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文档简介

1、流态泡沫塑料轻质混合土工作性试验研究摘要:在软弱土地基上修筑道路和桥梁,路基的沉降以及桥梁与相邻路基的差异沉降是长期困拢工程界的一大难题。而一般工程中所采用的地基处理方法总是难以很好的解决这些病害。路堤减轻目前成为国际上公认的防治由于不均匀沉降导致的桥头跳车等病害的最有效的方法之一,而使用轻质填土材料是路堤减轻工法中最为引人注目的方法。本文拟研究一种新型轻质填土材料流态泡沫塑料轻质混合土来实现路堤减轻。 关键词:不均匀沉降;桥头跳车;软基处理;轻质混合土;流动值 Lightweight foam mixed soil flow pattern of the work of the StudyY

2、e senDu gong faLu jin Abstract: In the soft soil based on the construction of roads and bridges, bridge and embankment settlement and differential settlement of embankment adjacent to the long-term poverty is a major engineering challenge rope. The general engineering approach used in the foundation

3、 is always a good solution to these diseases is difficult. Embankment to reduce the current to become internationally recognized prevention as a result of uneven settlement Bump and other diseases is one of the most effective way, while the use of lightweight fill materials in embankment constructio

4、n method to reduce the most compelling way. This study was a new type of lightweight fill materials - lightweight foam mixed soil flow pattern to achieve the embankment reduced. Keywords: differential settlement; Bump; soft ground; light mixed soil; flow value 近年来,随着我国经济的快速发展,基础设施建设发展迅猛,特别是一些交通设施项目如

5、高速公路、高速铁路等建设飞速发展,但出现了一些有待解决的工程难点问题。而轻质混合土就可以很好的处理软弱土地基,解决不均匀沉降、桥头跳车等工程难点问题1。轻质混合土作为一种新型的土工材料,无论是在工程价值还是从社会效益上考虑都有突出的优势,势必成为未来岩土及道桥工程中热门的研究领域之一2,3。 目前,我国成功使用轻质混合土的实例很少。浙江省交通规划设计研究院首次采用了SLS新型填土材料进行台背回填4,解决了稳定、沉降、工期、环保等方面的难题,工法采用类似水泥稳定土的碾压工艺施工,从通车几年的情况来看效果良好。但是,这次应用存在着碾压施工工艺不适合桥台台背等狭小工作面的施工等一些问题。结合国内外的

6、研究成果以及施工现状,针对以上一些问题,本文研究根据桥台台背施工的特点,拟采用自密实免振混凝土类似的现浇施工工艺,且无需振捣工序;以EPS球粒、现场原料土、水泥、粉煤灰、水作为原材料混合拌制而成,即流态泡沫塑料轻质混合土。 一、流动值试验 对于流态泡沫塑料轻质混合土的工作性,包括流动性、抗离析性和抗泌水性三个方面。流动性是指混合土在自重的作用下可以有效填充密实结构物或结构狭小工作面的性质,另外两个性质抗离析性和抗泌水性则是轻质混合土质量和强度形成的保证,本文的试验主要以流动值试验来进行评价。 流态泡沫塑料轻质混合土要求和易性良好,避免出现EPS球粒上浮或分离(离析)现象,其新拌混合土的流动性是

7、决定施工自流平、高密实的重要指标,用流动值来表示,一般以180mm20mm为宜。本文试验参照其他轻质填土的流动值测量方法,制作了相应的流动值测量仪,其形状为不锈钢空心圆筒,内径为80mm,高为80mm,用来测定流态泡沫塑料轻质混合土的流动值。 流动值的具体测量方法为:先将不锈钢空心圆筒水平静置于摩擦系数相对较小的玻璃板或硬质塑料板上,流态泡沫塑料轻质混合土拌合完成后,用器皿均匀取出试料,将试料缓慢注满圆筒,使用小型振捣棒轻敲圆筒外侧,使试料均匀充满圆筒,轻轻刮去顶部多余的试料,使试料表面与圆筒的上端齐平,擦去圆筒周围溢出的以及筒壁上多余的试料,缓慢将圆筒垂直提起,静置30s后,同时观察试料是否

8、出现离析和泌水现象,用游标卡尺量出试料底面最大扩散直径,并量出与其垂直方向的扩散直径,计算平均值作为此次试验试料的流动值。 二、工作性及其影响因素研究 良好的工作性是流态泡沫塑料轻质混合土能够应用于实际工程中的一个重要影响因素,因此,对于其工作性的研究具有十分重要的意义。 1、水灰比和水泥比对工作性的影响 本文试验中的水灰比是指试验直接用水与粉状物原材料(包括水泥和粉煤灰两种)的质量比。从流动值试验过程来看,新拌合物工作性变化较大,同样测得的流动值变化也比较大,数值在80mm到290mm左右之间变化。这说明当水泥比发生变化时,同一水灰比的流动值发生的变化比较大,因此在进行配合比设计时,不能单独

9、以水灰比这一因素来控制流态泡沫塑料轻质混合土的工作性。而如果固定含水量42%不变,改变水泥比大小,试验得知,当含水量固定不变时,流态泡沫塑料轻质混合土随着水泥比的提高,流动值稍有下降,但下降幅度不大,基本上在试验误差的范围内。同样分析可以发现含水量在38%45%之间时,如果含水量固定一个数值不变,水泥比对新拌合物的流动值影响并不明显。 2、EPS球粒掺入比对工作性的影响 试验中的EPS球粒掺入比是指EPS球粒与原材料中固体材料的体积比,EPS球粒掺入比的大小对新拌合物的工作性影响较大,试验得到EPS球粒掺入比在0.30.5之间变化时,新拌合物的流动值随着掺入比的增大而增大,即在一定的范围内,E

10、PS球粒有增大流态泡沫塑料轻质混合土流动性的作用;但是当EPS球粒掺入比超过0.5时,拌合物的流动值大于250mm而趋于稳定,由观察试验的现场情况以及测量得知,这是由于当含水量满足流动值设计要求的数值而不发生变化时,EPS球粒含量太多,拌合物离析成泥浆在下、EPS球粒漂浮在上的泥浆状,导致混合土失去工作性,并出现泌水现象。这同时说明EPS球粒掺入比的变化会使拌合物的流动值发生较大变化,并可能导致离析现象的发生,因此,在进行流态泡沫塑料轻质混合土配合比设计时,应严格控制含水量和EPS球粒掺入比这两个因素。 3、上述几个因素影响的流动值测量工作都是在流态泡沫塑料轻质混合土拌合后立即测量所得,考虑到

11、实际的现场施工情况,可能会采取集中搅拌厂拌合后再运送到施工现场,因此,时间的变化可能会导致流态泡沫塑料轻质混合土的流动值下降,从而会降低混合土的施工性能。鉴于对此因素的考虑,进行了流动值随时间变化的测量试验。试验共测量包括初始流动值在内5个时间点的流动值,测量过程中每经过二十分钟搅拌一分钟,并立即测量其流动值。考虑到现场施工的条件,并结合试验分析的结果,对于流态泡沫塑料轻质混合土从拌合到回填浇筑应控制在半小时以内,因此,此次桥台台背回填工程的试验应用,采用现场拌合直接浇筑施工5。 另外,流态泡沫塑料轻质混合土中原料土的颗粒级配、水泥和粉煤灰的质量、EPS球粒的粒径大小以及混合土搅拌均匀程度等均

12、对其工作性有一定的影响。因此在混合土拌制之前,应确保原料土满足文中所提到的要求,水泥和粉煤灰要在规定的有效时间内使用,且结块要打碎过筛,EPS球粒尽量保证大小均匀,搅拌采用规定的强制搅拌机,并达到要求的搅拌时间,使混合土拌合均匀。 三、结论 由于流态泡沫塑料轻质混合土是轻质混合土的一种新型应用方式,物理特性是其作为新型土工材料的一个重要特性,而流动性是其物理特性的一个重要指标。本文得出的结论如下: 1、含水量和EPS球粒掺入比是影响流动性的主要因素,在一定范围内,流动值随含水量和EPS球粒掺入比的增加而线性增大,但达到一定数值后,变化趋于稳定,因此,在进行配合比设计时应严格控制含水量和EPS球

13、粒掺入比这两个因素。 2、在含水量不变的情况下,水灰比和水泥掺入比对混合土的流动值影响程度不大。时间对流态泡沫塑料轻质混合土的流动性影响较大,试验分析认为流态泡沫塑料轻质混合土从拌合到回填浇筑应控制在半小时以内为宜。 3、在进行流态泡沫塑料轻质混合土配合比设计时,可以确定EPS球粒掺入比在0.40.5之间变化,然后通过在38%50%之间调整含水量,控制混合土的流动值,当其流动值达到设计要求时,从而确定一定量混合土的用水量。 参考文献 1、陈忠平, 王树林. 气泡混合轻质土及其应用综述J. 中外公路, 2003, 235: 117-120 2、刘汉龙, 董金梅, 高玉峰. 轻质混合土技术开发与工程特性J. 岩土力学, 2005, 26s:

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