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公路桥梁台背回填泡沫轻质土施工工艺
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 公路桥梁台背回填泡沫轻质土施工工艺

泡沫轻质土作为一种轻质材料,是由物理与化学方法制成的。首先将发泡剂制备成泡沫,按照一定的比例和水、掺合料、水泥基胶凝材料以及外加剂等混合搅拌,最后对其进行硬化处理就得到泡沫轻质土。实际上,泡沫轻质土属于加气混凝土的一种,只是在加气混凝土中比较特别。泡沫轻质土在公路桥梁台背回填施工中的应用,可使桥头跳车的情况得到缓解,有利于人们行车舒适度的提升。

        一、泡沫轻质土的组成分析

  泡沫轻质土的基本构成包括发泡剂、胶结材料以及细骨料。其中,发泡剂为表面活性成分,发泡剂的水溶液与空气反应,可生成大量的泡沫。发泡剂可使液体表面张力降低,同时在液膜表面以电子层排列的形态呈现,将空气包围其中形成气泡,大量的气泡聚集在一起就成了泡沫。胶结材料主要包括主剂和辅剂:主剂主要包括水泥类,具有固结、强化土体骨架的作用;辅剂主要包括硅粉、石灰石粉以及粉煤灰等辅助材料,主要起催化以及早凝的作用,并且辅剂的添加也可以节约主剂的使用,降低施工的成本。细骨料一般采用优质砂,但是成本较高。因此更提倡采用施工废弃土,包括河沙、碎石粉以及石灰石粉等。在进行细骨料的制作时,需要进行相关试验,确保废弃土材料作为细骨料时的扩散度以及单轴抗压强度。

  二、泡沫轻质土的物理特性分析

  (一)轻质性和密度变化

  泡沫轻质土中的微小气泡群数目较多,其容重相比于一般的土体明显更小,并且泡沫轻质土的容重可通过土体中胶凝材料及气泡含量的调整而变化,能够在5-16 范围内变化。泡沫量的增加可使泡沫轻质土的容重减小。

  (二)流动性

  泡沫轻质土具有良好的流动性,可采用泵压进行一定距离的输送,在施工过程中比较方便。施工用水量对泡沫轻质土流动性的影响最大,在施工过程中,可通过水灰比的改变实现泡沫轻质土流动性的调整。

  (三)透水性

  通常胶凝材料的水化物会填充普通水泥固化类轻质土的土粒间隙,增加胶凝材料的用量,将降低其透水性。透水性的变化和砂土的粒度特性有关。具有强透水性的砂土,增大胶凝材料的使用,将导致透水系数明显下降。并且,固化轻质土养护随时间的推移,其将生成更多的水化物。泡沫轻质土含有泡沫成分,属于不饱和土的一种,其透水系数通常为 。

  (四)吸水性

  泡沫轻质土与水长时间接触后,将吸收一定的水分,导致自身密度增大。若泡沫轻质土在积水处使用,则需要做好防水措施,防止泡沫轻质土出现吸水的状况。

  三、泡沫轻质土的力学特性分析

  (一)单轴抗压强度

  泡沫轻质土具有较好的粘聚力,使用中需要对其单轴抗压强度进行检验。泡沫轻质土的制作,要求其单轴抗压强度应在 左右。增加泡沫的混合比,将降低泡沫轻质土的单轴抗压强度,而增加胶凝材料的使用,将导致单轴抗压强度也随之增加。此外,泡沫轻质土的单轴抗压强度也与材料制作所用水泥的质量有关。

(二)三轴压缩特性与破坏准则

  为泡沫轻质土开展以粘性土为试件的三轴压缩试验,使用普通的硅酸盐水泥作为胶凝材料。试验结果表明,泡沫轻质土正常状态下的破坏包络线具有几个内部摩擦角 的典型不饱和土的特性,结合试件波动以及 小的情况进行考虑,得出饱和轻质土的破坏准则的界限应为抗压屈服应力。

  (三)耐久性

  泡沫轻质土的主要组成成分包括水泥,所以其耐久性和水泥混凝土差别不大。通常根据循环荷载、干湿循环以及冻融循环等因素对强度的影响进行泡沫轻质土耐久性的研究。试验结果表明干湿循坏以及冻融循坏对泡沫轻质土强度所造成的影响不明显,在车辆循环荷载的条件下,泡沫轻质土的使用寿命相比于公路更长。

  四、公路桥梁台背回填泡沫轻质土施工工艺的分析

  (一)工艺原理分析

  第一、使地基附加应力减轻。软基沉降变形实际上与效应力原理有关。而泡沫轻质土的容重相比于普通填土更小,泡沫轻质土在台背过渡段回填的应用,可使地基附加应力相比于采用普通填土回填的附加应力更小,使工后的沉降量有效减小。

  第二、使桥台和路基的过渡更加平缓。相比于其他台背填料,泡沫轻质土在强度、压缩性以及刚度方面均占有优势,采用泡沫轻质土进行台背的回填,可使桥台结构和台背回填土的刚柔突变得到有效缓解,能够有效解除桥头跳车的问题。

  第三、过渡段纵向厚度渐变。台背回填泡沫轻质土的施工,采用过渡段纵向填厚渐变的方法,可使台背回填段的工后沉降更加平缓,同时结合桥头搭板的共同发挥作用,可使桥头跳车的问题得到有效解决。

  (二)施工流程及操作要点分析

  第一、划分施工范围。在施工准备阶段,首先结合施工要求以及施工水平划分建筑层与浇筑区,规划好浇筑施工的实施。

  第二、开挖路基。结合设计图纸的指示,开挖台背回填段的路基。

  第三、清理基底。将建筑区基底的杂物清除,使基底满足无松软土以及无积水的要求,对基底土层进行碾压,使其压实度满足 的标准。

  第四、进行临时模板的安装。根据施工方案进行临时模板的安装,考虑到泡沫轻质土较好的流动性,需要确保临时模板安装严密,避免发生漏浆等情况。

  第五、生成泡沫。对发泡剂进行稀释处理,然后将压缩空气加入发泡机当中进行泡沫的制作。在制造泡沫之前,务必确保发泡剂按照一定的比例稀释。

  第六、制备水泥浆。拌和站集中供应水泥浆,其应采用流量进行水泥浆拌和的计量。泡沫轻质土对水泥浆中的水泥强度要求不高,但前提是所用水泥之前必须经过消泡试验,从而确保其湿密度增加率符合标准。水泥浆应连续制备,在进行轻质土浇筑时,应避免出现局部初凝以及消泡等情况,对施工的质量造成影响。在施工现场应进一步搅拌水泥浆,从而使其满足无沉积、均匀的条件,并且将过滤网设置在出料口位置,避免存在较大的颗粒材料对甭管造成堵塞。进行施工时,需检测各车水泥浆重度,从而使水泥浆的质量与稳定性得到保障。

  第七、生成泡沫轻质土。通过混合水泥浆与气泡加压生成泡沫轻质土,在施工时,在机器启动的过程中,需科学调整其生产参数,从而使轻质土的流量以及湿密度均符合规范。

  第八、进行泡沫轻质土的浇筑。泡沫轻质土的浇筑应控制好单层浇筑厚度,使其在 的范围之内,同时控制好浇筑的时间。浇筑过程中,应确保分区模板的稳固,注意浇筑区间的密封处理。单个浇筑层及区间的浇筑应将浇筑时间控制在水泥浆初凝时间内,浇筑层的建筑遵循自下而上的原则。浇筑人员的浇筑操作必须按照规范进行。

  第九、成品保护。做好泡沫轻质土表面的遮雨处理,并且在浇筑硬化达到标准前,禁止车辆的通行。采用塑料薄膜对泡沫轻质土的表面进行保湿养护。此外,路面结构层的施工,应确保最后一层浇筑层达到一定的强度,在施工过程中,也应避免大型机械的直接碾压。
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