气泡混合轻质土技术及应用
气泡混合轻质土在桥梁台背填筑中应用
气泡混合轻质土在桥梁台背填筑中的应用1、引言近几年,随着我国公路建设跨越式发展,针对公路软土路基的处理方法也较多,而各个地区又根据本地区的地质环境采取了不同的方法。
江南沿海地区水网发达,土层多为淤泥、淤泥质粘土等,具有含水量高、压缩性大、渗透系数小、强度低和厚度不均等特点。
传统的各种软基处理法只是单纯地从提高地基的承载力的角度上下工夫,而忽视了减轻填土荷载的研究,特别是结构物和路基衔接地段,由于不均匀沉降,易产生错台,造成桥头跳车的现象发生。
而在桥梁台背后采用气泡混合轻质土填筑,由于其材质轻,强度高,填筑可以减轻路基自重,有效降低地基附加应力,大大减少整体沉降与差异沉降,并且可以利用其固化后自立性,有效减小土压力,改善桥台受力状态。
在浙江省,气泡混合轻质土用于公路项目路基的处理工作目前较为普遍,而将气泡混合轻质土用于市政道路路基处理项目较少。
怎样将公路软土路基的气泡混合轻质土处理工艺引入到市政道路的软土路基上来是一个难点,因为,在所有的台州市市政道路的路基处理中没有使用过这一新工艺和新材料的先例。
下面结合笔者具体参与的一个案例进行有关气泡混合轻质土施工方面的说明。
2、气泡混合轻质土的具体应用2.1、工程概况为了借鉴公路项目中气泡混合轻质土处理软基的措施,经业主及有关单位共同协商,决定在浙江省台州市经济开发区滨海工业区启动区块东二路项目工程的七-4桥东桥头路基段作为气泡混合轻质土试验段,换填长度20m,换填宽度56.75m,换填厚度约3m,两个桥头换填工程量约6800m3。
浙江台州市为沿海地区,试验段桥头路基为水田,属于靠海滩涂,软基深厚,桥下有现状河流流过,水质较好,可解决施工用水的问题。
2.2、气泡轻质土施工㈠施工准备在浇筑气泡混合轻质土之前应首先做好防、排水等准备工作。
气泡混合轻质土因为内部有气泡,吸水时其湿润度密度便会增加,从而有损其轻质性,引起强度下降。
为此,重视轻质性与强度,阻断从外吸水,不让已填筑的轻质土两侧等表面滞水,必须依靠适当的出水孔向外排水。
气泡混合轻质土在高速公路中的应用
论文THESIS88 China Highway实习编辑/罗地生 美术编辑/王德本我国高速公路总里程数已居世界前列,但是由此带来的公路养护和改扩建任务也十分繁重。
气泡混合轻质土自21世纪初被引入我国公路建设以来,已经应用于桥台台背路基填筑、特殊地带路堤填筑等多个方面。
为了更好地指导气泡混合轻质土的设计与施工,本文就其组分、物理特性和工程应用三方面进行介绍。
气泡混合轻质土及其组分气泡混合轻质土是一种容重可自由调节的新型轻质填土材料,其基本原理是将一定的泡沫颗粒掺入到工程土(黏土或砂土等)中,从而大大减轻地基上部或桥背填土的自重作用。
与传统路基填筑和处置方法相比,具有自身质量较轻、施工工法简单、所需作业面小、且强度较高的特点,能够显著降低工程费用和维修成本,同时也具有一定的环境效益。
其主要的组成成分可分为以下几类:发泡剂,通过物理手段在发泡剂稀释液中引入空气,从而产生大量的泡沫颗粒,其评价指标主要考虑发泡能力和泡沫的稳定性,这也是影响固化后材料的容重和强度的重要因素。
固化剂,用于增强土体骨架自身的固结能力和强度,一般多采用水泥类材料,通过混合搅拌将其水化作用产物与黏土或砂土颗粒形成水泥浆。
其他可选组分,如外掺剂和细集料等,用于降低材料成本,或提高混合轻质土的某些性能。
气泡混合轻质土的物理性质气泡混合轻质土内部具有一定比例的气泡,可以节约土方的使用,且具有与普通土建材料相似的一般力学特性。
为了更好地将其应用于工程实践,了解其基本的物理力学性能是十分必要的,结合现有研究资料,总结出其主要的物理特性如下:气泡混合轻质土在高速公路中的应用文 / 广东省长大公路工程有限公司 王佳容重特性。
轻质土的容重可以根据实际工程要求,通过改变材料配比(泡沫颗粒比例、水泥掺量、含水率等)来自由调控,其容重的调控范围在5kN/m 3~16kN/m 3之间。
同时,在工程应用中,轻质土单次浇筑的高度也对容重有一定影响,在土自重作用下材料沿高度方向的容重呈不均匀分布,若浇筑高度过高,则上下容重差异明显,因此在施工过程中需要严格控制轻质土每次浇筑的高度。
现浇气泡混合轻质土在高速公路桥梁减跨施工中的应用
现浇气泡混合轻质土在高速公路桥梁减跨施工中的应用摘要:本文通过某高速公路桥梁减跨采用现浇气泡混合轻质土施工案例,介绍了新型轻质材料现浇气泡混合轻质土的技术应用,将桥台优化为简单的单排桩桩柱式桥台并减少因锥坡放坡而增加的桥跨,降低工程造价,缩短施工工期,节约施工用地。
关键词:公路桥梁减跨气泡混合轻质土施工1 工程概况某高速第四合同段全长6.8公里,有四座大桥,一座中桥,地理环境复杂,地质条件差。
其平民2号桥上跨山涧排洪沟,桥高约10米,原设计为6-20米跨简支连续梁桥,桥台采用肋板式桥台,桥台台背有较厚的腐殖质层和强风化地层,承载力差。
采用传统的砂砾回填方法,承载力要求高,换填方量大,分层填筑施工工期长,且解决桥头跳车问题成为一个重点难点。
而对于不良地基路段,我们长期以来都是着眼于提高地基承载力,很少从减少软基附加应力为目的轻型填土的方面考虑。
气泡轻质土的出现为我们提供了一个新的契机。
鉴于气泡混合轻质土这种新型材料的工艺日益成熟,在平民2号大桥采用了该材料进行桥台台背施工。
通过一个月的施工组织,气泡轻质土体现了它优越的性能,不仅提高了工程质量,降低了工程造价,而且大大缩短了施工工期。
2 桥梁减跨采用气泡混合轻质土施工技术优势受现有地形、地貌的限制,设计时为跨越道路、河流等现有建(构)筑物,常设计桥梁。
桥较高时,常规工法为解决桥台台前锥坡放坡长度问题,桥跨数量和长度通常以两个台前锥坡坡脚净距为设计控制依据,其结果是桥梁总长往往远大于所跨建(构)筑物要求宽度,本来1跨桥可解决的跨越问题需要2~3跨来解决。
如采用薄壁式桥台,由于台后填土高,土压力大,桥台存在质量风险。
采用气泡混合轻质土可垂直填筑,固化后对结构物的侧压力极小且,可解决土压力和台前锥坡放坡问题,将桥台优化为简单的单排桩桩柱式桥台并减少因锥坡放坡而增加的桥跨,节约施工用地,利于保护自然环境。
3 桥梁减跨施工中气泡混合轻质土的构造设计工程实施前,设计人员对施工现场地形、地貌进行充分了解调查,结合气泡混合轻质土的轻质性、容重可调性、强度可调性及施工便利等特有效果对桥梁设计进行优化。
浅谈气泡轻质土在公路桥梁设计中的应用
浅谈气泡轻质土在公路桥梁设计中的应用摘要:通过分析气泡轻质土的概念及实际应用方法,探讨气泡轻质土在高速公路桥梁优化设计中的应用,说明了在采用气泡轻质土减少跨径后桥头路基沉降情况,简要阐述了气泡轻质土关键性技术。
希望给相关工程项目提供一些有价值的参考。
关键词:气泡轻质土;公路;桥梁设计;应用近几年,随着社会经济的快速发展,国家逐渐加大对公路基础设施的投入,这使得高速公路的里程数逐年上升。
高速公路建设中,受地理环境的影响,在施工过程中经常利用桥梁来实现山体、耕地、河流跨越等。
高速公路桥梁建设中,桥梁质量是设计中关注的重点,为了提高桥梁承载力及强度,在实际的施工建设中,常常应用到气泡轻质土,为保证材料应用的合理性,实际应用过程需要进行合理的设计。
1气泡轻质土概述1.1气泡轻质土定义将制备的气泡群按照一定比例加入到由水泥、水及可选添加材料制成的浆料中,经混合搅拌、现浇成型的一种微孔类轻质材料即为气泡轻质土。
1.2气泡轻质土的特点气泡轻质土是一种介于普通土与混凝土之间,具有轻质性、可调节性、高流动性、凝结自立性、良好施工性及耐久性等特点的优质人工土,其容重可根据工程需要在4~15kN/m3范围内调整,其强度可在0.5~35.0MPa范围内调节,工程上一般常用容重4~6kN/m3,强度0.5~1.5MPa。
其容重仅为普通土的1/4~1/5,换算强度可达普通土的2倍以上。
2气泡轻质土的应用优势我国国土面积辽阔,地形地貌复杂,为此在高速公路建设中,常常需要设计桥梁来跨越普通道路、桥梁等。
高速公路桥梁如果设计得比较高,在施工设计过程中就需要处理高桥台台前锥坡放坡长度问题,以此保证桥梁的稳定性。
桥跨的数量以及长度一般以两个台前锥坡的距离为参照标准,使得实际设计的桥梁总体长度常常要大于跨建筑物的宽度。
在桥台的设计上,如果采用常规薄壁式桥台,常常会因为后台填土高、土承受压力大使得桥台经常出现质量风险。
但是如果利用气泡轻质土进行垂直填筑,在土质固化后不但对结构物侧压力作用小,同时还能够解决土压力过大问题,减少因为锥坡放坡增加桥跨,节约工地及桥梁施工成本。
气泡混合轻质土技术及应用
CBR=25.4qu- 0.762
2 材料性能
2.4.2剪切特性
当垂直应力从50 kPa增大到200 kPa时,其最大剪应力几乎不 变。在水平位移达到10mm时的残留摩擦抵抗力为最大剪应力的 70%以上。因此,在垂直应力作用下,即使有裂缝发生,由于有 最大剪应力的70%以上的摩擦抵抗力,不至于发生急剧的变形。
非软基段加宽,两 种工法直接费用相 当,填筑5m以下轻 质土就更优势。
细目名称 路基工程 边坡开挖及拆迁 原有防护工程 路基土方 土工格栅 植草 排水及防护工程 气泡混合轻质土 征地拆迁费用 合计
3 工程应用
水泥搅拌桩复合地基法加宽与气泡混合轻质土加宽的费用对比表
路基填土高度: 平均填土横断面面积: 软基处理深度: 处 理 范 围: 路基长度 细目号 一 1 2 3 4 5 6 7 二 细目名称 路基工程 边坡开挖及拆迁 原有防护工程 水泥搅拌桩 路基土方 土工格栅 覆网植草 防护工程 气泡混合轻质土 征地拆迁费用 合计 20 单位 元 m3 m3 m3 m2 m2 m3 m3 亩 0.20 180000 36000 127189 征地考虑3米护坡道 及排水沟用地 20 1190 394 150 400 20 250.00 45.00 40.00 14.50 21.76 300.00 5m 18.75 m2 15 m 米 常规排水预压形式 数量 单价 合价 91189 5000 53550 15760 2175 8704 6000 填至超载路基高度, 假设超载1米 软基路段的轻 0 0 0 77000 综合单价 0 78600 20 80.00 说明 数量 单价 轻质土形式 合价 78600 1600 说明 路基顶宽度: 路基底宽度: 3.75 m 3.75 m
气泡轻质土在公路改扩建工程中的实践应用
气泡轻质土在公路改扩建工程中的实践应用摘要: 文章结合某道路路基加宽工程,介绍了气泡轻质土在较小作业区间内的实践应用,并详细介绍了施工工艺和质量控制措施,具有较强的现实指导意义,可为广大路桥工作技术人员参考。
关键词: 气泡混合轻质土;路基加宽;施工工艺Abstract: combining with a road embankment widening engineering, and introduces the bubbles in the smaller light soil homework interval practice, and introduces the construction technology and quality control measures, and has practical significance, for the overwhelming majority of bridge and road work technical personnel reference.Keywords: bubbles mix light soil; Roadbed widened; Construction technology1气泡混合轻质土气泡混合轻质土是当前一种新型的混合材料,它是通过沙和黏土加入到固化材料混合而成的,其物理性质主要包括了以下几点:1)流动性强,所以直接采用泥浆泵等施工设备进行现场施工,且运送距离较大;2)便于施工,轻质土可以在非常狭小的空间内在不需要碾压和振捣的情况进行施工;3)硬化能力强,气泡混合轻质土只要满足设计龄期,填土自立后作用于墙体的土压力非常小,因此,它非常适合在小区间内的场地内施工;4)耐久性能好,由于气泡混合轻质土本身就是属于水泥材料,它与其他高分子材料相比,在耐久、耐热、耐油等方面具有天生的优势;5)强度较低,相比于混凝土,气泡混合轻质土的强度是比较低的,所以施工完毕后很容易进行再开挖作业。
气泡混合轻质土在软土路基处理中的应用
科 技 露向导
◇高教论述◇
气泡混合轻质土在软土路基处理中的应用
胡坤长 1 0 4
【 要l 土在我 国有 着比较广泛的分 布, 摘 软 它们的成 因、 结构和形 态虽然不同, 但都具有相 同的工程特性。传统 的处理方法有提高承栽力
可 以在 03~ 1MP 之 间 调整 . 3 a
33透水性小 : . 轻质土的透水性能试验结果 表明, 无论是非饱和状 态 还 是 饱 和状 态 , 水 系 数均 小 于 1_m s 透 O5 /。 c
34高流动性 :通过泵压送 的方法进行运送.最大运送距离可达 . 5 0 最大泵送高度可达 3 m。 0 传 统的软土处理方法包 括提高软土的承载力 和减少 软土的附加 10 m. 3 导热性 : . 5 轻质土 中气泡 的体积含有率大 . 导热系数小 , 具有 良 应力两大类 好的隔热性 . 可作为隔热保温材料 21 .提高软土的承载力 3 耐久性 : 质土属于水泥类材料 , . 6 轻 与高分子材料相 比. 其耐久 2 11 水 固 结法 . 排 . 性、 耐热 、 抗油污能力 和抗硫酸盐的腐蚀性要明显好 于高分子材料 。 另 ①堆载< 超载) 或 预压 法 。 外在疲劳荷载(0 15次) 作用下 , 其无侧限抗压强度基本保持不变。 ②袋装砂井( 塑料排水板 ) 水法。 或 排 37施工性 : . 可在狭小 空间内进行 回填施 工 ; 不需机械碾压施工 ; ③ 袋 装 砂井 ( 塑 料 排 水 板 ) 加堆 载 ( 或 外 或超 载 ) 压 法 。 预
河 道 相 沉 积
() 3 山地 型软土 。成 因类型以坡洪积 、 湖积和冲积三种 为主。 它们 的成 因 、 结构 和形态虽然不 同 。 但都 具有含 水量大 、 压缩性 高、 强度低和透水性差的工程特性 。 基 于软土地基的以上特点 . 其处治包括沉降处治与稳定处治两方 面的内容 沉降处治 的目的是加 速地基的 固结沉 降量 和减小 总沉降 量. 以保证道路在运营过程 中不 因地基沉降造成车辆行驶的不舒适和 不安全 。稳定处治一般要达到 以下 目的 : () 1控审 剪切形变: 制止周围地基因 路堤荷载作用发生隆起或流动。 () 2 促进强度增长 : 加速地基强度的增长 , 以求得稳定。 () 3 增加抗滑阻力 : 改变 路堤的形状 ( 如增设反 压护道 ) 或者换填 部分地基 . 增加抗滑阻力 . 以求得稳定 。
公路路基工程中气泡混合轻质土的施工技术
公路路基工程中气泡混合轻质土的施工技术摘要:气泡混合轻质土应用科学依据展开调试,其气泡与浆液在调试期间应提前针对比例进行制定,以防止调试进程中出现剂量失调的情况发生。
本文重点探讨了气泡混合轻质土的特性,分析了公路路基施工过程中气泡混合轻质土的施工技术,简要阐述了气泡混合轻质土的施工注意事项及处理方法。
关键词:公路建设;路基施工;气泡混合轻质土;施工技术一、气泡混合轻质土概述近年来,随着高速公路工程建设的发展,新的土工材料层出不穷,在换填法处理方面,轻质材料和土工织物得到了应用发展,气泡混合轻质土成为轻质材料的典型代表。
气泡混合轻质土是在原料土中按照一定的比例添加固化剂、水和气泡,经充分混合,搅拌后形成的轻质土材料。
原料土可以是砂土、粉土、粘性土等;固化剂主要是水泥,起固结、加强土体骨架的作用;起泡剂主要是界面活性类、蛋白类、树脂类材料。
轻质土的主要特点是密度比一般土体小,强度和密度可以调整,气泡的体积含有率大,导热系数小,耐震、隔热、隔音及抗冻融性好,便于施工,固化后可直立等。
1972年挪威率先在公路填土中使用了泡沫塑料块体(即EPS),此后EPS在路堤填筑中得到了较为广泛的应用;1980年代,日本又相继将废弃的泡沫塑料制成一定大小的颗粒,并按一定的比例与工程废弃土混合制成了容重可自由调整的轻质土;最近,广东冠粤路桥有限公司率先在国内开展了气泡混合轻质土(即向土中混入一定比例的气泡和固化材料制成容重和强度都可自由调整的填土材料)的研究,取得了较好的效果。
二、气泡混合轻质土施工技术2.1制作气泡混合轻质土的制作如前文所述,在气泡的发生方式上由于后形成方式对气泡量的控制较为困难,所以一般采用的是预先形成气泡方式。
在预先形成气泡的方式中,稀释液与压缩空气混合后在发泡装置中形成气泡群。
气泡群与水泥浆经过机械的充分混合搅拌后,形成气泡混合轻质土。
2.2路基反开挖在浇筑气泡混合轻质土之前应首先做好防、排水工程等施工准备工作。
公路路基工程中气泡混合轻质土施工技术分析
公路路基工程中气泡混合轻质土施工技术分析1引言气泡混合轻质土是在正常的施工土质中根据科学的比例添加特殊的水体气泡和其他相关的固化剂,经过一定时间的均匀搅拌所形成的一种比普通施工材料轻的新型施工材料。
由于气泡混合轻质土重量轻,能够通过直立填筑的施工方式进行施工操作,因此气泡混合轻质土材料经常会出现在各种工艺复杂的施工工程中用以降低路基荷载,从而有效减少路面常出现的裂缝现象。
2气泡混合轻质土的制作流程2.1浆液制作按一定的配合比将水泥与水搅拌成浆液,加入粉煤灰继续搅拌,至成为均匀的浆液。
2.2气泡制作将发泡液按稀释倍率进行稀释,稀释倍率控制在1∶40以上,使用发泡机进行发泡。
2.3轻质土制作将制备好的气泡掺入浆液,保证一边掺入一边搅拌,使整体形成粉煤灰-气泡混合轻质土的均质溶液,再通过泵送装置将溶液泵送至指定区域浇筑。
3气泡混合轻质土的主要特性3.1结构由于气泡混合轻质土中的内部结构中含有大量的闭合胶质气泡,其容重比一般的土体要小得多,而且通过调整土体中的气泡和固化剂的含量,可以按照需要对气泡混合轻质土的容重在5~13kN/m3内进行必要的调整。
3.2气泡混合轻质土自身的强度具有可调性由于气泡混合轻质土自身强度可以被自由改变,因此施工人员可以根据施工过程中所遇到的实际情况对气泡混合轻质土进行自由调节,但是在调节过程中需注意施工人员必须要事先进行细致严谨的计算,然后再通过严格的控制用科学的比例对气泡混合轻质土进行配置,从而达到控制其强度的目标,通常情况下道路施工所适用的强度一般控制在0.3~5MPa范围内[1]。
3.3气泡混合轻质土具有很好的流动性基于气泡混合轻质土流动性高的物理特性,在参与施工过程中施工人员需要通过泵送的形式来完成气泡混合轻质土的传递和运输工作。
根据已有数据显示,通过泵送的方式运输气泡混合轻质土较长的运输距离可达500m,而运输气泡混合轻质土的高度正常也能达到40m 左右。
在目前的道路基坑施工过程中,其他常用的填筑土类型因为在流动性上无法达到气泡混合轻质土自有的物理属性,因此很难具备如此距离的泵送运输。
气泡混合轻质土在某立交桥台背填筑中的应用doc
气泡混合轻质土在某立交桥台背填筑中的应用作者:欧阳琼亮罗枫摘要:中江高速公路港口立交位于珠江三角洲河网区,地势低平宽阔,鱼塘、沟渠交错成网,地基表层全部是三角洲相淤泥,厚达4O m 多。
地基上的含水量大,压缩性高、强度低、渗透性差,属于超软弱地基。
为了减少桥头跳车,结合现场工期要求,在部分桥头路段采用气泡轻质土进行填筑。
桥头跳车是由于台背回填土与桥面出现不同的沉降,致使路面与桥面连接处开裂,这种病害主要在软土路基段出现,是公路建设界长期以来未能解决的难题。
软基路段的桥头跳车产生的原因比较复杂,主要是因不良地基及台背填料自身压缩导致的沉降、刚柔性突变等原因引起。
对于不良地基路段,我们长期以来都是着眼于提高地基承载力,很少从减少软基附加应力为目的轻型填土的方面考虑,文章结合工程实际,对气泡混合轻质土的特点、施工工艺及施工效果作简单的描述。
气泡混合轻质填土是一种最为先进的轻型填土技术。
轻质填土是指通过使用一些特殊技术制造出容重小于一般土体的填土材料。
这种填土材料主要有3类:(1)泡沫塑料(EPS)块体;(2)泡沫塑料颗粒(EPS粒)混合土;(3)气泡混合土。
气泡混合轻质土不仅具有轻质性、流动性、固化后的自立性等特点,而且它的密度及压缩强度可通过配合比进行自由的调整。
这种填土技术可大大地降低填土荷重,使填土更加均匀且不需碾压作业,具有施工噪音低,施工工期短等优点。
由于其优良的力学性能和经济指标,在经济发达国家是一种深受欢迎并且被广泛使用的土建高新技术。
1 工程概况中江高速公路港口立交位于珠江三角洲河网区,地势低平宽阔,鱼塘、沟渠交错成网,地基表层全部是三角洲相淤泥,厚达4O多m。
根据地质勘察结果,地基上的含水量大,压缩性高、强度低、渗透性差,属于超软弱地基。
港口立交于2000年底动工,该处软基深度近40 m,桥头处软基处理原设计采用砂垫层结合袋装砂井及超载预压,在经过近3年的填筑及预压后,在沉降速率基本达到设计要求后进行反开挖,开始桥台施工。
气泡混合轻质土及其应用
气泡混合轻质土及其应用0.概要轻质填土材料是人工制作的土工材料。
其主要特点是容重比一般的土体小,而强度和变形特性可以达到甚至超过良好的土体,是工程界近年开发并在推广的土建新技术。
轻质材料的种类很多,按其容重可分为准轻质材料(如粉煤灰);轻质材料(如气泡混合轻质材料)及超轻质材料(如EPS)等。
最早是使用粉煤灰、矿渣等材料制作轻质土;1972年挪威率先在公路填土中使用了泡沫塑料块体,此后轻质材料得到了较为广泛的应用。
1980年代,日本又相继将废弃的泡沫塑料制成一定大小的颗粒,并按一定的比例与工程废弃土混合制成了容重可自由调整的轻质土,而现在最新的轻质土材料是向土中混入一定比例的气泡和固化材料制成容重和强度都可自由调整的气泡混合轻质土。
1,气泡混合轻质土的概念及制作气泡混合轻质土就是在原料土中按照一定的比例添加固化剂、水和预先制作的气泡群,进行充分的混合、搅拌后所形成的轻型土工材料,图-1.1简要地说明了气泡混合轻质土的制作流程。
1.1 原料土原料土可以是工程废弃土,也可以是细砂,但为了达到与固化剂及气泡的充分混合,并确保气泡混合轻质土的流动性,原料土的直径宜小于5mm,对于不满足要求的原料土,应先期进行解泥及必要的筛分处理。
图-1.1 气泡混合轻质土的制作流程1.2 固化材料固化材料可以分为主剂和辅剂两种,主剂是主要起固结、加强土体骨架的作用,而辅剂是以催化、早凝为目的的固化材料;主剂以水泥类为主,常用的有火山灰水泥、普通硅酸盐水泥、高炉硅酸盐水泥等,这些材料加入土中后与水之间发生水和作用产生Ca(OH)2产物,Ca(OH)2与粘土颗粒发生离子交换形成固化物,达到加固土体骨架的作用,实践证明,使用高炉水泥的效果更佳;辅剂是指石膏粉、硅粉等辅助材料,加入这些材料的目的在于减少主剂的用量,达到降低造价的目的。
1.3 起泡剂起泡剂主要有界面活性类、蛋白类、树脂类材料等,通过将适量倍率稀释后的起泡剂定量泵送到发泡装置后,与压缩空气充分混合而产生大量的微小气泡群,图-1.2简要地说明了气泡的制作流程。
气泡混合轻质土及其应用
气泡混合轻质土及其应用气泡混合轻质土,是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。
它属于气泡状绝热材料,突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔,使混凝土轻质化和保温隔热化。
特点1) 轻质性:干体积密度为300-1600KG/M3,相当于普通水泥混凝土的1/5~1/8左右,可减轻建筑物整体荷载。
2) 整体性:可现场浇注施工,与主体结合紧密,不需留界隔缝和透气管。
3) 低弹减震性:气泡混合轻质土的多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
4) 抗压性:抗压强度为0.6-25.0MPA。
5) 耐水性:现浇气泡混合轻质土吸水性较小,相对独立的封闭气泡及良好的整体性,使其具有一定的防水性能。
6) 耐久性:与主体工程寿命相同。
7) 施工速度快:只需使用简单的机器可实现自动化作业,可实现800米的远距离输送,工作量为150—300M3/工作日。
8) 环保性:气泡混合轻质土所需原料为水泥和起泡剂,起泡剂为中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染和消防隐患。
9) 经济性:综合造价低。
应用范围1、上翻梁基坑填充;2、墙体浇注;3、要用作挡土墙、修建动场和田径跑道、作夹芯构件、也可用作与复合墙板、管线回填、储罐底脚的支撑,也可用于防火墙的绝缘填充,隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。
4、地窖、地下室和拱顶填充5、下水道填充(大和小孔皆行)、暴雨排水道的填充6、桥体加固、填充、桥面修补7、水平地板的加高、地底填充8、储水池修筑、燃料水槽修筑9、火车站台的填充和修补10、路面软路基的回填气泡混合轻质土主要应用主要应用一道路加宽扩建气泡混合轻质土在道路加宽扩建工程中的应用优势主要体现在以下几个方面:1.扩建路基可垂直填筑,节省土地资源,避免或减少建筑物的拆迁。
换填气泡混合轻质土在公路工程软基沉降处理中的应用
换填气泡混合轻质土在公路工程软基沉降处理中的应用我省沿海地区软地基较多,大多存在着地基承载力不足、沉降差大等问题,在这种软基上修建公路,软基的沉降处理是必须解决好的难题。
本文以某公路工程为例,对软基沉降的常见处理方法进行了比较,最后介绍了换填起泡混合轻质土在软基沉降处理中的应用和施工工艺,取得了令人满意的效果,为类似工程的应用提供施工经验。
标签:软基;沉降处理;换填起泡混合轻质土;沉降量软土是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和强度低的一种软塑性到流塑性状态的粘性土。
这种土质在我省沿海地区广泛分布着,这样就导致路基的承载力和稳定性不能满足工程的要求,因此,在此种路基上修建公路无疑是一个巨大的难题。
1 工程概况某公路工程HK0+245~HK0+277.5L1合同段表层为2.9m厚亚粘土硬壳层,其下为厚约11.3m的淤泥质亚粘土软弱层,再下为亚粘土层。
原设计采用水泥浆液搅拌桩处理,处理深度15m,间距1.4m,预压填土高度3.23m。
该段沉降板观测数据表明,达到恒载后,沉降速率一直没有趋于稳定,2008年5月份沉降速率为8mm/月,6月份沉降速率为7mm/月,当时预测7月份沉降速率为6.7mm/月,8月份沉降速率为6.1mm/月。
K9+740~K9+810L3合同段表层为 2.2m厚亚粘土硬壳层,其下为厚约22.55m的淤泥质亚粘土软弱层,再下为亚粘土层。
原设计采用塑料排水板处理,板长25m,间距1.3m,平面上梅花形布置。
根据实测资料,该路段目前实际超载高度为 1.18m,实测累计沉降量为2746mm,已经超出设计预期理论沉降量269mm,2008年5月沉降速率为30mm/月,6月沉降速率为26mm/月,当时预测7月沉降速率为22.4mm/月,8月份沉降速率为19.0mm/月,9月份沉降速率为17.3mm/月。
2 软土路基沉降处理方法对预测的2008年8月底不能满足卸载标准的路段,当时已无超载预压时间,而设置路基超填高度又难以解决根本问题,其只能作为辅助方案考虑,故提出了预应力管桩、高压旋喷桩2种增强地基和采用粉煤灰、EPS(泡沫塑料)块体、EPS颗粒混合土和气泡混合轻质土(FCB)4种轻质填料减轻永久荷载共6种方法进行比选。
气泡混合轻质土在桥梁台背填筑中的应用
气泡混合轻质土在桥梁台背填筑中的应用摘要: 气泡混合轻质土是一种新型的轻质材料,由水泥(需要时亦加入原料土)、水和气泡群按一定的配比进行混合搅拌最终凝固成型,具有高流动性、轻质性、防水性、固化后的自立性、强度的可调节性等特点,利用轻质土的这一系列特点,目前该技术已广泛应用于桥台台背填土工程之中。
关键词: 气泡混合轻质土特点桥梁台背填筑应用引言:目前,轻质材料种类繁多,根据其容重大致可分为准轻质材料、轻质材料和超轻质材料这三类。
最早的轻质土是使用矿渣、粉煤灰等材料制作而成。
本文结合气泡混合轻质土的特点、制作原料,详细分析了气泡混合轻质土的特点及制作原料,最后再例举了气泡混合轻质土在桥梁台背填筑中的实际应用。
1.气泡混合轻质土的特点及制作原料1.1气泡混合轻质土用于工程建设上,主要有以下优点:(1)轻质性气泡混合轻质土内分布着大量而均匀的独立闭合胶质气泡,气泡膜韧性较强,气泡与气泡之间互不通水,因此材料的整体容重较常规土而言要小得多。
(2)可调节性根据工程的需要,通过适当调整轻质土中各成分的比例,可将其强度控制在0.25MPa~4.5MPa范围内,容重控制在5~12KN/m3的范围内。
(3)高流动性气泡混合轻质土具有良好的流动性,可通过管道泵送,其最大水平泵送距离为1500米,为防止泄漏,在进行气泡混合轻质土的浇筑施工时,通常在四周要设置挡板。
(4)固化后的自立性由于使用水泥作为固化剂,通常在浇筑5个小时后就会开始固化,且固化后可以自立,可进行垂直填土,对挡土结构物几乎没有推挤力。
(5)耐久性具有水泥材料同等的耐久性。
(6)施工性好气泡混合轻质土施工时不需振捣,不需机械碾压作业,振动小、噪音低。
常规路基填筑耗时大,需要较长的工期,而气泡混合轻质在施工的准备期间不需要太多的时间,例如在常规的路基填筑过程中经常会遇到大量的施工便道需要修筑,而气泡混合轻质土填筑施工则可以避免这些问题,它完全可以通过管道泵送来解决此类问题,可减少或避免修筑施工便道。
气泡混合轻质土在道路路基中的应用
气泡混合轻质土在道路路基中的应用摘要:气泡混合轻质土主要是近些年所研发出的一种新型轻质填土的材料,是按照一定比例添加固化剂、发泡剂、水,在经过充分混合搅拌而成的轻型填筑的材料。
气泡混合轻质土的特点是有着低容重、辐热保温、固化可自立、强度和变形特点,能够达到甚至是超出改良土的路基。
作为回填料,还有着整体性高、低弹减震性好、抗压性好、耐水性好、操作简单、机械化程度高、填筑无死角和施工速度快的特点,现在道路工程的路基施工阶段得到广泛的应用。
良好的施工性能、自流平、自硬化、无需碾压或者是振捣,因为气泡混合轻质土的特点,在道路施工过程中的应用能够大幅度的降低填土荷载,减少软基沉降、侧移,全面的提升路堤稳定性,对填料自身工后的沉降进行消除,缩短施工的周期,解决道路的桥头跳车、高陆地的失稳以及新旧路基的沉降问题。
所以我们必须加强对其技术的研究和探讨。
基于此,本文主要从作者实际工作经验入手,分析气泡混合轻质土在道路路基施工阶段的应用,希望对有关从业人员可以带来帮助。
关键词:气泡混合轻质土;道路工程;路基填筑前言:气泡混合轻质土作为先进的轻质填土技术,轻质填土则是应用一些特殊技术,制造出容重小于一般土体的填土材料。
气泡混合轻质土的容重能够自由调整、流动性、自硬性的特点。
因为优良地力学性能、经济指标,在一些经济发达的地区,受到广泛青睐。
这种填土技术能够降低填土的荷重,使得填土更加均匀,并且不需要碾压作业,施工操作的噪音低,施工工期比较短等。
下面就分析其在道路施工阶段的应用要点。
1 案例工程的概况分析在A城市的北二环路主要是一条市政高速公路,路线全长为38.5公里,全线双向六车道,是环形高速公路龙头项目,是城市经济干线公路重要枢纽。
在该线路周围路网日益完善下,该路的各收费站通行能力已经呈现出饱和的状态,在2015年的时候实施全国ETC联网和火车全计重收费之后,北二环路的货车比重比较大的收费站因为计重收费的原因,使得放行能力减弱,尤其是在要求实施ETC的专道专用后,广场小、车道少的收费站拥堵现象更加严重,给过往车辆通行带来很大的不便,并且还存在着较大的安全隐患。
气泡混合轻质土在道路工程中的节能环保应用工作总结
03
CATALOGUE气泡混Βιβλιοθήκη 轻质土在道路工程中的节能环保 效果
节能效果
节能减排
气泡混合轻质土作为一种新型的 建筑材料,其制备过程中无需高 温焙烧,可大幅降低能源消耗和
碳排放,实现节能减排。
节约资源
气泡混合轻质土的主要原料为工业 废渣和建筑垃圾等废弃物,通过资 源回收再利用,可有效降低工程对 自然资源的依赖和开采。
生态恢复
在道路工程中应注重生态恢复工作,通过绿化和生态修复等措施, 恢复被占用的生态用地,提高周边地区的生态环境质量。
04
CATALOGUE
气泡混合轻质土在道路工程中的实践应用
气泡混合轻质土的施工工艺流程
混合搅拌
将原材料按照一定比例混合搅 拌,形成气泡混合轻质土。
养护与固化
完成铺设后,进行养护和固化 ,确保气泡混合轻质土达到设 计强度。
降低运输成本
由于气泡混合轻质土的容重较传统 土体材料低,因此其运输成本相对 较低,可减少道路工程的建设成本 。
环保效果
减少污染
气泡混合轻质土的生产过程中不 产生有害气体和废水,可有效减
少对环境的污染。
降低噪音
由于气泡混合轻质土具有较好的 隔音效果,因此在道路工程中可 有效降低车辆行驶噪音对周边居
民的影响。
案例二
某高速公路扩建工程,利用气泡混合轻质土作为路基填料,提高了施工效率, 减少了环境污染。
实践应用中的问题与解决方案
问题一
气泡混合轻质土的强度不稳定。解决方案:严格控制原材料质量,优化配合比设 计,加强搅拌工艺控制。
问题二
气泡混合轻质土的收缩率较大。解决方案:添加适量的膨胀剂,控制收缩率,提 高气泡混合轻质土的稳定性。
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北京奥运地下通道顶减荷换填
惠州市小区景观桥减荷换填
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发泡装置
1 基本介绍
1.3气泡混合轻质土施工流程
水 水泥 可选添加材料
泵内混合 混合搅拌
水泥基浆料
气泡群
气泡混合轻质土
2 技术性能
2.1性能概述
※ 微孔性:内含无数个细微独立均 匀气泡,气泡含有率20%~90% 。 ※ 轻质性:2~15kN/m3。 ※ 可调节性:容重和强度可根据工 程需要调整。 ※ 高流动性:可远距离泵送或在狭 小空间内填充。 ※ 良好施工性:现浇可自流平、自硬 化,不需机械摊铺、碾压或振捣。 ※ 凝结自立性:凝结硬化后可直立, 整体性好,可直立填筑。 ※耐久性:属水泥类材料,耐久性与 普通混凝土类似 。
长距离泵送
管道内充填
地下空洞充填
2 技术性能
2.2.6凝结自立性 气泡混合轻质土属水泥类材料,具有与普通混凝土 类似的初凝、终凝等特性,硬化后具有良好的自立性, 其垂直临空面侧压力为0,可垂直填筑,对桥台结构物 无侧压力。
台背侧压力0
垂直填筑, 不需拆迁
垂直填筑, 不需放坡
垂直填筑, 不需放坡
2 技术性能
3 工程应用
3.1 工程抢险
3.1.1路堤失稳抢险 在高填方路堤中,路堤边坡防护多采用浆砌片石或
钢筋混凝土挡墙。但由于路基填筑是在挡墙完工后进
行的,往往产生路基压实度不够而引起不均匀沉降现
象,导致路面出现裂缝,甚至产生坍塌现象。 气泡混合轻质土具有重量轻、固化后可自立、对挡
土墙无侧压等优点,将其用于填筑失稳路堤,能在最
N(X)
Y = -0.0314 * log(X) + 1.0731
10000000
按95%保证率下的疲劳方程曲线
当轻质土离路面顶面大于 25cm时,汽车动荷载(接地 压强为0.70MPa)引起的附加 应力不超过总应力的1/5 (0.14MPa),若轻质土强度 取疲劳强度均值0.88MPa,其 应力比Y=0.16,则轻质土路 基可使用N≈1029次。显然, 轻质土路基能足够抵抗汽车 动荷载,同时其使用年限完 全足够。
1)常规工法 常采用高填深挖、分级放坡方法,此方法必将面临 路基稳定性、边坡放坡和支护等难题,占用大量土地资 源,环境破坏严重,处理不好还会诱发各种灾害。
3 工程应用
2)轻质土工法: 直立填筑,不需放坡和支护;减少填筑荷重,提 高路堤稳定性;减少高填深挖,避免环境破坏。
3 工程应用
3)经典工程
广梧高速某高填方桥台台背填筑
广东佛开高速某陡坡路堤填筑
广东云罗高速某陡坡路堤填筑
广东云罗高速某高填方路堤填筑
3 工程应用
3.3 扩宽工程 3.3.1适用范围
气泡混合轻质土应用于扩宽工程主要包括道路路
堤加宽、收费站广场扩建、港湾式停车带、高速公路 服务区的新建扩建等工程。特别是严重受限路段(如 受征地拆迁、高压线、匝道桥等影响)、加宽作业面 小和加宽桥头等难以压实部位,具有明显优势。
种收缩容易引起龟裂,但 伴随着收缩的发生,张拉 徐变也变大,对因收缩引 起的龟裂起到一定程度的
缓解作用。
2 技术性能
2.4 力学特性 2.4.1强度特性 1)无侧限抗压特性
气泡混合轻质土的 无侧限破坏特性以
脆性破坏为主,在
脆性破坏前,应力
与应变呈现较好的
弹性关系。
2 技术性能
2)弹性模量与抗压强度关系 气泡混合轻质土的弹性模量与抗压强度呈现较好的
气泡混合轻质土
4~15
土工泡沫塑料
24
21~23
18~20
12~16
0.2~0.35
2 技术性能
2.2.3可调节性
根据工程需要,通过调整水泥用量、气泡群含量, 或掺入可选添加材料,其容重可在4~15kN/m3范围内调
节,强度可在0.5~35.0MPa范围内调节。一般工程中,
容重常选用4~6kN/m3 ,强度常选用0.5~1.5Mpa。
短时间完成失稳路堤抢险,解决路基失稳难题。
3 工程应用
湖南某高速路基失稳开裂及轻质土路堤换填
广东某高速匝道路堤失稳情况及轻质土路堤换填
3 工程应用
3.1.2灾害坍塌抢险 气泡混合轻质土具有重量轻、可垂直填筑和施工 快捷等优点,将其用于灾害坍塌抢险修复工程,能最 快速度完成灾害坍塌抢险,及时恢复交通等效果。
由于内部均匀分布有大量气泡,其容重比一般土建 材料小很多(如下表),可减少填筑自重。用作路基填 筑时,其湿容重一般取4~6kN/m3,每换填1m厚度的气泡
混合轻质土可减少12~14kpa荷载,即其荷载只相当于
0.20~0.30m厚度的普通填土荷载。
常见土建材料的容重比较表(kN/m3)
水泥混凝土 底基层 填土路基 粉煤灰
0.0m~0.3m 0.3m~0.8m 0.8m~1.5m 1.5m以下 8 5 4 3 CF0.8 CF0.5 CF0.4 19 12 9
CBR=25.4qu- 0.762
2 技术性能
2.5耐久特性 2.5.1 耐疲劳特性
应力比(Y) 1.0
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 100 1000 10000 100000 1000000
某高速灾害坍塌路堤的气泡混合轻质土抢险施工
3 工程应用
3.2 山区路堤填筑 气泡混合轻质土填筑山区路堤主要用于陡峭路 段、半填半挖路段、高填方桥台台背、急转弯路段、 滑坡路段等路堤填筑,特别是对因河道、水库、鱼 塘、地方道路、村庄、高压电线等影响而不能放坡路 段等路堤填筑,具有非常独特优势。 3.2.1陡坡路堤填筑
3 工程应用
3.3.3 经典工程
广东西部沿海高速轻质土加宽
广东佛开高速轻质土加宽路堤
京珠高速粤境马坝至韶关南段加宽
广东广珠西线南Y收费广场加宽
3 工程应用
3.4 结构(顶)减荷
减少结构顶覆土荷重; 整体性好,受力均匀; 解决结构物压实难题;
确保地下结构物安全;
施工快捷,工期短。
3 工程应用
经典工程
12 24 36 48 60 72 浸水时间(h)
从上两图中可看出:气泡混合轻质土经浸水后,其容重有一 定程度增大,但气泡之间是分散独立,互不通水,其吸水量有 限。因此,在有浸水场合使用时,可适当采用防渗土工布等防 水措施。
2 技术性能
2.3.2透水特性
10 -3
透水系数k(cm/s)
试验条件:容重10kN/m3,非饱和
3 工程应用
3.3.2技术对比
放坡施工,征地拆迁难度大、代价 高; 变更多、工期长,实际费用控制难; 软基路段需地基处理,质量难控制; 新旧路基差异沉降大,运营费用高。
垂直填筑,填高3m以上不需征地拆 迁;施工干扰小,工期短,费用直观 可控;可减少或无需软基处理,其质 量可靠;新旧路基差异沉降小,运营 费用低。
线性关系,工程上一般取Ec=250qu 。
2 技术性能
3)CBR与抗压强度关系 由下图可知,CBR值与抗压强度之间呈良好的线性
关系。设计时,可根据CBR值反算出抗压强度设计值。
高速公路填料最小强度 要求(CBR)% 气泡混合轻质土 最小强度要求
路 基 部 位
上路床 下路床 上路堤 下路堤
路面底面以 (CBR) 最小强 (CBR) 下深度 度等级 % %
2 技术性能
2.2.4高流动性 由于不含骨料,其流动性高,可通过管道进行远距
离泵送,水平泵送距离达500m以上(增加中继泵可输送 更远),垂直泵送高度达30m以上。
流动性高
管道泵送用管道泵送,使拌和场与浇注点分离,作业面小。 浇注后可自流平、自硬化,自密实性好,不需机械摊铺、 振捣和碾压。施工对附近建筑物无影响,对居民干扰小, 适合于长距离、管道或狭小空洞内充填施工。
10 -4
10 -5
10 -6
时间 (S) 10 -7
10 3
10 4
10 5
10 6
由上图得出:1)透水系数为10-5~10-6 cm/s数量级,介于一 般粘性土与软粘土之间;2)透水系数随干容重的减小而增大。
2 基本性能
2.3.3干燥收缩特性 一般情况下,气泡混合
轻质土的干燥收缩率是是
普通混凝土的4~6倍,这
气泡混合轻质土技术及应用
1 基本介绍
要 点
2 技术性能 3 工程应用 4 成果业绩
1 基本介绍
1.1气泡混合轻质土概念
气泡混合轻质土是将制备的气泡群按一定比例加入
到由水泥、水及可选添加材料制成的浆料中,经混合搅
拌、现浇成型的一种微孔类轻质材料。 1.2气泡群制作流程
发泡剂
发泡液
水
稀释装置
压缩空气
气泡群
EPS范围
2 技术性能
2.2基本性能 2.2.1微孔性 气泡混合轻质土是一种微孔类轻质材料,其内部含 有无数个微细独立均匀气泡,气泡直径30~60μm,气泡群 含有率20%~90% ,气泡群显微照片和气泡混合轻质土切 面照片分别如下。
气泡群显微照片
气泡混合轻质土切面照片
2 技术性能
2.2.2轻质性
2.3物理性能 2.3.1浸水特性
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 0 容重(kN/m3)
容重(kN/m3)
无水头压力条件下,长期 浸水对容重影响小
浸水时间(年)
1
2
3
4
5
6
7
8
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 0 3.5 3.0
在10米水头压力条件下,浸水 对容重影响小