1、引言
近幾年,隨著我國公路建設(shè)跨越式發(fā)展,針對(duì)公路軟土路基的處理方法也較多,而各個(gè)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(diǎn)。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(cuò)臺(tái),造成橋頭跳車的現(xiàn)象發(fā)生。而在橋梁臺(tái)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(tái)受力狀態(tài)。
在浙江省,氣泡混合輕質(zhì)土用于公路項(xiàng)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(xiàng)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(gè)難點(diǎn),因?yàn)?,在所有的臺(tái)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(gè)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(xiàng)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(tái)州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)濱海工業(yè)區(qū)啟動(dòng)區(qū)塊東二路項(xiàng)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(yàn)段,換填長度20m,換填寬度56.75m,換填厚度約3m,兩個(gè)橋頭換填工程量約6800m3。
浙江臺(tái)州市為沿海地區(qū),試驗(yàn)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?yàn)閮?nèi)部有氣泡,吸水時(shí)其濕潤度密度便會(huì)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R话阍跉馀莼旌陷p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(duì)地基、邊坡進(jìn)行整平、夯實(shí)加固。并要求填土應(yīng)具有穩(wěn)定的邊坡(根據(jù)設(shè)計(jì)要求)以減少既有填土對(duì)其產(chǎn)生土壓力。
?、?安裝面板
根據(jù)設(shè)計(jì)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(shí)錯(cuò)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(shí)要嚴(yán)格控制尺寸,以免給安裝帶來困難。對(duì)于邊部和頂部存在一些異型板,施工時(shí)需注意根據(jù)實(shí)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(shí),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
⑴ 施工工藝流程
氣泡混合輕質(zhì)土施工工藝框圖
?、?氣泡混合輕質(zhì)土拌和
配合比要通過試驗(yàn)進(jìn)行選擇,試驗(yàn)工作要提前進(jìn)行,以保證施工時(shí)能提供設(shè)計(jì)所需要的配合比。必要時(shí)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(shí)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(jí)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(dú)立細(xì)微的特點(diǎn),也具有分散性。因此施工過程中要避免過度振動(dòng)。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(huì)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(huì)壓縮氣泡和消泡。因此,填筑后的氣泡混合輕質(zhì)土有時(shí)會(huì)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(gè)填筑體水平分層進(jìn)行澆筑,每層澆筑的間隔時(shí)間至少24小時(shí)。
⑸ 養(yǎng)生保護(hù)
填筑氣泡混合輕質(zhì)土?xí)r,要對(duì)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(huì)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。
?、?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(yàn)采用氣泡混合輕質(zhì)土的效果,對(duì)七四橋橋臺(tái)和臺(tái)后路基進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。
最后經(jīng)過觀測(cè),橋臺(tái)和臺(tái)后路基比較穩(wěn)定,同時(shí)與
其它幾座橋的橋臺(tái)背采用砂礫回填的進(jìn)行了比較,臺(tái)后路基的沉降比常規(guī)的砂礫回填路基沉降小,橋臺(tái)和臺(tái)后路基都比較穩(wěn)定。輕質(zhì)土對(duì)橋臺(tái)的土壓力基本保持一個(gè)大致不變的狀態(tài),土壓力并不是隨橋臺(tái)墻面深度而有較明顯的增加。隨著時(shí)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(duì)橋臺(tái)產(chǎn)生側(cè)壓力。
這表明臺(tái)州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)濱海工業(yè)區(qū)啟動(dòng)區(qū)塊東二路項(xiàng)目工程的七-4橋東橋頭路基氣泡混合輕質(zhì)土試驗(yàn)段的施工是成功的,為在全臺(tái)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
?、?實(shí)踐證明,氣泡混合輕質(zhì)土在橋臺(tái)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(tái)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(dòng)性,輸送距離遠(yuǎn),不干擾交通,無需振搗、壓實(shí)等施工特點(diǎn),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(tái)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(yùn)用前景。