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文檔簡介
1、泡沫輕質(zhì)土直立式路堤施工工法及應用,讓世界更暢通,中交第三公路工程局有限公司 牛浩 2015年3月,1.工法產(chǎn)生背景 1.1工程背景,我國的高速公路起步較晚,近年來社會經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展,高速公路交通量迅速增加,早期修建的部分高速公路已經(jīng)達到或者超過了設(shè)計通行能力。高速公路改擴建,將成為未來十多年高速公路建設(shè)事業(yè)新的熱點。我國土地資源相對匱乏,道路附近建筑物密集,拆遷難度大、成本高。,在這種背景下,開展高速公路拓寬技術(shù)研究,利用新型填料進行路基拓寬,保證高速公路車輛的交通安全和舒適行駛,對于提高高速公路的社會效益,降低已建高速公路的養(yǎng)護維修費用,改善待建高速公路的質(zhì)量都具有十分重要的意義。,1.
2、2技術(shù)背景,本工法泡沫輕質(zhì)土具有輕質(zhì)性,強度高(無側(cè)限抗壓強度可在0.35MPa范圍內(nèi)調(diào)整),具有固化后直立性好,流動性好,無需振搗、壓實,工期短,干擾小,便于施工等優(yōu)點??捎行p少地基的附加應力,與老路同步協(xié)調(diào)沉降,抑制不均勻沉降。利用泡沫輕質(zhì)土的自立性,采用掛板直立式泡沫輕質(zhì)土路堤,可以減少因道路放坡占地,有效減少拆遷工程,降低征地拆遷成本。,1.3技術(shù)水平,本工法關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)了性能良好的泡沫輕質(zhì)土;明確了泡沫輕質(zhì)土的物理、力學、路用特性及其影響因素;揭示了泡沫輕質(zhì)土直立式路堤的沉降變形規(guī)律和側(cè)向土壓力分布特征;提出了泡沫輕質(zhì)土直立式路堤的適用條件、結(jié)構(gòu)型式等設(shè)計技術(shù);提出了泡沫輕質(zhì)土直立
3、式路堤填筑的設(shè)備要求、環(huán)境條件、澆筑工藝、質(zhì)量檢測等成套施工技術(shù);經(jīng)專家鑒定,該項目總體達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。,2.工法特點 2.1質(zhì)量、安全方面,相比較水泥攪拌樁等處理軟弱地基的方法,泡沫輕質(zhì)土的澆注不是隱蔽施工,其質(zhì)量更加可控。 泡沫輕質(zhì)土施工過程簡便、安全,隱患少、風險小。,2.2工期、進度方面,泡沫輕質(zhì)土采用高壓軟管泵送施工,自流平,自密實,無需機械碾壓和振搗,施工便捷高效,進度快,工期短,效益明顯。,2.3節(jié)約成本、經(jīng)濟效益方面,本工法可以減少因道路放坡占地,降低征地拆遷成本。泡沫輕質(zhì)土單方價格是普通土的3-5倍,但綜合考慮軟弱土基處理,與排水預壓、水泥攪拌樁、預應力管樁等軟基處理方法相
4、比,泡沫輕質(zhì)土拓寬拼接路堤施工工法可節(jié)省工程造價約200-300元/。,3.工藝原理,泡沫輕質(zhì)土是容重只有普通填土的1/3-1/2,具有密度與強度可調(diào)、良好的可施工性、耐久性、環(huán)保性等諸多路用優(yōu)良特性。,軟基路段換填輕質(zhì)土的本質(zhì)意義在于降低軟土層的附加應力,使其孔隙比穩(wěn)定在回彈再壓縮曲線上,地基土層處于超固結(jié)狀態(tài),以此消除工后沉降。,泡沫輕質(zhì)土固化后具有自立性,可以減少因道路放坡占地,有效減少拆遷工程,降低征地拆遷成本。,4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與施工工藝操作要點,泡沫輕質(zhì)土的容重約為普通土的1/3-1/2,可大幅降低填土荷載,減少地基附加應力,有效控制路基工后沉降,避免縱向裂縫病害的產(chǎn)生;利用泡沫
5、輕質(zhì)土的自立性,采用掛板直立式泡沫輕質(zhì)土路堤,可以減少因道路放坡占地,有效減少拆遷工程,降低征地拆遷成本。 泡沫輕質(zhì)土采用高壓軟管泵送施工,自流平,自密實,無需機械碾壓和振搗,施工便捷高效,工期短,安全質(zhì)量可控,對環(huán)境無污染,社會效益好。,4.1關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點,新舊路基因不均勻沉降會出現(xiàn)縱向裂縫,利用泡沫輕質(zhì)土填筑路堤可以大幅降低填土荷載,減少地基附加應力,有效控制路基工后沉降,避免縱向裂縫病害的產(chǎn)生。 利用泡沫輕質(zhì)土的自立性,采用掛板直立式泡沫輕質(zhì)土路堤,可以減少因道路放坡占地,有效減少拆遷工程,降低征地拆遷成本。,4.2解決的技術(shù)難題,4.3施工工藝操作要點,(1) 施工區(qū)域劃分 施工前,
6、應結(jié)合設(shè)備生產(chǎn)能力、工期要求等對設(shè)計的澆筑體進行澆筑區(qū)和澆筑層的劃分,為澆筑施工做好相關(guān)規(guī)劃, (2) 路基開挖 按照設(shè)計圖紙進行路基開挖。 (3) 基底清理 清除澆筑區(qū)基底雜物,確?;谉o積水、無松軟土,基底土層應進行必要的碾壓處理,壓實度應不低于80%。 (4) 安裝臨時模板 根據(jù)澆筑區(qū)域的規(guī)劃安裝臨時模板,因為泡沫輕質(zhì)土流動性較好,所以要求臨時模板拼合緊密,防止漏漿。,(5) 泡沫生成 泡沫是由發(fā)泡劑稀釋后加壓縮空氣經(jīng)發(fā)泡機生成。在制泡前應先將發(fā)泡劑計量后加入水稀釋,制成水稀釋液,原始發(fā)泡液不可直接加入發(fā)泡機發(fā)泡。 (6) 水泥漿制備 水泥漿由拌合站集中供應,拌合站對水計量宜采用流量,而
7、不宜采用重量,以加快水泥漿制備時間。泡沫輕質(zhì)土對水泥漿中水泥強度無特別要求,但所用水泥必須先進行消泡試驗.水泥漿制備應連續(xù),避免輕質(zhì)土澆筑過程中,出現(xiàn)局部消泡、初凝現(xiàn)象,影響整體施工質(zhì)量。水泥漿在現(xiàn)場應進行進一步攪拌,以保證其均勻,無沉積,同時應在出料口設(shè)置過濾網(wǎng),防止較大顆粒材料堵塞泵管。,施工過程中,還應對每車水泥漿進行重度檢測,確保水泥漿質(zhì)量穩(wěn)定。 (7)泡沫輕質(zhì)土生成 泡沫輕質(zhì)土是將氣泡加壓與水泥漿混合而成,施工過程中,每次起動機器后,需對生產(chǎn)參數(shù)進行調(diào)整,以保證輕質(zhì)土的濕密度與流量滿足設(shè)計要求。 (8) 現(xiàn)場澆注 泡沫輕質(zhì)土單層澆注厚度,應控制在0.5m1.0m范圍。同一區(qū)段上下相鄰
8、澆注層,當施工期氣溫不低于15,最短澆注間隔時間可按8-12個小時控制,否則,澆注間隔時間應不低于2天;,分區(qū)模板安裝要牢固,澆注區(qū)間應采用塑料布進行密封,防止輕質(zhì)土沿縫隙滲流。 泡沫輕質(zhì)土單個澆注區(qū)、澆注層的澆注時間應控制在水泥漿初凝時間內(nèi),上層澆注層僅當下層澆注層終凝后方可澆注施工。 應盡可能沿澆注區(qū)長軸方向自一端向另一端澆注,如采用一條以上澆注管澆注,則可并排從一端開始澆注,或采用對角澆注方式。 澆注過程中,需要移動澆注管時,應沿澆注管放置的方向前后移動,而不宜左右移動澆注管,如確實需要左右移動澆注管時,則應將澆注管盡可能提出當前已澆注輕質(zhì)土表面后再移動。,進行掃平表面時,應盡量使?jié)沧⒖?/p>
9、保持水平,并使?jié)沧⒖陔x當前澆注輕質(zhì)土表面盡可能低。 盡量減少在已澆筑尚未固化的輕質(zhì)土中來回走動。 (9)成品保護 當遇大雨、暴雨或持續(xù)時間較長的小雨天氣時,未固化的泡沫輕質(zhì)土表面應采取遮雨措施,防止雨水消泡。 泡沫輕質(zhì)土澆筑硬化成型后,在強度未達到設(shè)計強度前,不宜直接進入使用狀態(tài)。 泡沫輕質(zhì)土澆筑至設(shè)計標高后,宜在表面覆蓋塑料薄膜進行保濕養(yǎng)護。對于路床部位的泡沫輕質(zhì)土,每層澆注完畢后應采用塑料薄膜進行覆蓋保濕養(yǎng)護。最后一層澆注完畢后,養(yǎng)護齡期不少于7天。, 泡沫輕質(zhì)土路基施工完畢后,僅當最后一層澆注層同條件養(yǎng)護強度0.4MPa方能進行路面結(jié)構(gòu)層施工。在路面結(jié)構(gòu)層施工時,應避免大型機械直接在輕質(zhì)
10、土頂部行走,應采取邊推平、邊卸料的前進方式進行攤鋪和碾壓。,5.工程應用情況,5.1唐津高速擴建工程第2合同段 唐津高速擴建工程第2合同段,原路為全封閉唐津高速公路,雙向四車道,路基寬度26m,設(shè)計行車速度120km/h。工程采用“原路兩側(cè)直接拼接方案”的方式擴建為雙向六車道。擴建后路基寬度為34.5m,設(shè)計行車速度120km/h。起始樁號K1045+941.277,終止樁號K1055+125.465,長度為9184.188米。該項目位于天津市塘沽區(qū)和寧河區(qū),屬于濱海沖積平原,地面高程5-7m。地質(zhì)條件復雜,沿線地層分布不穩(wěn)定,軟土地基、暗浜分布復雜,存在可液化土層,樁基持力層起伏大。,沿線軟
11、土呈軟塑-流塑狀,具有中高壓縮性,地基承載力低。地基土上部土層中的先期固結(jié)壓力pc值大于覆蓋壓力,土體處于超固結(jié)狀態(tài),超固結(jié)深度從7-20m不等。為了防止路基開裂,保證公路質(zhì)量,設(shè)計采用泡沫輕質(zhì)土路基方案。包括泡沫輕質(zhì)土全斷面臺階式填筑素土包邊、泡沫輕質(zhì)土臺階式拓寬拼接填筑素土包邊、泡沫輕質(zhì)土掛板直立式填筑。在施工完成后經(jīng)實測,其抗壓強度和路床頂面彎沉值均符合規(guī)范要求,效果良好。,5.2錢江通道及接線工程 該段為益農(nóng)互通立交及高架橋,互通區(qū)包括A、B、C、D、E五條匝道。互通區(qū)場地平坦,原狀貌為農(nóng)田,底層淺部為灰黃色粉土、粉砂,松散稍密,厚約17.5-21.5m,中部以灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、軟塑粉質(zhì)粘土為主,具層理,夾薄層粉土、粉砂。底部為粉砂、圓礫層,局部為中砂、砂礫,厚度較大。為了避免軟土地區(qū)填筑路基后因工后沉降過大,出現(xiàn)不均勻沉降導致路基開裂,設(shè)計采用泡沫輕質(zhì)土填筑路基方案。,包括泡沫輕質(zhì)土全斷面臺階式填筑素土包邊、泡沫輕質(zhì)土臺階式拓寬拼接填筑素土包邊、泡沫輕質(zhì)土掛板直立式填筑。施工完成后效果良好,有效控制了新舊路基的不均勻沉降。,6.社會經(jīng)濟效益,6.1直接經(jīng)濟效益 泡沫輕質(zhì)土單方價格是普通土的3-5倍,但綜合考慮軟弱土基處理,與排水預壓、水泥攪拌樁、預應力管樁等軟基處理方法相比,泡
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