泡沫混凝土在城市路桥过渡段中的应用
摘要
关键词
路桥过渡段;台后回填;泡沫混凝土
正文
路桥过渡段是连接路面和桥梁的部分,处于两种不同结构形式的过渡区域。由于地质条件、施工技术等原因,路桥过渡段容易出现沉降问题。这不仅扰乱了正常交通秩序,而且可能导致桥梁结构的损坏和安全隐患。
1.工程概况
王尖路(机场大道-瓯海大道)位于浙南科技城南核心区,属市政道路新建工程,北起机场大道,南至瓯海大道辅道,设计起点桩号K0+026.48,设计终点桩号K2+736.25,道路总长2.71km,道路规划红线宽度为28m,全线设置桥梁4座。道路等级为城市次干道,设计车速为40km/h。
王尖路工程地基为典型的温州软土地基,表明存在1~2m的硬壳层,下部淤泥层30m厚,工程地质性质极差,具有高压缩性、低承载力、抗剪强度低、含水量高、孔隙比大、灵敏度高等特点,路基填筑时易产生过量的沉降及不均匀沉降,地质较差,属软土路基。按照规范要求,次干道一般路段允许工后沉降≤30cm,桥台与路堤相邻处≤10cm,根据沉降计算,王尖路填河路段、高填土路段及桥台后路段均不满足工后沉降控制标准。因此,需对填河路段、高填土路段及桥台后进行软基处理,本文主要阐述王尖路朱宅门前河桥台后泡沫混凝土回填处理。
图1桥台后路段软基处理示意图
2.泡沫混凝土的特性
本文介绍了一种以水泥、砂浆及空气发泡剂为原料,研制了一种新型的泡沫混凝土材料。这种特殊的工作特性决定了它在市政道路建设领域有着广泛的应用前景。首先,它的隔声、隔热效果好,能够降低车辆行驶时的噪声,降低能耗。其次,由于泡沫混凝土具有轻质、低密度等优点,可以有效地减轻车辆对道路的荷载作用,从而增加桥梁的承载力。同时,泡沫混凝土还具有较好的防渗性能,可有效地提高桥梁-市政道路转换区段的服役年限。
降低成本。泡沫混凝土还具有较低的密度。与一般的水泥相比,发泡混凝土具有较小的密度,因而质量也较轻。这样,这不仅减少了建筑物自身的负荷,而且减轻了工作人员的劳动强度,提高了工作效率。该方法适用于多种类型的建筑物,降低了工程建设的难度,缩短了工期。
利于防保。过去所用的常规台后填料,如石灰土、粉煤灰等,在施工过程中,会产生大量的扬尘,对周边环境造成严重的污染,特别是平原区高速公路建设期间,所产生的大量扬尘,严重影响周边大气环境。而以泡沫混凝土为基础的台后填料,因其独特的施工工艺,可有效降低其对环境的污染,达到环境保护的目的。
3.路桥过度段产生沉降的原因
地质条件是路桥过渡段沉降的重要因素。土层厚度、土层类型和地下水埋深等因素均对转换断面的稳定性有一定的影响。比如,由于软土的存在,公路桥梁过渡地段容易发生基础沉降
施工质量是造成路桥过渡段沉降的关键因素。由于其施工质量的好坏,导致了路基沉降。在工程实践中,由于土方开挖和回填土的质量不佳,往往会造成过渡区的内部结构不稳定。另外,在工程建设中,若未将地基的固结变形等因素考虑在内,同样会对过渡区的沉降造成不利的影响。
4.泡沫混凝土在路桥过渡段的作用
泡沫混凝土具有高的流动性,低的重度和可调整的强度;质量轻、强度高、稳定性好,在建筑物的补偿地基中有较多的工程运用。
泡沫混凝土回填台后可有效地减轻土地的重量负荷,且与常规混凝土相比,其密度更小,可降低回填土方时对场地的压力。这种处理方法特别适用于软土地区,可以有效地改善基础的承载力、增强土体的稳定性,并且不会对支挡结构产生横向力;它可以竖向填充,从而减小了对桥台的土压力,具有良好的自密性,无需振捣、碾压即可进行施工;由于施工扰动,基础沉降较小。
桥头跳车的防治,是指在市政道路桥头和伸缩缝的不同沉降或伸缩缝的损坏,导致道路的纵向坡度出现阶梯状,在车辆经过时会发生跳跃的现象。利用泡沫混凝土轻质、整体性好等优点,将其用作桥梁-公路桥梁过渡段的填料,可有效减小此类差异沉降,防止桥头跳车。
5.泡沫混凝土台后回填施工方法
5.1施工工艺流程
按照设计要求,通过试验选择合适的配比→掺加发泡剂、水、水泥→掺入泡沫砼→在施工现场铺设泡沫砼→抹平收光→浇水养护。
5.2施工方法
(1)施工准备
根据国家规范、设计图纸、合同文本、施工条件及本规程的有关规定,施工前应进行施工配合比试验,泡沫混凝土要求见表1。
表1泡沫混凝土参数要求
序号 | 最小容重等级 | 最小强度等级 | 流动度 | 吸水率 | 气泡率 |
1 | W6 | CF0.8 | 180±20mm | ≤8% | 65% |
泡沫混凝土水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥,发泡剂应为合成类高分子表面活性剂,密度0.93~0.98g/m3,发泡半衰期(稀释60倍)>24h,PH值6~8,低温稳定性-5℃不变质,泌水量(稀释60倍)<80ml,沉降距<5mm,泡沫密度50KG/m3,游离甲醛≤1.0g,泡沫宜采用压缩空气与发泡剂水溶液混合的方式产生,严禁采用搅拌发泡生产泡沫。
(2)基础施工
基坑开挖前,应进行测量定位,标识开挖线。
基坑开挖和处理:
①基坑应按设计要求进行二次开挖,台阶宽度不小于1.0;
②基坑做好防、排水工作;
(3)泵送混凝土
采用专门的制备机(发泡发生器)制备原理为物理方法,选择TH-50B型发泡设备,将起泡剂经空压机送入自动化设备中制备成泡沫。泡沫混凝土的浇筑施工应采取配管泵送法,分层进行。在浇注过程中,浇注管道的出料口与浇注表面保持一致。泡沫混凝土单层浇筑厚度,狭小面积可以按小于1m进行浇筑,其它的浇注厚度为0.3-0.8m控制。在泡沫混凝土顶部及底部30-50 cm范围内,铺设一层直径为Φ6@5cm*5cm的钢筋网片,各层之间间隔不超过50 cm,纵向与横向重叠20 cm。浇筑完毕后,立即用塑料膜或土工织物覆盖,养护3天。当上层的泡沫混凝土浇注完毕后,立即用塑料膜或土工织物盖住,并且严禁机械在上面走动,上层的泡沫混凝土要在28天之后才能进行。避免影响到泡沫混凝土。
图2朱宅门前河桥台后泡沫混凝土钢筋网片铺设及浇筑
图3朱宅门前河桥台后泡沫混凝土养护
(5)泡在泡沫混凝土浇筑过程中,沿填料长度方向每隔10-15 m设一条横向施工缝,其最上层的泡沫混凝土按2%的宽度设置一个小台阶,用桥头搭板或加筋混凝土板调平;填料长度大于15米时,其沉降缝的间距为5~15m,在基础处理的改变区域内设置沉降缝,在断面改变变处增加设一条沉降缝,用20~30mm的聚乙烯或10~20mm的涂刷沥青板,用木夹板或沥青麻絮填充。
(6)其他不详之处参见《泡沫混凝土应用技术规程》(JGJ/T-341-2014)
6.结语
本文通过对泡沫混凝土在城市路桥过渡段的应用进行研究,证明了其在提高路桥过渡段性能、增加承载力和延长使用寿命方面的潜力。台后泡沫混土作为一种新型填充材料,在减少桥头跳车事故中具有潜在的应用价值,其在城市交通网络的建设中具有广阔的应用前景。然而,还需要进一步开展研究,探索泡沫混凝土在不同工程条件下的优化设计和施工技术,以实现其在城市路桥过渡段的大规模应用。
参考文献:
[1]高玉柱.泡沫混凝土在城市软土地基路桥过渡段处理中的应用[J].山西建筑,2018,44(24):3.
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