1、流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土工作性試驗研究摘要：在軟弱土地基上修筑道路和橋梁，路基的沉降以及橋梁與相鄰路基的差異沉降是長期困攏工程界的一大難題。而一般工程中所采用的地基處理方法總是難以很好的解決這些病害。路堤減輕目前成為國際上公認(rèn)的防治由于不均勻沉降導(dǎo)致的橋頭跳車等病害的最有效的方法之一，而使用輕質(zhì)填土材料是路堤減輕工法中最為引人注目的方法。本文擬研究一種新型輕質(zhì)填土材料流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土來實現(xiàn)路堤減輕。 關(guān)鍵詞：不均勻沉降；橋頭跳車；軟基處理；輕質(zhì)混合土；流動值 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 近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅猛，特別是一些交通設(shè)施項目如

5、高速公路、高速鐵路等建設(shè)飛速發(fā)展，但出現(xiàn)了一些有待解決的工程難點(diǎn)問題。而輕質(zhì)混合土就可以很好的處理軟弱土地基，解決不均勻沉降、橋頭跳車等工程難點(diǎn)問題1。輕質(zhì)混合土作為一種新型的土工材料，無論是在工程價值還是從社會效益上考慮都有突出的優(yōu)勢，勢必成為未來巖土及道橋工程中熱門的研究領(lǐng)域之一2,3。 目前，我國成功使用輕質(zhì)混合土的實例很少。浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院首次采用了SLS新型填土材料進(jìn)行臺背回填4，解決了穩(wěn)定、沉降、工期、環(huán)保等方面的難題，工法采用類似水泥穩(wěn)定土的碾壓工藝施工，從通車幾年的情況來看效果良好。但是，這次應(yīng)用存在著碾壓施工工藝不適合橋臺臺背等狹小工作面的施工等一些問題。結(jié)合國內(nèi)外的

6、研究成果以及施工現(xiàn)狀，針對以上一些問題，本文研究根據(jù)橋臺臺背施工的特點(diǎn)，擬采用自密實免振混凝土類似的現(xiàn)澆施工工藝，且無需振搗工序；以EPS球粒、現(xiàn)場原料土、水泥、粉煤灰、水作為原材料混合拌制而成，即流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土。 一、流動值試驗 對于流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土的工作性，包括流動性、抗離析性和抗泌水性三個方面。流動性是指混合土在自重的作用下可以有效填充密實結(jié)構(gòu)物或結(jié)構(gòu)狹小工作面的性質(zhì)，另外兩個性質(zhì)抗離析性和抗泌水性則是輕質(zhì)混合土質(zhì)量和強(qiáng)度形成的保證，本文的試驗主要以流動值試驗來進(jìn)行評價。 流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土要求和易性良好，避免出現(xiàn)EPS球粒上浮或分離（離析）現(xiàn)象，其新拌混合土的流動性是

7、決定施工自流平、高密實的重要指標(biāo)，用流動值來表示，一般以180mm20mm為宜。本文試驗參照其他輕質(zhì)填土的流動值測量方法，制作了相應(yīng)的流動值測量儀，其形狀為不銹鋼空心圓筒，內(nèi)徑為80mm，高為80mm，用來測定流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土的流動值。 流動值的具體測量方法為：先將不銹鋼空心圓筒水平靜置于摩擦系數(shù)相對較小的玻璃板或硬質(zhì)塑料板上，流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土拌合完成后，用器皿均勻取出試料，將試料緩慢注滿圓筒，使用小型振搗棒輕敲圓筒外側(cè)，使試料均勻充滿圓筒，輕輕刮去頂部多余的試料，使試料表面與圓筒的上端齊平，擦去圓筒周圍溢出的以及筒壁上多余的試料，緩慢將圓筒垂直提起，靜置30s后，同時觀察試料是否

8、出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象，用游標(biāo)卡尺量出試料底面最大擴(kuò)散直徑，并量出與其垂直方向的擴(kuò)散直徑，計算平均值作為此次試驗試料的流動值。 二、工作性及其影響因素研究 良好的工作性是流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土能夠應(yīng)用于實際工程中的一個重要影響因素，因此，對于其工作性的研究具有十分重要的意義。 1、水灰比和水泥比對工作性的影響 本文試驗中的水灰比是指試驗直接用水與粉狀物原材料（包括水泥和粉煤灰兩種）的質(zhì)量比。從流動值試驗過程來看，新拌合物工作性變化較大，同樣測得的流動值變化也比較大，數(shù)值在80mm到290mm左右之間變化。這說明當(dāng)水泥比發(fā)生變化時，同一水灰比的流動值發(fā)生的變化比較大，因此在進(jìn)行配合比設(shè)計時，不能單獨(dú)

9、以水灰比這一因素來控制流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土的工作性。而如果固定含水量42%不變，改變水泥比大小，試驗得知，當(dāng)含水量固定不變時，流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土隨著水泥比的提高，流動值稍有下降，但下降幅度不大，基本上在試驗誤差的范圍內(nèi)。同樣分析可以發(fā)現(xiàn)含水量在38%45%之間時，如果含水量固定一個數(shù)值不變，水泥比對新拌合物的流動值影響并不明顯。 2、EPS球粒摻入比對工作性的影響 試驗中的EPS球粒摻入比是指EPS球粒與原材料中固體材料的體積比，EPS球粒摻入比的大小對新拌合物的工作性影響較大，試驗得到EPS球粒摻入比在0.30.5之間變化時，新拌合物的流動值隨著摻入比的增大而增大，即在一定的范圍內(nèi)，E

10、PS球粒有增大流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土流動性的作用；但是當(dāng)EPS球粒摻入比超過0.5時，拌合物的流動值大于250mm而趨于穩(wěn)定，由觀察試驗的現(xiàn)場情況以及測量得知，這是由于當(dāng)含水量滿足流動值設(shè)計要求的數(shù)值而不發(fā)生變化時，EPS球粒含量太多，拌合物離析成泥漿在下、EPS球粒漂浮在上的泥漿狀，導(dǎo)致混合土失去工作性，并出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。這同時說明EPS球粒摻入比的變化會使拌合物的流動值發(fā)生較大變化，并可能導(dǎo)致離析現(xiàn)象的發(fā)生，因此，在進(jìn)行流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土配合比設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格控制含水量和EPS球粒摻入比這兩個因素。 3、上述幾個因素影響的流動值測量工作都是在流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土拌合后立即測量所得，考慮到

11、實際的現(xiàn)場施工情況，可能會采取集中攪拌廠拌合后再運(yùn)送到施工現(xiàn)場，因此，時間的變化可能會導(dǎo)致流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土的流動值下降，從而會降低混合土的施工性能。鑒于對此因素的考慮，進(jìn)行了流動值隨時間變化的測量試驗。試驗共測量包括初始流動值在內(nèi)5個時間點(diǎn)的流動值，測量過程中每經(jīng)過二十分鐘攪拌一分鐘，并立即測量其流動值。考慮到現(xiàn)場施工的條件，并結(jié)合試驗分析的結(jié)果，對于流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土從拌合到回填澆筑應(yīng)控制在半小時以內(nèi)，因此，此次橋臺臺背回填工程的試驗應(yīng)用，采用現(xiàn)場拌合直接澆筑施工5。 另外，流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土中原料土的顆粒級配、水泥和粉煤灰的質(zhì)量、EPS球粒的粒徑大小以及混合土攪拌均勻程度等均

12、對其工作性有一定的影響。因此在混合土拌制之前，應(yīng)確保原料土滿足文中所提到的要求，水泥和粉煤灰要在規(guī)定的有效時間內(nèi)使用，且結(jié)塊要打碎過篩，EPS球粒盡量保證大小均勻，攪拌采用規(guī)定的強(qiáng)制攪拌機(jī)，并達(dá)到要求的攪拌時間，使混合土拌合均勻。 三、結(jié)論 由于流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土是輕質(zhì)混合土的一種新型應(yīng)用方式，物理特性是其作為新型土工材料的一個重要特性，而流動性是其物理特性的一個重要指標(biāo)。本文得出的結(jié)論如下： 1、含水量和EPS球粒摻入比是影響流動性的主要因素，在一定范圍內(nèi)，流動值隨含水量和EPS球粒摻入比的增加而線性增大，但達(dá)到一定數(shù)值后，變化趨于穩(wěn)定，因此，在進(jìn)行配合比設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格控制含水量和EPS球

13、粒摻入比這兩個因素。 2、在含水量不變的情況下，水灰比和水泥摻入比對混合土的流動值影響程度不大。時間對流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土的流動性影響較大，試驗分析認(rèn)為流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土從拌合到回填澆筑應(yīng)控制在半小時以內(nèi)為宜。 3、在進(jìn)行流態(tài)泡沫塑料輕質(zhì)混合土配合比設(shè)計時，可以確定EPS球粒摻入比在0.40.5之間變化，然后通過在38%50%之間調(diào)整含水量，控制混合土的流動值，當(dāng)其流動值達(dá)到設(shè)計要求時，從而確定一定量混合土的用水量。 參考文獻(xiàn) 1、陳忠平, 王樹林. 氣泡混合輕質(zhì)土及其應(yīng)用綜述J. 中外公路, 2003, 235: 117-120 2、劉漢龍, 董金梅, 高玉峰. 輕質(zhì)混合土技術(shù)開發(fā)與工程特性J. 巖土力學(xué), 2005, 26s: