氣泡混合輕質(zhì)土在駁岸工程中的應(yīng)用

嚴(yán)燕娟，董蕃宗，劉華根

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海市200092)

氣泡混合輕質(zhì)土在駁岸工程中的應(yīng)用

嚴(yán)燕娟，董蕃宗，劉華根

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海市200092)

氣泡混合輕質(zhì)土由于其容重小、穩(wěn)定性好等特征，已逐漸被廣泛應(yīng)用在各個(gè)工程領(lǐng)域。結(jié)合上海青浦區(qū)駁岸工程實(shí)例，闡明氣泡混合輕質(zhì)土的形成原理及其施工技術(shù)，介紹了氣泡混合輕質(zhì)土在駁岸工程中的應(yīng)用，為類似工程的施工提供參考和借鑒。

氣泡輕質(zhì)土;駁岸工程;施工

0 引言

氣泡混合輕質(zhì)土(Foamed Mixture Lightweight Soil)是近年開發(fā)的新型土工材料。它指將制備的氣泡群按一定比例加入到由水泥、水及可選添加材料制成的漿料中，經(jīng)混合攪拌、現(xiàn)澆成型的一種微孔類輕質(zhì)材料［1］。由于加入氣泡群，該材料密度比一般土體小，且密度和強(qiáng)度可以調(diào)整，隔熱、隔音效果因?yàn)闅馀葑饔眉訌?qiáng)，施工方便，耐久性強(qiáng)。由于以上優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外已將其廣泛應(yīng)用于道路加寬，軟基處理，地鐵上方填土等工程領(lǐng)域［2］。

上海位于長江三角洲地區(qū)，水網(wǎng)發(fā)達(dá)，河道交錯(cuò)。駁岸工程中，有時(shí)為滿足景觀或市政道路需求，河道駁岸后填土較高，駁岸下需采用抗滑樁基滿足土坡整體穩(wěn)定要求。但常因駁岸下存在管線等其他障礙物，樁基施工困難。泡沫輕質(zhì)土為解決該問題提供了一種新思路。

1 工程背景

(1)工程概況

上海市青浦區(qū)徐涇港是該區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)水系的重要組成部分，承擔(dān)著青浦區(qū)腹地防汛排澇、航運(yùn)、轉(zhuǎn)換水體、水資源調(diào)度和美化自然環(huán)境等重要任務(wù)。因徐涇港橋改建，該工程按規(guī)劃對(duì)徐涇港橋下及橋兩側(cè)河道駁岸進(jìn)行改造。

(2)地質(zhì)參數(shù)

根據(jù)勘察資料顯示，擬建場地內(nèi)分布的土層自上而下可劃分為8大層及若干亞層，其中①層為人工堆填，②層～⑤層為全新世Q4沉積層，⑥層～⑧層為晚更新世Q3沉積層。地基土具體構(gòu)成情況見表1。

(3)駁岸設(shè)計(jì)

根據(jù)道路設(shè)計(jì)要求，徐涇港橋臺(tái)后道路標(biāo)高比原地坪提高約1.5 m，需對(duì)駁岸邊坡整體穩(wěn)定采用瑞典條分法進(jìn)行復(fù)核。經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)駁岸底板下滑弧面安全系數(shù)不滿足《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013)要求，需施打抗滑樁基。

但因徐涇港橋下存在燃?xì)夤?、?guī)劃電力管、規(guī)劃雨水管、規(guī)劃信息管以及規(guī)劃污水管等諸多管線，造成底板下樁基施工困難。其中部分管線仍在運(yùn)行，管線搬遷既難以實(shí)施也耗費(fèi)時(shí)間。該工程考慮在駁岸后采用氣泡混合輕質(zhì)土換填，降低駁岸后填土的荷載。

駁岸采用樁基方案與橋臺(tái)后換填輕質(zhì)土方案對(duì)比見表2。

經(jīng)過計(jì)算，輕質(zhì)土容重為8 kN/m3，換填土標(biāo)高從3.5 m至5.0 m，換填長度從橋臺(tái)后向道路側(cè)縱向延伸14 m。此方案無須施工樁基，保證了駁岸的整體穩(wěn)定，滿足了道路標(biāo)高要求，具體見圖1。

2 氣泡混合輕質(zhì)土施工

(1)氣泡混合輕質(zhì)土形成原理

氣泡混合輕質(zhì)土中氣泡的產(chǎn)生一般有預(yù)先形成方式、后形成方式和混合形成方式等。相比較于后兩種氣泡產(chǎn)生方式，預(yù)先形成方式發(fā)泡率較高，泡徑均勻，且能較好的控制氣泡的數(shù)量［3］，從而控制輕質(zhì)土的密度，運(yùn)用比較廣泛。

發(fā)泡液在發(fā)泡裝置中與壓縮空氣混合，制備成氣泡群，再與水泥漿機(jī)械攪拌，充分混合，生成泡沫混合輕質(zhì)土。然后將攪拌好的漿體澆筑入模，養(yǎng)護(hù)成型。具體過程見圖2。

表1 地基土構(gòu)成與特征一覽表

表2 駁岸采用樁基與橋臺(tái)后填輕質(zhì)土方案對(duì)比

圖1 徐涇港橋下駁岸換填土設(shè)計(jì)斷面圖

圖2 氣泡輕質(zhì)混合土制作流程

(2)輸送

攪拌完成后的氣泡輕質(zhì)土一般泵送。若采用翻斗車或預(yù)拌混凝土車輸送，輸送途中由于振動(dòng)作用氣泡消解，影響輕質(zhì)土重度，也降低其流動(dòng)性。泵送過程中，氣密性好，氣泡消解量極小，能保證其質(zhì)量要求。因此一般采用泵送。

(3)澆筑

氣泡混合輕質(zhì)土施工過程中應(yīng)避免過度振動(dòng)，其氣泡混合輕質(zhì)土半成品自泵送至出管澆筑時(shí)間限制在30 min內(nèi)，以減少因氣泡的消減對(duì)質(zhì)量的影響。

同時(shí)為保證澆筑質(zhì)量，每層澆筑厚度為25～50 cm，一般不宜超過50 cm。單個(gè)澆注區(qū)澆注層的澆注施工時(shí)間應(yīng)控制在水泥漿初凝時(shí)間內(nèi)，宜一次性澆注完畢，必要時(shí)最多分兩次澆注。澆筑時(shí)氣溫不低于15℃，最短澆筑間隔時(shí)間按8 h控制；否則，澆筑間隔時(shí)間應(yīng)不低于12 h。

(4)養(yǎng)護(hù)

若施工中遇雨，氣泡混合輕質(zhì)土在固化前表面應(yīng)采取遮雨措施，防止雨水破壞輕質(zhì)土中的氣泡，影響輕質(zhì)土的重度和強(qiáng)度。

氣泡混合輕質(zhì)土在澆筑過程中一般不需要每層都采取特別保護(hù)措施，但澆筑完成后為了防止由于急速干燥而產(chǎn)生裂縫，宜在表面采用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。

泡沫輕質(zhì)土澆筑硬化成型后，在強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，不宜直接進(jìn)入使用狀態(tài)。

3 結(jié)語

氣泡混合輕質(zhì)土作為一種新型的填土材料，容重約為普通土的1/3～1/2，能夠有效降低駁岸后回填土荷載，且自身具有一定強(qiáng)度，可在0.6～1.0 MPa內(nèi)調(diào)整采用，保證駁岸整體穩(wěn)定安全。同時(shí)，氣泡混合輕質(zhì)土流動(dòng)性良好，輸送距離遠(yuǎn)，無需振搗、壓實(shí)，對(duì)周圍環(huán)境影響小，施工便捷高效，隨時(shí)澆筑成型，當(dāng)駁岸工程遇到特殊條件限制時(shí)有一定的技術(shù)優(yōu)勢。

［1］ CJJ/T 177-2012，氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］ 蔡力，陳忠平，吳立堅(jiān).氣泡混合輕質(zhì)土及其應(yīng)用綜述［J］.公路交通科技，2005(22)∶71-74.

［3］ 李英姿.氣泡混合輕質(zhì)土在加固軟土地基中的應(yīng)用［J］.材料與裝備，2008(4)∶66-68.

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1009-7716(2015)08-0250-03

2015-04-03

嚴(yán)燕娟(1988-)，女，江蘇常州人，碩士研究生，工程師，從事港口碼頭及城市防洪設(shè)計(jì)工作。