泡沫混凝土换填技术及其对沉降的影响研究.pdf
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1、总651期2023年第21期(7月 下)0 引言当前,我国高速公路建设发展迅速,其中不少工程项目在软土地基上进行。对于软土地区高速公路建设中常出现的工程问题,如工后沉降量过大、不均匀沉降等,需要采取合理有效的软基处理方案来解决,以达到控制路基沉降的目的。近年来,工程中常采用泡沫混凝土路基,通过降低路堤的上覆荷载起到控制沉降速率以及不均匀沉降的目的1-2。由于路用泡沫混凝土具有优越的力学性能,在国内道路工程中已得到了广泛应用。在杭州东站泡沫混凝土换填处理项目中,通过处理方式比选、现场试验等表明泡沫混凝土可以解决工后沉降过大的问题3;在甬台温高速公路轻质泡沫混凝土的施工中,证明轻质泡沫混凝土解决了
2、软体地基沉降问题、减少桥头沉降4。彭子茂等5通过有限元模拟不同泡沫混凝土路堤置换形式下的地基压力和路堤沉降,发现路用泡沫混凝土对降低基底压力的分布具有较好作用,且随着置换厚度增大效果越突出。可见,泡沫混凝土在软土地区的使用有良好的适用性,合理使用泡沫混凝土可解决工程问题。1 工程概况某高速公路工程位于我国东部沿海地区,其线路区域软土分布广泛,软土厚度较深,物理力学特性复杂。工程设计采用预应力管桩、水泥搅拌桩和塑料排水板等多种方式处理软土地基,这些处理措施虽使部分线路达到沉降要求,但在之后的监测和路面建设过程中,因该地区软土深厚、施工质量控制较难等多种因素,多处区域出现沉降速率过大的情况,未能达
3、到高速公路沉降控制要求,工程进度受到阻碍。经专家论证,采用泡沫混凝土换填路堤进行处理,主线泡沫混凝土换填17.729 km,匝道换填7.116 km,换填总量约98.9万 m3。在设计过程中采用轻质泡沫混凝土置换宕渣路堤,起到降低荷载、控制沉降的目的。2 泡沫混凝土换填工艺研究采用泡沫混凝土换填技术的基本流程为:进行工程环境及设计条件调研,包括其设计填土高度、宽度,工程水文地质条件等;进行荷载分析,并进行材料配合比;设计泡沫混凝土置换路基的截面形状(厚度、长度)并按规范要求计算沉降使其满足沉降及稳定性要求;具体流程如图1所示。监测本工程断面预压期末沉降速率,发现多数断面出现沉降速率过大且不收敛
4、的情况。未能达到规范要求的等载预压路段预压期末连续两个月的月沉降速收稿日期:2022-11-02作者简介:阮映辉(1980),湖北黄冈人,高级工程师,从事公路工程建设管理相关工作。泡沫混凝土换填技术及其对沉降的影响研究阮映辉1,章泽远1,张嘉乐2,3,张体浪4(1.浙江台州市沿海高速公路有限公司,浙江 台州 318000;2.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏 南京210098;3.南通河海大学海洋与近海工程研究院,江苏 南通 226334;4.中建七局第二建筑有限公司,江苏 苏州 215000)摘要:为解决深厚软土地区公路工程建设过程中路堤荷载、交通荷载等原因产生过大工后沉降
5、问题,以某高速公路工程泡沫混凝土置换宕渣路基为例,分析工程中应用的泡沫混凝土换填设计方案及其施工工艺流程。实践表明,采用泡沫混凝土换填方案可以有效控制路堤沉降。关键词:泡沫混凝土;换填设计;施工工艺中图分类号:U416文献标识码:A图1 泡沫混凝土设计流程图38交通世界TRANSPOWORLD率桥头小于3 mm/月,一般路段小于5 mm/月。根据沉降速率对路堤进行换填,对断面沉降速率超出规范要求较多的断面,设计换填深度较深,最深换填深度为3m。典型换填断面换填设计见表1。表1 典型断面换填设计路段桩号K108+835K126+390K131+100路段类型过渡段桥头段一般路段预压期末沉降速率/
6、(mm/月)左路肩处10.66.143.19路中心处4.851.365.36右路肩处3.81.64.10泡沫混凝土换填处理换填厚度/m22.51桥头沉降尚未稳定的路段采用泡沫混凝土进行换填处理,换填的范围拟定75 m。若换填深度为1 m时,换填位置应从搭板位置开始,保证开挖边坡稳定性的前提,直立开挖;若换填深度大于1 m时,从搭板后缘进行路基开挖,搭板后3 m范围内开挖至30 cm厚级配碎石底面标高,并将泡沫混凝土顶面防渗土工布及30 cm厚级配碎石延伸至搭板后缘断面搭板后3 m外开始进行泡沫混凝土换填。对于箱涵、盖板涵路段,如果月沉降速率不高于5 mm路段,对箱涵、盖板涵两侧各10 m范围内
7、进行换填泡沫混凝土处理;若沉降速率大于5 mm,则结合涵洞所处路段具体特征,分别按桥头路段进行处理。泡沫混凝土置换路基施工流程可分为施工准备、材料制备、施工实施等部分,具体材料制备和施工工艺流程如下。2.1 材料制备根据每次施工需要泡沫混凝土的土方量,对发泡剂、水、水泥等原材料精确计量,将水泥和水混合搅拌形成水泥浆液,发泡剂用水稀释后在空气压缩机等发泡设备的作用下形成气泡群(可加入适量稳泡剂,减少形成气泡的消泡率),将气泡群与水泥浆液高速混合形成泡沫混凝土,泡沫混凝土在高压泵推动作用下,通过软管运输到待浇筑的置换路堤基槽。2.2 施工工艺流程施工工艺流程见图2。图2 施工工艺流程图2.2.1
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