輕質(zhì)泡沫土路橋填筑及應(yīng)用

輕質(zhì)泡沫土路橋填筑及應(yīng)用河南華泰建材開發(fā)有限公司目錄基本介紹工藝流程材料性能工程應(yīng)用常規(guī)做法輕質(zhì)泡沫土做法經(jīng)濟優(yōu)勢應(yīng)用案例基本介紹輕質(zhì)泡沫土是通過發(fā)泡機的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機械的方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿混合攪拌，然后通過發(fā)泡機泵送系統(tǒng)進行現(xiàn)場澆筑或模具成型，經(jīng)養(yǎng)護所形成一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)材料，在房建領(lǐng)域被稱為：泡沫混凝土。在土建工程中其又被稱為：輕質(zhì)泡沫土，氣泡混合輕質(zhì)土，泡沫輕質(zhì)土等。工藝流程輕質(zhì)泡沫土他的生產(chǎn)過程包括：泡沫制備、漿料制備、漿泡混合、泵送、澆筑成型養(yǎng)護及檢驗。輕質(zhì)泡沫土的材料性能輕質(zhì)高強未凝固前高流動性固化自立可塑性保溫隔熱與防腐低彈抗震施工方便密度和強度可調(diào)節(jié)填充自密實國外某施工道路施工前國外某施工道路施工后輕質(zhì)泡沫土的輕質(zhì)高強特性普通混凝土試塊放入水里輕質(zhì)泡沫土試塊放入水里輕質(zhì)泡沫土試塊放入汽油里輕質(zhì)泡沫土的輕質(zhì)高強特性材料普通混凝土回填土粉煤灰土工泡沫塑料輕質(zhì)泡沫土容重(KG/M3）2518-2012-160.2-0.354-13輕質(zhì)泡沫土含有大量封密閉性的氣孔，教常規(guī)的土建材料較一般土建材料要輕的多，它的容重范圍可在4-13KN/m3之間調(diào)節(jié)。每填筑1米的輕質(zhì)泡沫土，可減載10-12Kpa,1米厚度的輕質(zhì)泡沫土荷載相當(dāng)于0.35-0.45厚度常規(guī)填土的荷載輕質(zhì)應(yīng)用核心在于減輕荷載，降低工后沉降和不均勻沉降。并且在工程中，利用輕質(zhì)泡沫土的材料輕，荷載小，對工程的其他結(jié)構(gòu)層擾動小，從而達到結(jié)構(gòu)減荷的目的。幾種常用土建材料容重的比較輕質(zhì)及應(yīng)用核心輕質(zhì)泡沫土的保溫、隔熱、防腐由于泡沫混凝土中含有大量封閉的氣孔，熱工性能良好，密度200-1200KG/M3范圍內(nèi)的輕質(zhì)泡沫土，導(dǎo)熱系數(shù)為：0.06-0.3w/(m.k)采用泡沫混凝土作為建筑物屋面，樓地面墊層及非承重填充材料，具有良好的保溫性能。國家產(chǎn)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JG/T266-2011》泡沫混凝土中對輕質(zhì)泡沫土的熱工性能的規(guī)定泡沫混凝土干密度不應(yīng)大于下面表格中的+5%;導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)大于表中的規(guī)定輕質(zhì)泡沫土高流動性和填充自密實特性高流動性、填充壓力小由于輕質(zhì)泡沫土不含混凝土的粗集料，其流動度要比普通的混凝土高（流值180mm左右），施工中具有自流平的特性，在實際的施工中可采用軟管泵送，最大的水平輸送距離可達到900米。輕質(zhì)泡沫土填充自密實填充自密實由于輕質(zhì)泡沫土的制作點和現(xiàn)場施工點可分離，施工點占據(jù)空間小，可在狹小空間內(nèi)進行填筑。綜合輕質(zhì)泡沫土自流平的特性，可以填充自密實，無需振搗碾壓，施工便捷高效。密度和強度的的可調(diào)節(jié)性密度和強度可可調(diào)節(jié)性：通過調(diào)節(jié)輕質(zhì)質(zhì)泡沫土中的的氣泡含有率率，可控制輕輕質(zhì)泡沫土的的密度在3-12KN/M3之間，強度可可在0.3~5mpa之間進行調(diào)節(jié)節(jié)（工程上主主要應(yīng)用在0.3~1.5Mpa之間）輕質(zhì)泡沫土固固化后自立性性輕質(zhì)泡沫土采采用水泥為固固化劑，具有有與普通混凝凝土初凝、終終凝等特性，，硬化后具有有良好的自力力性，其垂直直臨空面他的的側(cè)壓力為0,可垂直填筑對對其他構(gòu)筑物物沒有側(cè)向壓壓力。輕質(zhì)泡沫土的的低彈抗震圖片為中科院院巖力研究所所實驗圖地下工程在施施工完成后仍仍會產(chǎn)生蠕變變變形，會因因為變形壓力力過大而對結(jié)結(jié)構(gòu)體發(fā)生破破壞。由于輕輕質(zhì)泡沫土具具有低彈抗震震的特性，使使其在發(fā)生較較大的變形之之后，不會發(fā)發(fā)生整體破壞壞。因此輕質(zhì)質(zhì)泡沫土作為為隧洞的填充充材料，可承承擔(dān)吸收變形形壓力，改善善結(jié)構(gòu)體受力力的大小。輕質(zhì)泡沫土彈彈性模量與抗抗壓強度呈線線性關(guān)系，工工程上一般取取值彈性模Ec=250qμ輕質(zhì)泡沫土的的耐久性、穩(wěn)穩(wěn)定性耐久性、穩(wěn)定定性輕質(zhì)泡沫土屬屬水泥類的材材料，使用壽壽命與混凝土土同等，具備備極好的耐久久性。當(dāng)輕質(zhì)泡沫土土離路面頂面面大于25CM時，汽車動荷荷載（接地壓壓強為0.70Mpa)引起的附加應(yīng)應(yīng)力不超過總總應(yīng)力的1/5(0.14Mpa),若輕質(zhì)泡沫土土強度取疲勞勞值均值0.88Mpa,其應(yīng)力比Y=0.16,則輕質(zhì)泡沫土土路基可使用用N≈1029次。顯然，輕質(zhì)泡泡沫土路基足足夠抵抗汽車車動荷載，同同時其使用年年限完全足夠夠。結(jié)論：泡沫輕輕質(zhì)土的強度度足夠抵抗汽汽車動荷載，，其使用年限限要遠遠大于于路面的使用用年限。環(huán)保特性：輕質(zhì)泡沫土對對土壤、水、、空氣等自然然環(huán)境均無污污染作用；同同時輕質(zhì)土應(yīng)應(yīng)用于填充工工程中，可避避免高填高挖挖的破壞，環(huán)環(huán)保優(yōu)勢明顯顯。輕質(zhì)泡沫土的的適用情況工況常規(guī)工法缺陷輕質(zhì)泡沫土工法優(yōu)勢一般軟基路段1.復(fù)合地基工程不易控制2.樁基造價較高，尤其是旋噴樁和管樁3.施工復(fù)雜，工期較長1.綜合造價比旋噴樁、預(yù)制管樁低2.施工質(zhì)量可以控制，施工便捷工期快橋臺背處理1.常規(guī)做法工后沉降難控制2.穩(wěn)橋時需要高強橋臺結(jié)構(gòu)1.可有效控制工后沉降2.臺背無測壓，橋臺結(jié)構(gòu)可大幅度優(yōu)化道路改擴建1.放坡施工，征地和拆遷無法避免2.施工工期長，施工質(zhì)量難以保證1.直立填筑，避免征地或拆遷2.工期短，解決新老路基差異沉降地下結(jié)構(gòu)、地下管線路段1.荷載過大或復(fù)合地基施工會破壞地下管線或地下結(jié)構(gòu)2.不處理則引起沉降破壞1.荷載小，地下結(jié)構(gòu)或管線的承壓小，不易破壞、避免深層處理擾動2.控制沉降，避免破壞山區(qū)陡峭路段1.穩(wěn)定性難控制2.高強支護或高寬放坡，破壞環(huán)境1.可有效控制路基穩(wěn)定2.保護自然地質(zhì)環(huán)境輕質(zhì)泡沫土軟軟基路段覆土土換填軟基路堤常見見的病害軟基路堤常見見的病害道路失穩(wěn)破壞壞軟基路段常見見做法采用旋挖樁施施工工藝預(yù)制管樁工藝藝處理復(fù)合地基法水泥攪拌樁工工藝碎石樁成本高軟基路段常見見做法排水固結(jié)法塑料排水板聯(lián)聯(lián)合堆載塑料排水板真真空預(yù)壓工期長，效果果不理想軟基路段常規(guī)規(guī)處理工法EPS路堤彈性模量大，，后期工后易易發(fā)生沉降，，成本較高壓實度很難達達到要求，施施工周期長輕質(zhì)路基處理理法輕質(zhì)泡沫土軟軟基路段覆土土換填如采用輕質(zhì)泡泡沫土施工情情況下，在軟軟基路段采用用輕質(zhì)泡沫土土填筑路基，，可減少路基基自重，不用用常規(guī)的預(yù)壓壓沉降期，施施工速度塊并且原地面以以下每換填1m輕質(zhì)泡沫土，，可減載10~12Kpa荷載，工程上上3~5米高度的路基基填筑如采用用輕質(zhì)泡沫土土填筑，相當(dāng)當(dāng)于1.2~2.2m高度的常規(guī)路路基，基本上上可不進行軟軟基處理輕質(zhì)泡沫土與與復(fù)合地基做做比較小結(jié)：：復(fù)合地基處理理輕質(zhì)泡沫土路路基處理1.造價有明顯優(yōu)優(yōu)勢2.施工便捷高效效3.工后沉降可控控4.使用年限更長長軟基處理工程程案例天津中央大道道項目軟基處理工程程案例浙江S75省道南延椒江江段軟基填筑筑工程原設(shè)計塑料排排水板+堆載預(yù)壓工后沉降大，，工期較長，，后來變更為為輕質(zhì)泡沫土土。（二）橋臺背回填橋臺背項目施施工案例南水北調(diào)焦作段輕輕質(zhì)泡沫土施工橋臺背項目施工案案例天津安陽橋跨海河河項目橋臺背項目施工案案例四川南充迎賓大道道項目（三）橋梁減跨長春隧道橋橋臺背背后臺填土高達22米，填土?xí)古_后后產(chǎn)生巨大的水平平推力，對橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)不利，需采用用擋墻結(jié)構(gòu)。常規(guī)規(guī)的擋墻采用扶壁壁式擋土墻加筋土土擋墻，但扶壁式式擋墻對基礎(chǔ)要求求承載力高，墻身身位移大。加筋土土擋墻基礎(chǔ)承載力力要求600KPA，上述兩個方案每每延米造價8萬元，所以本次設(shè)設(shè)計采用了輕質(zhì)泡泡沫土進行橋臺背背填筑，最高填筑筑達22米，創(chuàng)國內(nèi)填筑高高度施工之最。（四）地下大跨度度結(jié)構(gòu)工程覆土減減荷1、天津西站交通樞樞紐配套市政工程程地鐵1號線換填項目天津西站交通樞紐紐建設(shè)工程是集高高速鐵路，城際鐵鐵路、普通鐵路、、長途客運、城市市軌道交通、市區(qū)區(qū)公交、出租車和和停車為一體的綜綜合交通樞紐。天津地鐵1號線，是上世紀(jì)80年代建設(shè)的老式箱箱體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)狀地地面標(biāo)高大沽高程程2.02米~2.53米，規(guī)劃標(biāo)高+4.5米左右。地鐵上方方增加覆土2~2.5米，等于說每平方方米的范圍內(nèi)增加加將近50KN的荷載，影響了地地鐵運營的安全。。為滿足地鐵1號線既有箱體結(jié)構(gòu)構(gòu)的安全，采用輕輕質(zhì)泡沫土填筑，，對地鐵上部進行行取土換填，使其其滿足結(jié)構(gòu)頂板受受力相關(guān)要求。河南華泰公司負責(zé)責(zé)配合總包施工單單位進行輕質(zhì)土換換填施工，用時40天，換填數(shù)量3.2萬立方，圓滿完成成輕質(zhì)土換填工作作，項目上受到上上級單位嘉獎。上圖示為上海祁連連基地配套市政道道路與上海地鐵7號線交匯處處理方方案。原地形地貌：上海海祁連基地瑞豐路路與地鐵7號線交匯，規(guī)劃前前是條支線道路，，規(guī)劃后要作為市市政主干道。地鐵鐵頂部距離路面層層8米，堆土荷載已經(jīng)經(jīng)滿足了頂板結(jié)構(gòu)構(gòu)受力。如果再增增加荷載的話勢必必會對隧道主體結(jié)結(jié)構(gòu)有所影響。為為了安全起見采用用輕質(zhì)填料來解決決該問題。方案1：采用EPS進行填筑：EPS板由工廠運輸?shù)浆F(xiàn)現(xiàn)場人工堆砌，EPS板頂面還需要鋪設(shè)設(shè)鋼筋混凝土應(yīng)力力擴散層，施工周周期與輕質(zhì)土相當(dāng)當(dāng)。且EPS成本貴方案2輕質(zhì)泡沫土可直接接現(xiàn)場澆筑，生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)備完全自動化化，每臺機器每小小時可澆筑輕質(zhì)土土100m3，每天可澆筑輕質(zhì)質(zhì)土至少1000m3，施工速度快。如如工期緊張可增加加施工機械，減少少工期。2、地鐵與道路交匯匯處結(jié)構(gòu)減荷3、拱橋填充結(jié)構(gòu)減減荷常規(guī)填料會導(dǎo)致拱拱橋受力荷載增大大，并且狹小區(qū)域域不宜填充密實，，施工比較費事。。采用輕質(zhì)泡沫土回回填：具有自流平平特性，狹小區(qū)域域可以澆筑密實。。材料自身荷載輕輕、對拱橋結(jié)構(gòu)起起到保護軟墊作用用。（五）道路改擴建建中加寬路基填筑筑輕質(zhì)泡沫土具有容容重輕、流動性好好、固化自立性的的特點，用于道路路擴寬工程中有以以下一些優(yōu)勢：1、垂直填筑、節(jié)約約用地、減少拆遷遷。在舊路基礎(chǔ)上上加寬減少新征土土地。2、可大幅度降低填填土的荷重，減少少新老路基差異沉沉降3、通過管道輸送，，所需施工作業(yè)面面小，對目前改擴擴建中交通影響小小。4、施工周期短，給給投資者帶來提前前效益。（六）山區(qū)斗陡峭峭路段路基填筑當(dāng)公路線路經(jīng)過山山區(qū)陡峭路段時，，采用輕質(zhì)泡沫土土的優(yōu)勢：1、固化自力性，避避免了高填高挖帶帶來的高邊坡支護護代價及對環(huán)境的的破壞問題。2、降低填土荷載，，原山體采用臺階階式可增加輕質(zhì)泡泡沫土于山體的摩摩擦力，能起到更更好的銜接作用，，保證了穩(wěn)定性。。（七）輕質(zhì)泡沫土土在隧洞注漿中應(yīng)應(yīng)用輕質(zhì)泡沫土在隧洞洞注漿的優(yōu)勢：1、輕質(zhì)泡沫土施工工點與澆筑點可分分離作業(yè)，占據(jù)空空間小。2、澆筑后可固化，，不用機器振搗或或碾壓的優(yōu)勢。3、在隧洞二次襯砌砌采用的話因其獨獨特的低彈抗震特特性，會起到軟墊墊作用4、與普通混凝土相相比，采用輕質(zhì)泡泡沫土回填注漿具具有施工簡便，回回填速度快、回填填密實度高、綜合合成本低等特點。。（八）地下管線周周邊空隙輕質(zhì)泡沫土的高流流動、填充自密實實、保溫隔熱等特特性可在地下管道道中應(yīng)用1.施工便捷、不用振振搗壓實，狹小區(qū)區(qū)域都能密實。2.具有很好的保溫特特性，在一些開挖挖的輸油管道周邊邊使用會起到很好好的保護作用。輕質(zhì)泡沫土