS 249∶2008现浇泡沫轻质土技术规程。该技术规范的颁布实施, 对于促进泡沫轻质土技术在我国的大规模应用起到了重要作用。目前在包括北京奥运鸟巢、北京地铁奥运支线、京珠高速公路、汕头中山东路改造、广佛、佛开高速公路拓宽、河北沿海高速公路、广州亚运工程清河东路扩建改造等公路建设工程中得到了成功的应用, 累计应用约为30多万立方米。可以说, 泡沫轻质土在我国具有广阔的发展前景。

3 泡沫轻质土控制沉降的原理

泡沫轻质土对工后沉降的控制较常规工法更有优势, 显著降低基底应力, 有效控制工后沉降, 有效解决导致的桥头跳车问题。

3.1 沉降变形的本质及影响因素

沉降变形的本质:在附加应力的作用下, 超孔隙水压力不断消散、有效应力不断增长;同时, 随着超孔压的消散, 其中蕴含的自由水不断排出, 造成其体积压缩, 表现为发生沉降变形。

在这个过程中, 对工后沉降产生重要影响的有三个因素:1) 附加应力, 附加应力越大, 总沉降越大;2) 固加度, 表现为当前时刻已完成沉降占总沉降的比例;3) 工后沉降, 通常是路段施工中重点控制的指标, 尽可能降低工后沉降, 确保公路正常使用, 并减少后期维修费用。可以看出, 控制工后沉降主要通过提高固结度和降低软土层的附加应力来实现。

3.2 泡沫轻质土应用于控制工后沉降

泡沫轻质土用于路基填筑 (传统的填料有粉煤灰路堤、EPS路堤等) 时, 其控制工后沉降的原理在于直接降低路堤荷载和软土层的附加应力。在旧路改造时, 如填筑厚度适当向原地面以下延伸, 可使软土层的附加应力小于有效应力, 软土层处于超固结状态, 从而确保工后沉降为零 (见图3) 。以汕头市中山东路旧路改造工程为例, 在该工程中, 采用泡沫轻质土技术对全线路堤桥台两侧沿路线50 m范围的路基进行了换填处理, 换填厚度向原地面以下延伸了1 m, 确保改造后的台背地基土处于超固结状态, 避免了工后沉降, 在该范围内没有进行任何软土路基处理, 并取消了常规的桥头搭板。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中关于工后沉降的规定, 路面设计使用年限内残余沉降 (简称工后沉降) 应满足表2要求。

m

泡沫轻质土用于软基路桥过渡段时, 主要是工后沉降要满足规范要求, 设计泡沫轻质土合理的换填厚度及范围的问题 (见图4) 。根据国内相关研究成果, 路桥过渡段差异沉降控制标准如表3所示。

4 结语

大力推广和使用泡沫轻质土, 可以很好地降低道桥工程施工成本, 减少施工对城市的污染, 缩短施工周期, 解决路基沉降, 可有效地解决桥头跳车问题, 在未来的工程建设中, 具有很高的市场前景和推广价值。

参考文献

谈泡沫轻质土在工程中的应用 第3篇

关键词：泡沫轻质土,轻质材料,绝热材料

泡沫轻质土英文名称:Foamed Cement。是通过发泡机用机械方式将发泡剂充分发泡, 并将水泥浆与泡沫充分均匀的混合, 然后通过发泡机的泵送进行模具成型或现浇施工, 经过养护所形成的含有大量封闭气泡孔的轻质材料。泡沫轻质土的主要特点是在混凝土内部形成大量封闭的泡沫孔, 从而使混凝土具有轻质性和隔热性, 属于泡状绝热材料。

1 泡沫轻质土特点

1) 整体性:不需要预留透气管和界隔缝, 可现场浇筑施工, 与主体结构结合紧密;2) 轻质性:干密度约为299 kg/m3~1 599 kg/m3, 比普通水泥混凝土轻4/5~7/8, 极大的减轻了建筑物整体荷载;3) 抗压性:抗压强度约为0.5 MPa~26.0 MPa;4) 低弹减震性:较低的弹性模量是泡沫轻质土特性之一, 因此具有良好的吸收和分散冲击载荷的作用;5) 耐久性:属水泥类材料, 与高分子材料相比, 其耐久性、耐热及抗油污能力强;6) 耐水性:良好的整体性和相对独立的封闭气泡, 让其具备较好的防水性能;7) 环保性:泡沫轻质土所需要的起泡剂不含有害物质, 不会污染环境;8) 工期短:自动化作业程度高, 可远距离输送, 工作量可达300 m3/工作日;9) 经济性:综合造价低。

2 应用范围

应用于公路工程上Foamed Cement, 抗压强度应不小于0.3 MPa。

泡沫混凝土构造要求与工程应用环境密切相关, 针对不同的使用功能, 其构造要求各有差别。泡沫混凝土在公路行业的应用大致可分为新建路堤工程、路堤拓宽工程、地质灾害与工程病害处治工程等三类, 具体技术特性见表1。

施工工艺流程见图1。

3 养护

1) 泡沫混凝土浇筑硬化成型后, 在强度未达到设计强度前, 不能直接进入使用状态, 禁止直接在填筑体表面进行机械或车辆作业;2) 除填充工程外, 泡沫混凝土每层浇筑完毕硬化后浇筑上层前, 应对填筑体顶层表面覆盖塑料薄膜或土工布进行保湿养生, 浇筑至设计标高后, 养生时间不少于3 d;3) 路面施工必须在顶层泡沫混凝土养护7 d以后进行。

参考文献

[1]公路泡沫混凝土设计与施工技术指南[Z].

现浇泡沫轻质土 第4篇

将泡沫轻质土施工技术应用到路基扩建工程中很有必要性, 其中对施工区段进行划分、对路基进行削坡处理、选择质量优良的拌合设备都是最为重要的技术。在现实工程中, 需要对公路进行扩宽, 采用泡沫轻质土材料填筑, 轻质土下层的地基用水泥搅拌桩进行加固, 路基拼接施工前需要对原路基进行两次削坡, 将边坡上的植被和软弱土进行削除, 并开挖台阶。具体的技术指标见表1 表2。泡沫轻质土作为一种施工材料, 具有一定的物理属性, 其成分主要有两种, 第一是水泥基胶凝材料, 第二种是水, 具有广泛的使用范围, 但是我国对这一技术的使用还不长, 有很多细节方面并没有引起重视, 所以要加强施工质量控制。

1 施工准备阶段

第一, 要对施工区段进行划分, 在划分的过程中, 一定要确保路基顶部的高程要相同, 为了保证施工区段划分更具有科学性, 要划分前要对施工方案进行参考, 根据路基工程的总体特点进行划分, 当施工区段较大时, 在划分时要注意, 当路基削坡和开挖工作完成之后, 能够迅速的完成浇筑工作, 防止因为路基稳定性能下降导致水土流失, 第二, 在对原有路基进行削坡开挖处理的工作中要注意。一方面, 要注意使用正确的开挖顺序, 顺序不当容易导致路基滑坡。顺序一般为, 当呈竖向方向时, 要对路堤从高到低的顺序进行挖掘, 如果横向方向时, 要先挖坡肩, 再挖坡脚。当轻质土路基的浇筑高度已经符合要求后, 要超过设计高度的一半以上才能进行开挖工作。另一方面, 对削坡宽度及高程问题进行控制, 削坡宽度要高于设计值, 高程要低于需要扩建的地面高度。第三, 对浇筑区层进行划分, 划分要参考设计区段, 保证高程能够衔接平顺, 厚度要做好控制, 保持在5 分米左右。第四, 对拌合设备的选择上, 发泡剂、浆料等进行一定比例的混合后要加入到质量较高的拌合设备当中, 高质量的拌合设备能够保证发泡率和泡沫密度, 对浆液和泡沫流量进行控制就需要轻质土拌合设备有良好的计量功能。

2 施工阶段质量控制

第一, 要对浆液进行制备, 为了保证书施工质量, 对泡沫轻质土水泥浆的拌合制作与泡沫轻质土的拌合制作一定要有效的进行划分, 不能同时进行, 在水泥浆在初期凝固时间内, 为了保证泡沫轻质土的浇筑能够顺利完成, 应该在施工现场设置专用的搅拌站对水泥浆进行现场搅拌。若采取搅拌站集中拌制, 就需要采用砼搅拌运输车对水泥浆进行有效供应, 对运输时间一定要做到有效的控制。泡沫轻质土的制作设备一定要在质量和功能上进行保证, 要含有基本的原材料自动化计量功能, 在对泡沫轻质土进行搅拌的时候, 对水泥浆、发泡剂流量一定要做好调节。在制作成型的工序中, 一定要确保制作的成分要充分均匀, 水泥浆与泡沫轻质土的功效一定要确保, 在出料装置中的停止时间不能超过两小时。第二, 是浇筑施工, 如果是采用上下层浇筑方法, 施工时候的气温要超过15 度, 对浇筑的时间间隔要进行控制, 不能低于12 小时, 最短也要将浇筑时间控制在8 小时以上。如果是对单个浇筑层进行浇筑, 就应该将浇筑时间控制在两小时之内, 对于浇筑过程中出料口离地面的高度也要进行控制, 原则上不能超过一米, 当浇筑工作进行到一定高度的时候, 要将出料口保持在泡沫泥质土里面, 沿着浇筑区长轴的方向, 向另一端进行浇筑, 如果浇筑管的个数超过一条, 那么也可以采用同时浇筑的方法, 也可以采用对角浇筑的有效方式, 在浇筑过程中需要对浇筑管线进行移动, 移动应该保持前后方向移动, 不能左右方向移动, 如果需要左右移动, 可以在浇筑管拔出之后再行移动, 对于已经完成浇筑的路段要做适当的检查, 对路段的表面进行检查, 当表面存在着松散和空洞等现象, 可以进行补浇。第三, 顶部纵向台阶处理, 最好在施工前进行处理, 台阶的坡度需要人工修整, 坡度保持在33% 到50% 之间。第四点, 对公路进行养护, 对浇筑后的路面用薄膜进行覆盖, 并注意洒水, 让温度保持5 度以上, 在养护7 天之后才可以开始下一步施工, 如果在14 天仍然难以达到使用标准, 需要重新施工。

3 工序的衔接及雨季施工

在对轻质土路基顶部结构进行施工时, 要保证强度在0.5Mpa, 要避免重物机械车辆在顶部通过, 应该应用一边推平, 一边卸料的方法进行碾压铺平。在雨季施工时一定要做好排水措施, 在养护阶段, 要采用薄膜覆盖、设置临时排水沟等措施, 防止在雨水天气, 路上积水携裹着泥浆对已经完成浇筑的泡沫轻质土路基造成污染破坏。

4 总结

采用泡沫轻质土路基扩建技术虽然具有一定的时效性, 但是我国采用这种技术的时间较短, 在技术上还存在着问题, 这就需要加强对该工程的施工质量进行控制, 按照正确的施工工序, 来对出现的质量问题进行一定的防治。

摘要：泡沫轻质土施工技术是路基扩建工程中最为常见的一种技术, 目前在我国普遍使用, 但是, 这种技术从日本引进之后, 我国所使用的时间还较短, 出现了大量的细节问题。本文以工程施工为出发点, 对该工艺的质量控制措施进行分析, 希望能为我国的泡沫轻质土施工技术的发展带来帮助。

关键词：路基扩建工程,泡沫轻质土,施工质量,控制

参考文献

[1]苏强.路基扩建工程中泡沫轻质土施工质量控制[J].公路, 2013 (09) :45-48.

[2]张艳红.路基扩建工程中泡沫轻质土施工质量控制[J].黑龙江科技信息, 2014 (29) :248.

[3]肖礼经.泡沫水泥轻质土在公路建设中的应用与研究[D].湖南大学, 2003.

[4]戴智敏.气泡混合轻质土的应用技术研究[D].中南大学, 2008.

现浇泡沫轻质土 第5篇

地铁作为方便快捷的交通工具, 是未来城市公共交通的发展趋势, 目前仅上海就有地铁近500公里。随着地铁网络化的建设, 市政工程在地铁保护区内修建难以避免, 如何让地铁保护区内的工程建设避免或减少对地铁的影响逐渐形成一个新的课题。本文根据相关工程的设计经验, 介绍了泡沫轻质土在地铁保护区工程中的应用。

2 地铁保护区规定及相关要求

根据《上海市轨道交通安全保护区暂行管理规定》, 轨道交通安全保护区范围如下:1) 地下车站与隧道外边线外侧50米内;2) 地面车站和高架车站以及线路轨道外边线外侧30米内;3) 出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧10内。地铁保护区内作业一般要求如下:1) 不得在轨道交通区间隧道附近及上方大量加卸载 (一般加卸载最大不超过20kpa) ;2) 轨道交通周边的外部活动与轨道交通既有结构外边线之间的水平投影净距应符合要求 (结构基础净距≥3m、基坑≥6m) ;3) 排水管道避免布设在地铁隧道正上方;4) 采用快速施工方案等。

3 泡沫轻质土简介

泡沫轻质土是“用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫, 与必须组分水泥基胶凝材料、水及可选组分集料、掺和料、外加剂按照一定的比例混合搅拌, 并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料”。泡沫轻质土的主要性能如下:1) 轻质性:根据不同的工程需要, 其重度可在4~12kN/m3的范围选择;2) 密度和强度的可调节性;3) 良好的施工性;4) 硬化后可自立, 可垂直填筑;5) 具有更好的耐久性;6) 良好的环保特性, 对环境无污染。目前泡沫轻质土在国内路基处理、道路拓建、地下空洞填充等方面得到广泛的应用。

4 作为减荷填料的应用实例

4.1 工程概况

上海市某新建住宅配套道路工程路线与地铁7号线重合, 拟建场地原地面标高约4.5m, 但住宅小区出入口标高为5.8~7.5m, 小区建设期间实施了地面堆土、绿化施工, 使地面标高普遍抬至8.0m以上, 堆土超载远大于隧道设计允许范围, 造成地铁隧道结构横向变形增加明显。随后为保证地铁安全进行了挖土卸载的应急抢险施工, 将场地标高恢复至4.5m。道路纵断面设计时为小区出入口衔接, 局部道路标高需要抬高至8.0m左右。

4.2 方案比选

初步方案在采用轻质填料换填方案和桥梁结构跨越的方案进行比选。由于采用结构跨越需在两条隧道间设桩, 实施风险和难度以及工程造价均较大, 因此推荐采用轻质材料换填方案。

进一步在粉煤灰、EPS和泡沫轻质土三种轻质材料中比选。粉煤灰压实干重度为10.7～11.0kN/m3, 为平衡上覆荷载, 最大需要超挖6m左右。超挖引起的工程量大, 且对周边构筑物产生一定的影响, 同时施工中存在一定的污染, 因此, 本工程中不推荐粉煤灰做为换填材料。由于EPS需考虑抗浮设计, 且地下管线敷设施工相对复杂, 特别运营期若需管线维护和翻修, 需对EPS块体进行竖向切割后进行管线施工, 施工完毕后使用EPS材料进行回填, 维护成本较大。泡沫轻质土施工工艺简单, 施工工期较短, 且地下管线施工及维护简便, 工程造价亦相对EPS低。因此最终选用泡沫轻质土做为轻质材料换填。

4.3 换填深度计算

换填深度的设计原则为换填后不增加附加应力, 通过计算, 采用泡沫轻质土进行换填时, 其平均超挖深度为1.7m即可平衡上覆荷载。

4.4 技术指标与施工工艺

(1) 泡沫标准密度:50kg/m3; (2) 发泡倍率:不低于1200; (3) 消泡试验泡沫轻质土湿密度增加率:不超过10%; (4) 施工配合比筛选, 应进行湿密度、流值及消泡试验。

由于合流管的管位处于换填泡沫轻质土路基的底部, 因此, 对于泡沫轻质土中合流管的施工方案如下: (1) 道路范围内逐段挖土至标高约2.3m; (2) 浇筑20cmC30水泥混凝土垫层; (3) 按管道设计标高及位置布置排水管和检查井; (4) 浇筑泡沫轻质土; (5) 铺设0.5mm厚HDPE防渗土工膜; (6) 待泡沫轻质土全线施工完毕后再进行车行道路面结构施工。

5 桥梁结构减跨的应用实例

5.1 工程概况

某市政道路工程与地铁14号线重合, 跨越河道等级为7级航道, 新建桥梁梁底控制标高不低于吴淞基面6.5m, 通航净宽应大于22.0m。河道两侧地基土中有厚度约22m的淤泥质粘土和粉质粘土层。

5.2 总体方案

若按照常规桥梁设计, 控制桥后填土高度3.0m, 则桥梁跨径需布设为2×20+30+38+30+2×20=178m。由于地铁结构的控制, 如果硬性布置桥跨, 桥梁结构必须采用大量异形结构或大跨径桥梁。最终经过多方案比选, 推荐桥梁采用三跨30+38+30现浇预应力混凝土连续箱梁结构。在桥后最大填土高度为5.0m的情况下, 采用合理的路基处理方案使桥台与道路衔接处工后沉降小于≤0.1m。

由于采用水泥搅拌桩等复合地基处理均会对地铁结构产生较大的影响, 因此适用于本工程的路基处理方式为桥后路基采用轻质材料填筑。经过EPS与泡沫轻质土的深入比较, 认为在地下管线较多的情况下采用泡沫轻质土对地下管线的施工和维护更有利, 因此推荐采用泡沫轻质土做为桥后路基填筑材料, 同时结合粉煤灰过渡段, 具体方案处理图如图2:

5.3 换填深度及处理效果计算

根据计算, 若采用泡沫轻质土直接从原地面进行填筑, 工后沉降量为18.1cm, 不能满足本工程桥后填土沉降量的控制指标。但由于泡沫轻质土容重比土体轻, 可以通过向原地面以下换填来进一步减小桥后填土的荷载。拟建场地地基土第一层为填土, 厚度约为1.2m, 因此考虑将第一层1.2m杂填土挖除后再回填泡沫轻质土, 在此方案下, 桥后地铁结构上方新增荷载小于地铁要求的20kpa, 同时计算工后沉降量为8.5cm, 可以满足工后沉降量控制标准。

6 结论与建议

地铁保护区内工程建设应尽可能避免在地铁隧道附近及上方大量加卸载, 因此采用轻质材料泡沫轻质土是解决此类问题的直接有效的方法, 即可以作为填筑材料减少荷载, 减轻对地铁隧道的变形影响, 又可通过减少桥梁跨径来解决桥梁基础与地铁结构的冲突。

通过桥梁结构减跨的应用实例, 可以开拓泡沫轻质土应用的新思路:在软土地基地区, 桥梁布跨的原则一般是控制桥后填土高度为2.5~3.0m, 若采用泡沫轻质土来做为台背回填材料和桥后路基填筑材料, 则可以适当减少桥梁跨径布置, 并可以通过其自立特性优化桥台结构, 节约工程造价。

参考文献

[1]陈忠平.气泡混合轻质填土新技术.

现浇泡沫轻质土 第6篇

1 桥头跳车产生的原因分析

1.1 路桥基础结构差异导致不均匀沉降

桥梁建设基础非常稳固, 多采用钻孔灌注桩, 刚度比较大, 并且深入到土质硬度较高的持力层中, 所以产生的沉降量非常小。而与桥梁连接的道路部分, 由于处于河道边, 土质松软, 而且地下水位也比较高, 地基孔隙比大、含水率高、抗剪强度低、压缩性高、渗透系数小等, 在车辆荷载作用下, 强度显著降低, 天然结构易受到破坏, 更容易出现不均匀沉降, 导致桥头跳车问题的出现。

1.2 台背填料压缩

通常情况下, 粉煤灰、中粗砂、塘渣是台背填料的组成成分, 都属于渗透性材料, 具有较大的孔隙率, 加之受施工面影响较大, 无法完全消除颗粒间的孔隙。在车辆荷载作用及自重作用下, 台背填料逐渐压缩, 孔隙率缩小, 一定时期内出现沉降问题。

1.3 施工控制、工艺应用不当

由于桥梁台背及桥台的施工工艺不同, 且施工过程中质量控制标准也不同, 具有局限性, 这也是出现桥头跳车的原因。对桥台施工时主要采用拼装砌筑、分段浇筑的方法, 具有较好的整体性, 外界条件对其组装与形态影响较小。而台后填土施工工艺要求填料尽可能采用灰土、石渣、砂砾等, 并且分层填筑, 逐层夯实, 保证密实度符合标准, 但是施工中受桥台的影响较大, 压路机无法对台后高填土进行碾压, 或是碾压不到位, 加之施工控制不到位, 导致台后高填土自身发生压缩变形或对软基产生压缩变形, 促使路面发生沉降。

1.4 超载、养护管理不到位

超载对道路的破坏非常严重, 大量的超载对结构产生破坏力, 在轻微病害出现后, 如果不及时进行养护, 会加剧桥头跳车问题的出现。

2 泡沫轻质工程特性

(1) 轻质性。对于现浇泡沫轻质土而言, 其最主要的特征就是轻质性, 和常用的几种土建材料对比, 现浇泡沫轻质土的容重是最低的, 如表1所示。

(2) 容重及强度的可调节性。现浇泡沫轻质土的强度与容重在一定范围内能够自由进行调节, 可调整现浇泡沫轻质土的组成成分比例。在实际施工中, 现浇泡沫轻质土的容重通常在3~12k N/m3之间, 无侧限抗压强度在0.3~1.2MPa之间。用于道路回填料时, 其容重与无侧限抗压强度可取6k N/m3、0.8MPa, 其附加应力较小。

(3) 具有良好的施工性。由于该材料的流动性能较高, 采用软管泵送即可, 因为材料制作点与施工浇筑点是分开的, 因此在浇筑点占用的空间是非常小的, 所以适用于狭小空间的施工。按照泡沫轻质土的特点, 在桥头地基填筑中应用该材料, 属于轻路堤法, 该方法控制沉降的原理是降低附加应力;在旧路改造中应用, 可向原地面以下适当延伸换填厚度, 能够使软土层附加应力降低, 处于固结状态, 保证施工结束后沉降量趋近于0。

3 某改造工程案例

3.1 工程概况

某工程中有一座桥梁为三跨正交无梁板, 施工桥头地基处理设计采用水泥搅拌桩+二级搭板对地基进行处理。桥梁南侧接坡段填土高度2.31~3.23m, 北侧为3.09~3.49m, 搭板范围内沉降均比较小, 而北侧二级搭板已经受到破坏, 通车5年后, 南侧沉降量为0~0.59m, 北侧沉降量为0~0.90m, 对行车的舒适性与安全性带来严重影响, 交通安全隐患较大。

3.2 泡沫轻质土处理范围

改造方案中, 桥头地基处理设计采用泡沫轻质土+二级搭板。泡沫轻质土厚度1.91~1.88m, 将原有填土厚度降低了1.33m。为了对泡沫轻质土的处理效果进行验证, 在处理范围内设定1个沉降观测断面, 通过对该沉降观测板对断面沉降量进行观察。

3.3 泡沫轻质土沉降观测与分析

自采用泡沫轻质土施工日开始, 15d后施工完成, 之后35d对桥头段路面结构进行施工, 施工期间轻质泡沫沉降曲线如图1所示。改造施工完成竣工通车以后, 进行为期半年的桥头地基处理段泡沫轻质土沉降观测, 沉降曲线如图2所示。

从图1可知, 在施工过程中, 泡沫轻质土沉降量在1.9~2.2cm间, 主要出现在施工开始阶段, 主要是由于泡沫轻质土在浇筑期间处于流体状态, 在泡沫轻质土自重作用下出现沉降。随着其强度逐渐增加, 形成一个整体, 提高了分担荷载的能力, 沉降值在短时期内趋于稳定。从图2可知, 累计沉降量在1.2~1.4cm间, 在通车一个半月以内, 沉降量逐渐增大, 而一个半月后, 沉降趋于稳定。

4 结论

造成桥头跳车的原因是不均匀沉降, 而不均匀沉降出现的主要原因是路桥基础刚度不同, 差异过大及路基高填筑土附加应力作用造成沉降发生;同时台背填料、施工质量控制施工工艺等因素, 也会导致沉降发生。在桥头地基填筑中应用泡沫轻质土, 从施工过程、竣工通车后的沉降观测结果看, 泡沫轻质土沉降量主要发生在施工前期及通车前期两个阶段, 出现沉降的原因是由于泡沫轻质土自重及路面结构层动荷载下进一步压实造成;这两个时间段以后沉降非常稳定。从实际工程应用结果可知, 对于滨海地区高填方桥头软土地基处理采用泡沫轻质土非常适用。

摘要：近些年来, 随着公路桥梁建设工程的增多, 公路工程中桥头路基沉降造成的桥头跳车问题普遍存在。随着泡沫轻质土技术在土木工程领域内的应用, 对桥头跳车现象有效的进行了缓解。本文主要结合滨海地区软土地基特点, 对桥头跳车的原因及危害进行分析, 结合实际案例, 对泡沫轻质土在桥头软基处理中的应用进行分析。

关键词：软土地基,桥头跳车,泡沫轻质土,沉降

参考文献

[1]吴蔚, 齐甦.泡沫轻质土替换软土地基的对比应用研究[J].山西建筑, 2016 (04) :68~69.

[2]银彦鹏.泡沫水泥轻质土在软土路基处理中的应用[J].山西交通科技, 2016 (01) :7~9+16.

现浇泡沫轻质土 第7篇

关键词：泡沫轻质土,路基,技术指标,抗压强度

随着高速公路修筑里程的进一步增加, 国内高速公路、各种地方道路、市政道路旧路加宽工程也在逐年增加, 这些工程均存在与拓宽道路差异性沉降消除问题, 差异沉降一般应控制在3 cm~5 cm, 这对于常规的水泥搅拌桩、旋喷桩等深层处理桩是无能为力的, 而采用薄壁管桩、预制混凝土桩又存在造价较高的弊端。如果能寻求一种既能大大降低工程造价, 又能减轻路基填料重量, 强度较高、直立性较好的填筑材料, 将对软基处理效果的改善起到重要作用, 这也是国内外出现众多道路轻质填料的原因所在。

1 工程概况

昌九快速路改造一期工程 (黄家湖立交—长堎立交段) 道路长度约4.89 km, 北起黄家湖立交, 南至长堎立交。沿线相交道路主要有黄家湖路、世贸路、南斯友好路、怡园路、翠苑路、丽景路、会展路, 道路东西两侧分别为新建县及红谷滩核心区。本工程属于道路拓宽改造工程, 桥头路基填土高度在6 m左右, 若采用通常填筑材料, 会导致加宽路段与现状路段不均匀沉降, 无法保证路基填筑稳定。同时在保证现状道路通行的条件下, 采用这种沉降小、强度高、施工便易的轻质填料是非常必要的, 因此泡沫轻质土在本工程老路基改建箱涵、桥梁桥头路基处理得以应用。

2 泡沫轻质土技术在国内外的发展

二十世纪七八十年代, 日本将泡沫混凝土技术加以改进, 由原料土、水泥、水等材料和气泡按照一定的比例混合, 制成轻型现浇填土材料。该材料现浇施工时, 其流动性统一按牛顿流体控制, 此即泡沫轻质土。日本港湾研究所进一步研发泡沫轻质土, 是为了减轻护岸堤坝的侧面土压力, 其材料与原填土材料相较, 同等强度具有优越的轻质性。正是这种材料所具有的高强、低密特性, 在瑞典、法国迅速普及了对该种材料的研究, 取得了良好效果, 并广泛应用于路基处理工程中。国内近几年由广州大学教授陈忠平博士等人率先引进开发泡沫轻质土技术, 在北京奥运场馆周边道路工程、天津海滨大道、广州亚运村周边道路工程、天津津滨高速加宽、中央大道、轻纺城、临港产业园等工程中得到广泛应用。泡沫轻质土施工缩短了工期, 减少路基工后沉降, 提高路基稳定性。泡沫轻质土作为路基处理层, 使设计的路基处理无论从综合回弹模量、CBR试验还是回弹弯沉均有显著改善, 综合回弹模量提高80%~120%;弯沉降低70%~80%。同时, 泡沫轻质土处理软基替代水泥搅拌桩、旋喷桩、管桩处理, 造价分别降低30%, 101.1%, 12.4%, 具有显著的推广前景。

3 泡沫轻质土概述

泡沫轻质土 (foaming lightweight soil) 是一种轻质材料, 将发泡剂水溶液制备成泡沫, 按一定比例与水泥浆或水泥粉煤灰浆, 有需要时可添加外加剂, 充分的混合搅拌, 在进行了一系列物理化学作用之后硬化形成的 (见图1) 。

考虑掺加砂及粘土使得泡沫轻质土强度有所下降, 质量难以控制, 因此在以上定义中未涵盖添加砂和粘土的泡沫轻质土。实际上广义泡沫轻质土是指水泥 (固化材料) 、水与原料土按特定比例充分混合形成浆体, 让其与足够细小的稳定的气泡群经充分混合搅拌形成流体, 并最终凝固成型。利用泡沫轻质土的作用是通过减轻地基的附加应力, 减小软弱地基的破坏和沉降, 从根本上消除路堤与结构物之间、新旧路堤、填方路堤的工后沉降和差异沉降, 提高结构物的使用寿命。随着环保意识的提高, 减少水泥、石灰、碎石甚至土等材料的用量成为一种趋势, 泡沫轻质土掺加50%~70%以上的泡沫替代这些材料, 也必将成为环境与岩土工程的新型技术。

4 泡沫轻质土工程应用

4.1 工程地质条件

本工程沿线路基地质条件为:地层岩性上部为[1]素填土、[2]粉质粘土, (8) 1强风化砂砾岩可作为路基持力层;[3]细砂、 (5) 粗砂、 (6) 砂砾及 (8) 2中风化砂砾岩承载力较高, 工程特征好, 为良好的路基下卧层。表层耕植土、塘泥为不良的软弱层, 建议进行换填。在昌九快速路老路基改建箱涵及桥梁两侧路基, 对既有路基进行反开槽, 以满足箱涵及桥台施工作业面, 待结构达到设计强度后, 桥头 (或箱形通道两侧) 路基采用泡沫轻质土回填, 以避免台后填料不便压实、路基失稳的问题 (见图2) 。

4.2 主要技术指标

1) 施工湿密度及强度见表1, 表2。

2) 发泡剂应满足表3要求。

3) 湿密度 (消泡试验泡沫轻质土) 增加率不超过10%、标准沉陷距不超过5 mm。

4) HDPE防渗土工膜技术指标如表4所示。

5) 金属网采用Φ1 mm~2 mm@5 cm×5 cm或Φ3 mm~4 mm@10 cm×10 cm镀锌铁丝网即可。

4.3 施工配合比试配试验

1) 原材料进行抽样检查, 检验合格之后进行配合比试验。2) 进行消泡试验, 仅当标准沉陷距和湿密度增加率满足要求, 才能进行抗压强度试验。3) 抗压强度试验方法 (采用10 cm×10 cm×10 cm立方体试块) 同普通混凝土强度试验方法, 但要求压力机采用小量程砂浆压力机, 而且强度结果不做尺寸折减。4) 施工配合比强度试验以6块试块为一组, 共做2组配合比, 分别测定路床和路堤部位7 d龄期强度。当7 d龄期抗压强度不小于0.5倍设计强度时, 该配合比可作为施工配合比采用。

4.4 泡沫轻质土浇筑施工要点

泡沫轻质土施工流程见图3。

1) 基底开挖之后, 应分层碾压夯实, 压实度不低于80%之后, 才可进行泡沫轻质土的浇筑。2) 泡沫轻质土单层浇筑厚度按0.5 m控制;当施工期气温不低于15℃, 同一区段上下相邻浇筑层, 最短浇筑间隔时间可按8 h~12 h控制;不满足要求时, 浇筑间隔时间应不低于2 d。3) 浇筑过程中, 当需要移动浇筑管时, 应沿浇筑管放置的方向前后移动, 而不宜左右移动浇筑管。4) 扫平表面应使浇筑口保持水平, 并使浇筑口离轻质土表面尽可能低。5) 对于路床部位的泡沫轻质土, 每层浇筑完毕后应采用塑料薄膜进行覆盖保湿养护;最后一层浇筑完后, 养护龄期不大于7 d。6) 土工织物、防渗土工膜应符合国家相关规范的要求, 若进场出具出厂合格证, 可不做进场检验。7) 泡沫轻质土路基施工完毕后, 需进行养护, 等强度不小于0.4 MPa之后方可进行路面结构层的铺筑。施工中的泡沫轻质土见图4。

5 结语

泡沫轻质土所具有的优良性能在本工程较为突出, 首先泡沫轻质土质量轻, 干体积密度为5 k N/m3~15 k N/m3, 相当于普通填土的1/5~3/5, 可减轻高填土填料的整体荷载, 大大减小了路基上的附加荷载;其次, 泡沫轻质土强度高, 整体性好, 泡沫轻质土无侧限抗压强度为0.5 MPa~1.6 MPa, 这种填料承受荷载能力较填土大大提高, 且较好的整体性使其本身压缩沉降大大减小;最后, 泡沫轻质土可现场浇筑施工, 施工速度快, 施工质量更容易控制, 这对本工程工期紧、填土高度高, 加宽易引起不均匀沉降的特点尤为适合。

参考文献

[1]苏强.路基扩建工程中泡沫轻质土施工质量控制[J].公路, 2013 (9) :65-66.

[2]盛斌.泡沫轻质土在高等级公路特殊路段的应用[J].公路与汽运, 2014 (4) :138-139.