一、泡沫輕質(zhì)土的特點(diǎn)泡沫輕質(zhì)土1986年由日本道路工團(tuán)成功應(yīng)用于道路工程后,于2001年由廣東省從日本引進(jìn),并逐漸在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用,具有如下主要特點(diǎn):1、重量輕:重度可在0.25~1.65噸/方依據(jù)工程需要調(diào)節(jié),可用于軟基、臺(tái)背回填等對(duì)加載或沉降敏感的換填工程。2、抗壓性好:立方體抗壓強(qiáng)度可在0.3~8MPa之間依據(jù)工程需要調(diào)節(jié),可用于公路、鐵路、站場(chǎng)等需要一定抗壓性能的工程。3、耐久性好:性能屬于輕質(zhì)水泥類(lèi)材料,耐久性與水泥砼類(lèi)似,可廣泛應(yīng)用各種適宜的結(jié)構(gòu)工程。4、保溫性好:泡沫輕質(zhì)土內(nèi)具有大量氣泡,導(dǎo)熱系數(shù)小,具有較好的保溫性能,可應(yīng)用于我國(guó)東北、青藏高原等極寒地區(qū)。
5、自穩(wěn)性好:作為水泥類(lèi)成都泡沫輕質(zhì)土材料,泡沫輕質(zhì)土在硬化后具有良好的自立性,可廣泛應(yīng)用于新舊路基加寬、高山峽谷區(qū)道路拼寬等地段,可節(jié)約大量土地資源。
6、施作便捷:泡沫輕質(zhì)土采用發(fā)泡劑發(fā)泡后與水泥混合攪拌,利用泵送的方式澆灌于由預(yù)制4cm模板、波紋板等材料形成的工程區(qū),可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸送澆灌,每小時(shí)工作量可達(dá)100方,在工期緊張的工程中具有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。7、環(huán)保性好:泡沫輕質(zhì)土性無(wú)機(jī)質(zhì)材料,發(fā)泡劑不含苯、甲醛等有害物質(zhì),對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。8、經(jīng)濟(jì)性好:經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,泡沫輕質(zhì)土在國(guó)內(nèi)的合理工程綜合價(jià)(包含從原材料直至工程成型)約為220~350元/方,并呈現(xiàn)用量越大,單價(jià)越低的特點(diǎn)。......
二、兩處泡沫輕質(zhì)土優(yōu)化抗滑樁工點(diǎn)的案成都泡沫輕質(zhì)土例
1、某公路以半填半挖的形式通過(guò)斜坡中部,坡體上部為稍密~中密的碎石土,下伏產(chǎn)狀反傾的中風(fēng)化砂巖,自然坡體穩(wěn)定。技術(shù)人員擬采用2.0×2.5×35m@5m的路肩式抗滑樁進(jìn)行支擋加寬。
圖1 擬采用的工程地質(zhì)斷面圖
從工程地質(zhì)條件看,該段碎石土自然坡體穩(wěn)定,現(xiàn)路基采用半填半挖的形式,且挖方大于填方,故工程的合理施作不會(huì)降低坡體的穩(wěn)定性,采用抗滑樁支擋加寬的工程規(guī)模偏大,經(jīng)濟(jì)性較差,且施工周期偏長(zhǎng)。
基于此,在填方路堤段采用重量輕、自穩(wěn)性良好、工程施作便捷,高5.5m的泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行加寬,從而進(jìn)一步減輕了工程斜坡的重量,而有利于坡體的穩(wěn)定。且為進(jìn)一步提高坡體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,在內(nèi)側(cè)路塹邊坡部位設(shè)置長(zhǎng)12m的成都泡沫輕質(zhì)土仰斜排水孔疏排土巖界面部位的地下水,從而有效確保了坡體的長(zhǎng)治久安。
圖2 優(yōu)化后的工程地質(zhì)斷面圖
該方案工程造價(jià)約為原抗滑樁方案的10%,施工周期為原方案的5%,是一個(gè)相對(duì)更優(yōu)的方案。
2、某公路以填方的形式通過(guò)斜坡中部,坡體上部為稍密~中密的碎石土,下伏產(chǎn)狀反傾的中風(fēng)化砂巖,自然坡體穩(wěn)定。技術(shù)人員擬采用2.0×2.5×47m@5m的路肩式抗滑樁進(jìn)行支擋填筑,其中每根抗滑樁上設(shè)置了4孔長(zhǎng)度為23~36m的預(yù)應(yīng)力錨索,路堤填方最大高度約20m。
圖3擬采用的工程地質(zhì)斷面圖
從工程地質(zhì)條件看,該段碎石土自然坡體穩(wěn)定,現(xiàn)路基高填路堤的形式通過(guò),將嚴(yán)重降低工程斜坡的穩(wěn)定。而技術(shù)人員采用錨索抗滑樁進(jìn)行支擋的工程處成都泡沫輕質(zhì)土治措施,工程規(guī)模偏大,經(jīng)濟(jì)性較差,且施工周期偏長(zhǎng),工程難度大,是一個(gè)欠合理的技術(shù)方案。
基于此,在填方路堤段采用重量輕、自穩(wěn)性良好、工程施作便捷,地面以上最大填高18m的泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行路堤填筑。其中路堤部分采用W3型泡沫輕質(zhì)土,即最大為18m高的泡沫輕質(zhì)土重量為54KN/方,相當(dāng)于填高2.5m左右的普通填料填方重量。
因此,為有效減小工程填方加載形成的附加應(yīng)力對(duì)工程斜坡的不利影響,對(duì)原自然斜坡采用挖除2.5~3.5m后再行采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行填筑的方案,從而將換填和車(chē)輛荷載引起的附加荷載基本上進(jìn)行了有效平衡,也就極大限度的減小了路堤填筑對(duì)工程斜坡的穩(wěn)定性影響。
此外,為提高填方路堤的穩(wěn)定性,在泡沫輕質(zhì)成都泡沫輕質(zhì)土土外側(cè)底部設(shè)置兩排縱橫向間距1.5m,直徑為140mm,長(zhǎng)20m的微型樁對(duì)泡沫輕質(zhì)土和碎石土的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高,并在路基后部的堆積體厚度較小的部位設(shè)置深3.0m的截水盲溝,對(duì)后部山體的匯水面積較大的地下水進(jìn)行截排,從而有效確保了填方路堤的長(zhǎng)治久安。
圖4 優(yōu)化后的工程地質(zhì)斷面圖
該方案工程造價(jià)約為原抗滑樁方案的15%,施工周期為原方案的5%,是一個(gè)相對(duì)更優(yōu)的方案。因此,泡沫輕質(zhì)土的合理應(yīng)用對(duì)解決工程問(wèn)題具有非常好的獨(dú)特之處,這在四川省2013年首次在海拔近3800m的川藏公路G317線羅鍋梁子由筆者提出和咨詢(xún),由四川省交通設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)和武警部隊(duì)施工以來(lái),目前已在四川開(kāi)始廣泛應(yīng)用。而在我國(guó)西藏、新疆、成都泡沫輕質(zhì)土甘肅、青海等地形地貌險(xiǎn)峻的西部省份,泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用還近于空白或剛剛起步,也具有廣泛的應(yīng)用天地,希望這一天能早日到來(lái)。需要注意的是希望泡沫輕質(zhì)土能合理應(yīng)用,既要避免不敢應(yīng)用的妖魔化(“螃蟹”總有第一個(gè)人要吃,何況我國(guó)現(xiàn)在吃“螃蟹”的省份太多了,要善于引進(jìn)消化吸收,加之有各行各業(yè)的規(guī)范加持,要敢于去吃泡沫輕質(zhì)土這只“肥螃蟹”),也要避免包打天下的萬(wàn)能化(任何東西都有使用的邊界條件,不能把一個(gè)人或物神化,畢竟一個(gè)人的能力或一種材料都有其能力不及企及或無(wú)法滿(mǎn)足應(yīng)用的條件限制)。萬(wàn)事萬(wàn)物都有缺點(diǎn)而不是完美的,萬(wàn)事萬(wàn)物都有天生我材必有用的屬性,量力而行,適材而用就好。