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(神華集團(tuán)哈爾烏素露天煤礦)

1 氣泡混合輕質(zhì)土概述

所謂氣泡混合輕質(zhì)土，就是將固化材料參入到砂、黏土以及黏性土中而形成的一種氣泡混合土質(zhì)材料?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整起泡劑和固化材料的比重來(lái)保證氣泡混合輕質(zhì)土滿足工程使用要求。一般而言，氣泡混合輕質(zhì)土的密度調(diào)整范圍是5～15kN/m3，抗壓強(qiáng)度的調(diào)整范圍則是0.1～1.5MPa。

氣泡混合輕質(zhì)土主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)流動(dòng)性強(qiáng)，可以直接采用泥漿泵等施工設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，且運(yùn)送距離較大;(2)便于施工，輕質(zhì)土可以在非常狹小的空間內(nèi)在不需要碾壓和振搗的情況進(jìn)行施工;(3)硬化能力強(qiáng)，氣泡混合輕質(zhì)土只要滿足設(shè)計(jì)齡期，填土自立后作用于墻體的土壓力非常小，因此，它非常適合在小區(qū)間的場(chǎng)地內(nèi)施工;(4)耐久性能好，由于氣泡混合輕質(zhì)土本身就是屬于水泥材料，它與其他高分子材料相比，在耐久、耐熱、耐油等方面具有先天優(yōu)勢(shì);(5)強(qiáng)度較低，相比于混凝土，氣泡混合輕質(zhì)土的強(qiáng)度是比較低的，所以施工完畢后很容易進(jìn)行再開挖作業(yè)。

2 氣泡混合輕質(zhì)土路基加寬設(shè)計(jì)

某高速公路工程，由于交通量的增大需要進(jìn)行路基加寬處理。經(jīng)專業(yè)研究決定，采用氣泡混合輕質(zhì)土來(lái)進(jìn)行處理。工程要求加寬4.6m，考慮到輕質(zhì)土換填舊路堤后存在的應(yīng)力置換效應(yīng)，以及1.4m高的回填土荷載作用，加寬后的路基所承受的荷載將增加34.5kPa。

2.1 地基處理

該工程先前采用的是粉噴樁地基處理，最外的粉噴樁距離坡腳為3.5m，而新加寬的路堤是大于這個(gè)距離的，為確保沉降以及工程的穩(wěn)定，對(duì)于新加路堤處還需要軟基處理。軟基處理的范圍在K12+915～K13+095區(qū)段內(nèi)，采用了粉噴樁、CFG樁、砂墊層三種處理方案。

(1)在K12+915～K13+000標(biāo)段范圍內(nèi)，采用CFG樁進(jìn)行軟基處理，樁徑為50cm，深度控制在9.9～11.6m范圍。樁頂面需要鋪設(shè)一層0.5m厚的碎石墊層，在墊層內(nèi)再鋪設(shè)兩層的土工格柵。

(2)在標(biāo)段K13+000～K13+050內(nèi)，需要采用粉噴樁進(jìn)行軟基處理，樁徑為60cm，深度在10.4～12.6m之間，樁距為1.5m;樁頂面需要鋪設(shè)0.5m厚的墊層，墊層內(nèi)設(shè)置兩層的土工格柵。

(3)在K13+050～K13+095段內(nèi)，地基表面需要鋪設(shè)一層0.5m厚的墊層，在墊層里面還需要鋪設(shè)兩層的土工格柵。

2.2 路基加寬段設(shè)計(jì)

(1)在標(biāo)段K12+920～K13+095范圍內(nèi)進(jìn)行輕質(zhì)土路堤處理，填筑的寬度為4.85m。

(2)路堤的高度控制。為了確保路面排水順暢，需要在的頂面預(yù)先留置一定的空間。氣泡混合輕質(zhì)土需要填筑的高度控制在2.65m。此外，施工前需要測(cè)量人員對(duì)路堤的實(shí)際高度進(jìn)行測(cè)量，以便確定路堤采用何種填筑方式。

(3)預(yù)壓高度的控制。相比于輕質(zhì)土所產(chǎn)生的荷載，道路運(yùn)行期的路面荷載以及車輛荷載要大得多，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要事先對(duì)土體進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓高度為1.4m，此外還需要利用編制沙袋的辦法來(lái)進(jìn)行碼砌處理。

(4)輕質(zhì)土參數(shù)的確定。容重必須小于7.4kN/m3，即普通土容重的1/3，其抗壓強(qiáng)度大于480kPa。

(5)輕質(zhì)土與原路堤的結(jié)合處需要采用鋪設(shè)土工布進(jìn)行處理，而輕質(zhì)土的頂面和地面都需要鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，以加強(qiáng)連接。

(6)施工中需要挖除原路堤邊坡處的部分土體，然后再用輕質(zhì)土進(jìn)行回填加寬，這樣就能達(dá)到土體置換的應(yīng)力效果。在施工過(guò)程中需要密切注意防水問(wèn)題，以確保整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性。

(7)K13+000～K13+050段需要采用土釘對(duì)路堤結(jié)合處進(jìn)行處理，這個(gè)主要用于進(jìn)行結(jié)合處不同形式下處理效果對(duì)比分析。

(8)需要在輕質(zhì)土路堤上設(shè)置2cm的沉降縫，其間距為9m，縫隙需要采用瀝青材料進(jìn)行填充。

(9)輕質(zhì)土頂面進(jìn)行縱向分段，采用臺(tái)階狀進(jìn)行有效連接。

3 加寬段氣泡混合輕質(zhì)土路基施工工藝

3.1 軟基處理施工

氣泡混合輕質(zhì)土和原先地表是兩種不同的材料，為了確保兩者之間較好的連結(jié)性能，首先需要平整地基，并進(jìn)行夯實(shí)處理，在斜坡處需要開挖臺(tái)階，個(gè)別地方還需要設(shè)置防滑樁。另外，本工程因?yàn)榈叵滤惠^高，為了確保施工效果，還對(duì)地基表面和下層做了相應(yīng)的排疏工作。

該工程總工期為49d，其中工程準(zhǔn)備期為14d;邊坡的開挖、地基整平、CFG樁的施工共需15d;粉噴攪拌樁工期為8d;清除淤泥、二次開挖、完成檢測(cè)樁基共22d。工程量包括了CFG樁123根，總的樁長(zhǎng)為1463m，需要完成粉噴攪拌樁98根，總樁長(zhǎng)為1346m，此外，還需要完成124m3砂墊層、453m3的敷設(shè)碎石墊層施工任務(wù)。

3.2 保護(hù)壁或者模板

因?yàn)闅馀莼旌陷p質(zhì)土是具有一定流動(dòng)性的，因此，施工之前必須架設(shè)好模板或者保護(hù)壁。為了有效防止氣泡混合輕質(zhì)土出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，施工前一定要注意控制壁板閘、壁板與基礎(chǔ)間的縫隙，確保不出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。此外，還需要對(duì)模板和護(hù)壁進(jìn)行有效的加固處理，以確保模板和保護(hù)壁的強(qiáng)度、穩(wěn)定達(dá)到施工要求。

3.3 氣泡混合輕質(zhì)土澆筑施工質(zhì)量控制措施

(1)澆筑方法的確定。

為了保證氣泡混合輕質(zhì)土中氣泡的均勻性，施工過(guò)程中需要控制好振動(dòng)，不宜出現(xiàn)較大的振動(dòng)。氣泡混合輕質(zhì)土的澆筑需要從軟管的前端開始，出料口需要插入到氣泡混合輕質(zhì)土里面去，這樣就能起到氣泡、防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象。此外，雨天不能進(jìn)行施工作業(yè)。

(2)分層澆筑厚度的控制。

氣泡混合輕質(zhì)土澆筑施工后，由于其自身重量的影響，會(huì)使土體出現(xiàn)壓縮氣泡，正因?yàn)槿绱?，氣泡混合輕質(zhì)土在施工完成后，或多或少都會(huì)出現(xiàn)一定的沉降現(xiàn)象。氣泡混合輕質(zhì)土是一層一層澆筑的，每澆筑一層氣泡都會(huì)不斷出現(xiàn)，因此必須控制好氣泡混合輕質(zhì)土的澆筑厚度，既不能太厚也不能太薄，太厚會(huì)容易產(chǎn)生過(guò)多的氣泡，太薄就會(huì)致使上下層氣泡混合輕質(zhì)土接觸面增大，會(huì)減少氣泡量。實(shí)踐證明，氣泡混合輕質(zhì)土每次澆筑的厚度控制在0.3～0.7m范圍內(nèi)時(shí)，施工效果最好。需要指出的是，如果遇到工程施工部位比較小的情況，澆筑厚度達(dá)到0.9m以上，對(duì)于施工質(zhì)量沒(méi)什么影響。本工程根據(jù)合理計(jì)算，完成總方量為2454.2m3，共需要16d才能澆筑完成。

(3)養(yǎng)護(hù)。

氣泡混合輕質(zhì)土澆筑完工后，并不是每層都需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但是需要注意的一點(diǎn)就是必須在氣泡混合輕質(zhì)土固化后用濕潤(rùn)麻袋覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這樣做的主要目的就是為了防止?jié)仓旯ず笸馏w出現(xiàn)干燥裂縫。此外，如果遇到下雨天，也需要對(duì)固化后的氣泡混合輕質(zhì)土采取覆蓋處理。

(4)脫模。

正常施工情況下，模板、保護(hù)壁是可以不進(jìn)行拆除的，如果確實(shí)要進(jìn)行拆除，就必須通過(guò)系列的檢查，必須要?dú)馀莼旌陷p質(zhì)土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才可進(jìn)行拆除。

4 結(jié)語(yǔ)

氣泡混合輕質(zhì)土在工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊，尤其是在那些土地使用費(fèi)用較高、征地困難的地方優(yōu)勢(shì)更為明顯，其經(jīng)濟(jì)效益會(huì)得到很好體現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，氣泡混合輕質(zhì)土的理論研究也將不斷得到深化，施工操作會(huì)更加簡(jiǎn)易，從而不斷提高其使用性價(jià)比，對(duì)于我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

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