泡沫混凝土在公路高路堤段滑塌处治中的应用.pdf

78 铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i n g 文 章编 号 ： 1 0 0 3 — 1 9 9 5 ( 2 0 1 3 ) 1 1 ． 0 0 7 8 - 0 2 泡沫混凝土在公路高路堤段滑塌处治中的应用 吴颖峰 ， 夏 国权 ( 1 ． 浙江交通职业技术学院 路桥学 院， 浙江 杭州3 1 1 1 1 2 ； 2 ． 浙江锦豪交通工程有 限公 司， 浙江 杭州3 1 0 0 1 9 ) 摘 要 ： 结合 高速公路 高路堤 路段滑塌采 用泡沫 混凝土 处治 的应 用， 介 绍 了泡沫 混凝 土的物理 力 学性能 ， 施 工工 艺和要 求。 实践证明 ， 泡沫混凝 土能减轻填土 自重 ， 提 高路堤 的抗 滑稳 定性 ， 而且 能缩短施 工工期 ， 并 节省用地， 充分提高土地利用效率和工程质量。本文为泡沫混凝土技术在同类病害中的使用提供 了参考。 关键 词 ： 泡沫混 凝土 高路堤 滑塌 处 治 中图分类 号 ： U 4 1 8 ． 5 5 文献标 识码 ： A D O I ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 3 — 1 9 9 5 ． 2 0 1 3 ． 1 1 ． 2 5 强 降雨对公 路 路基 构 成 了严 重 威 胁 ， 既 要快 速 抢 修受强降雨影响的路堤 ， 又要保证工程质量 ， 并一次性 根治 路基 隐患 ， 是 高路 堤 工 程遇 到 的难题 。针 对这 些 问题 ， 国内学者展开 了一些研究 ， 邱路 阳等 着重分 析 了高填 方残 积土 路 堤滑 塌 与 降雨 的关 系 ， 对 强 降雨 入 渗导致 高填 方残 积土路 堤滑 塌机理 进行 了相关 参数 分 析 ， 还 研究 了土质 特 性 、 压 实 度 及湿 化 变 形 等 因素 ， 提 出了整治 方案 ； 张启汉 采用 了“ 抗 滑 锚杆 桩 ” 、 “ 重 力式锚碇板挡土墙” 方案实现对滑体关键部位 的锁定 和潜在滑移体 的阻止和约束 ； 蒋鑫等 采用三维快速 拉 格 朗 13 有 限差分 法 ， 建 立抗 滑 桩 加 固斜 坡 软 弱 地基 路堤的精细化数值分析模型 ， 提出了抗滑桩处治方案 。 泡 沫混 凝土是 一 种新 型建 筑 材 料 ， 通 常是 用 机 械 方 法将 泡沫 剂水溶 液 制 备成 泡 沫 ， 再 将 泡沫 加 入 胶凝 材 料浆 体 中 ， 制成 泡沫 料浆 ， 经混合 搅拌 、 浇筑 成型 、 养 护而成 的一 种多 孔 材料 。在 建 筑 工 程 中 ， 建 筑 节 能 材 料备 受欢 迎 ， 泡沫混 凝土 的应用 较为 广泛 ， 主要应 用 有 ： 泡 沫混 凝土砌 块 、 泡 沫 混凝 土 加 固地基 、 混凝 土 复 合 墙 板和轻 质墙 板 、 基础灌 浆 中的泡沫 混凝 土应用 、 现 浇屋 面泡 沫 混 凝 土保 温 层 。在公 路 高 路 堤 滑 塌 病 害处 治方 面 ， 泡 沫混凝 土 的应用研 究较 少 。 1 泡 沫 混 凝 土 工 程 应 用 杭新 景高 速公路 高路 堤路 段滑塌 是 由持续 降雨 和 短 时间特 大暴 雨造成 的 ， 大量雨 水汇集 ， 且 路侧 排水沟 不畅， 致使部分水直接流入路堤， 路堤填料及路基土强 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 0 5 - 2 0； 修回 日期 ： 2 0 1 3 - 0 8 - 1 5 基金项 目： 浙江省教 育厅科研资助项 目( Y 2 0 1 3 2 9 7 0 7 ) 作者简介 ： 吴颖峰( 1 9 7 7 一) ， 男 ， 浙江丽水人 ， 讲 师 ， 硕 士。 度 急剧下 降 ； 此外 ， 坡 脚路 堤挡 土墙 的泄 水孔 排水 不及 时 ， 增大 了侧 向土压力 ； 加 之路堤 较高 、 自重 大 ， 导 致该 路段 路 堤发生 滑塌 ， 引起交 通 中断 。为快速恢 复交 通 ， 确定使用泡沫混凝土对此高路堤进行路基恢复。 I ． I 泡 沫混 凝土 的物 理 力学性 能 1 ) 轻质性 。 由于材 料 的表 观密 度 可控 制 在 3 0 0～ 1 8 0 0 k g ／ m ， 因此 可 以减 轻 结 构 自重 ， 这不 仅 有 利 于 结 构体 稳定 ， 而且 可节 约材料 、 降低 工程造 价 。 2 ) 高流动性。泡沫混凝土的流动性强 ， 施工和易 性好 ， 浆料可以实现 自流平与 自密实 ， 通过泵送传输 ， 适合 于现场 的施 工 ， 且施 工工期 短 。 3 ) 固化 后 的 自立 性 。泡 沫 混凝 土 在 水 泥 材 料 初 凝后 就会形 成初 步 固化 ， 并具 有 自立性 ， 固化后 对周 围 土体就不产生推挤作用力 ， 可垂直填筑。 除 了以上 特性外 ， 泡 沫 混凝 土 还 具 有低 弹减 震 性 好 ， 耐久性能好 ， 良好的抗冻融性 ， 环保性能好等优点。 1 ． 2施工 用原材 料与 设计 要求 1 ) 施 工用原 材料 制备 泡沫 混凝土 的原材 料为 水泥 、 发泡剂 和水 ， 按 0 ． 6的水 灰 比控制 ， 发泡剂 掺量 为 0 ． 1 2 ％ 。 水 泥采用 上虞海 螺水 泥有 限责任公 司 ( P ． 0 4 2 ． 5 ) 散装 水 泥 。对 所采 用 的水 泥 进行 配 合 比试验 ， 并 经 试 验 室检 验 ， 各项 指标 均能 符合要 求 。 发 泡剂 又称起 泡剂 ， 是 能促 进 发 生泡 沫 以形 成 闭 孔 或联 孔结构 的物 质 。在本工程 中使用 wF 一 6 0 0合成 高分子 水泥 发泡剂 ， 它适 用 的温度 与湿度 范 围大 ， 制 成 的泡沫均匀 、 细微 ， 泌水率低 ， 耐久性长 ， 稳定性好 。施 工前应用水稀释 ， 一般可将其按 1 ： 5 0～l ： 7 0的比例混 合均匀 ， 然后才可制成泡沫加入胶凝材料浆体中使用。 施 工用 水采 用 附近 居 民生 活 用水 ， 利用 水 泵 抽 取 存放在 蓄水 池 中使用 。 2 0 1 3年第 1 1 期 吴颖峰等 ： 泡 沫混凝土在公路高路堤段滑塌处治 中的应用 7 9 2 ) 设计要求 设 计 中对 于泡 沫混 凝 土 的 湿重 度 、 2 8 d抗 压 强 度 及流动度等关键技术指标提出了明确 的要求 ： 湿重度 为 6 5～ 8 0 k N ／ m ’ ， 上部轻， 下部重。路堤上部 4 m高度 范 围 内取 为 6 5 k N ／ m ， 4 m 高 度 以下 取 为 8 0 k N ／ m ； 上部 泡沫 混凝 土 2 8 d抗 压 强 度 ≥0 ． 8 M P a ； 下 部 泡 沫 混凝 土 2 8 d抗压 强度 ≥1 MP a 。流动 度是 指 泡 沫混 凝 土在 自重 作 用下坍 落 产 生 的 最 大 水平 直 径 ， 对 其 要 求 为 1 8 02 0 mm。 1 ． 3坍 塌处 治方 案 在发生坍塌的范围内， 清除坍塌体表层松土 ， 将地 面 线挖成 多 级 台阶状 ， 台阶平 均坡 率 不 陡 于 1 ： 1 ， 浇筑 泡 沫混凝 土 前 ， 应 支立 模板 ， 并 在 台阶表 面覆 盖反 滤土 工 布 。泡 沫 混 凝 土路 堤 底 部 采 用 C 2 5混 凝 土 底 板 加 固 ， 厚度 8 0 c m， 底板 下设 3 0 e m碎石 整平 层 ， 该 层 下覆 反 滤土 工布 ， 整 平层 的基 础顶 部预 留铆 钉 ， 增 强与 泡沫 混凝土路堤的联结 ， 提高横 向抗 滑移安全储备。泡沫 混凝土路基下部 的底板外侧采用桩基挡墙 固脚 ， 彻底 消除路基整体向外侧发生位移 的可能性 。泡沫混凝土 路 基上 的路 面结 构 布置 ： C 1 5混 凝 土垫层 厚 5 e m +级 配 碎石 厚 3 0 c m +沥青 混凝 土面层 厚 2 5 c m( S B S改 性 A C 一 1 3 c ) ， 详见 图 1 。 泡沫 混凝 土 路 面结构 层 图 1 泡 沫 混 凝 土 用 于 商 路 堤 路 段 滑 塌 处 治 不 恿 1 ． 4泡沫 混凝 土 的施工 与养 生 1 ) 外侧 模 板 与沉 降缝模 板设 置 考虑到外侧模板主要起 到支撑作用 ， 并可循环利 用 ， 采用硬度较好的主角板。拉线安装 ， 通过木挡来支 撑 ， 浇 筑前 对模 板 表 面 进行 涂 油 ， 以便 于 更 好 地 脱模 。 拼缝间采用泡 沫胶填充 ， 防止漏浆 ， 破坏泡沫 混凝土 结 构 。 沉 降缝模 板 采 用 1 ． 2 e m 厚 木 质 胶 合 板 ， 表 面 光 洁。为保证线形的顺直， 在模板顶面采用方木加固， 拼 缝 间采用泡沫胶填充。沉降缝模板及木挡浇筑在泡沫 混凝 土 内 。 2 ) 泵送 浇 筑 将泡沫剂水溶液制备成泡沫， 然后在已混合好 的 水泥浆 中加入泡沫 ， 通过机械搅拌后制成 ， 拌合系统采 用全 自动电子设备计量 ， 并采用两级搅拌系统 ， 使水泥 浆 计量 精确 ， 搅拌 均匀 ； 发 泡和 混合 系统 主要通 过空气 压 缩装 置使 稀 释液 成泡 ， 压 力控 制在 0 ． 8 MP a ， 并 通 过 混合装置使水泥浆和气泡均匀混合 ； 泵送 系统采用螺 杆 泵 ， 使 气 泡混凝 土更 加稳 定 ， 保证 了 出料 的连 续性 和 高效性 。泵送采用 软管， 直径 5 c m， 施 工前 先进行送 水 ， 确保管道畅通。浇筑时， 浇筑管出料 口应与浇筑面 保 持水 平 。 浇筑 快至顶 层 时 ， 利用 人 工扫平 ， 采用 往后 直拉 的 方式拖 移 浇筑 管 ， 以确 保 泡 沫 混凝 土 表 面 平整 并 减 小 扰动 。浇 筑完 成 后 ， 及 时 用 水 进 行 洗 管 ， 直 至 清 水 排 出 ， 并保证污水排放不影响周围环境 。 3 ) 养 生 在浇筑完填筑体的顶层时 ， 采用土工布保湿养生 或塑料薄膜覆盖养生， 养生时间一般为 3 d 。如每层施 工 间隔时 间超 过 1 d时 ， 则 必须进 行 覆 盖养 生 ， 覆盖 时 间直至上层开始施工。初期养生时间为终凝后人行走 不产生脚 印为准。在养生期 内应避免 在上面堆积物 品 ， 禁止 人员 与车辆 在 上面走 动 ， 以免结 构层 内 的气泡 结构 被破 坏 。在 不 同 季 节 ， 养 护 要 求 不 同 ， 天 气 炎 热 时 ， 每天 浇水 2次 以上养 护 ， 而在寒 冷 季节一 般不 需浇 水养 护 。 2 结语 泡沫混凝土用于公路高路堤路段滑塌处治可减轻 填土 自重， 减少土体的滑动力矩 ， 提高路堤的抗滑稳定 性 ； 施工工期短 ， 可达到尽快通车的要求 ； 收缩坡脚 ， 节 约土地资源 。减少填挖工程量及原地形、 地貌的破坏 ， 消除工程的安全隐患 。该工程的处治经验可为同类工 程的泡沫混凝土技术使用提供参考。 参 考 文 献 [ 1 ] 邱 路阳 ， 刘毓氚 ， 李大 勇． 高 填方残积 土路堤 降雨滑塌 机理 与治理对 策[ J ] ． 岩土力学 ， 2 0 0 7 ， 2 8 ( 1 O ) ： 2 1 6 1 — 2 1 6 6 ． [ 2 ] 张启汉． 滑塌坡 问路基加 固设计及其稳定性研究 [ J ] ． 公路 ， 2 0 0 3( 9 )： 1 0 1 — 1 0 3 ． [ 3 ] 蒋鑫 ， 刘晋南 ， 黄明星 ， 等． 抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤 的 数值模 拟[ J ] ． 岩 土力学 ， 2 0 1 2 ， 3 3 ( 4 ) ： 1 2 6 1 — 1 2 6 7 ． [ 4 ] 蒋冬青． 泡沫混 凝土应 用新 进展 [ J ] ． 中国水泥 ， 2 0 0 3 ( 3 ) ： 4 6— 4 8． [ 5 ] 张磊 ， 杨鼎宜 ． 轻质泡沫混凝土的研究及应用现状 [ J ] ． 混凝 土 ， 2 0 0 5 ( 8 )： 4 4 ． 4 8 ． ( 责任 审编 王红)