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              關(guān)于發(fā)泡輕質(zhì)土在橋梁臺背處理應用的經(jīng)濟分析

              摘要:臺背處理作為防止橋梁工程橋頭不均勻沉降的質(zhì)量控制點(diǎn),不同的處理方式在經(jīng)濟上會(huì )有較大的出入。在保證工程質(zhì)量的同時(shí),選取經(jīng)濟的方案對工程造價(jià)的控制有著(zhù)積極的意義,本文章就三種臺背處理方案在天津市靜??h子牙產(chǎn)業(yè)區崗河橋橋梁臺背處理的經(jīng)濟比選做出分析,得出發(fā)泡輕質(zhì)土為較經(jīng)濟的處理方式。

                

              一、問(wèn)題的提出 

              臺背施工處理是公路工程中一個(gè)非常重要的環(huán)節,需要精心組織、精心施工。臺背處理的好壞,直接關(guān)系到路基的穩定及行車(chē)的舒適和安全,臺背處理得不好,小則使路面下沉產(chǎn)生跳車(chē)現象;大則使構扳沉陷、錐坡滑坡。一旦出現這種情況,不僅因返工難度大而且造成經(jīng)濟損失大。本工程是本工程系在原全長(cháng)0.2km的崗河橋基礎上增加一幅橋,如何選取有效的設計方案,保證工程的質(zhì)量,同時(shí)減少新舊路搭接產(chǎn)生的不均勻沉降。本文針對該幅橋南側的橋梁引路段的臺背處理進(jìn)行方案比選。 

              二、問(wèn)題解決方案 

              因受規劃紅線(xiàn)寬度控制,引橋放坡施工的方案暫不考慮。為保證工程質(zhì)量、方便施工、節約整體工程造價(jià),經(jīng)過(guò)研究,只考慮直立擋墻施工方案。依據擋墻內回填處理方式不同,可分為常規回填、二灰土回填和輕質(zhì)材料回填方式,三種方式的施工工藝及工程量如下: 

              2.1方案一:常規回填方式 

              軟基處理回填到碎石墊層底標高后,在引橋靠臺背位置50m范圍作高壓旋噴樁對地基進(jìn)行加固處理,旋噴樁樁長(cháng)13m,根數為300根。旋噴樁地基加固后,鋪50cm厚碎石墊層,碎石墊層上10%灰土分層碾壓至路床頂。 

              主要工程量為:高壓旋噴樁3900m,碎石墊層562.5m3,10%灰土回填2250 m3, 

              2.2方案二:采用二灰土回填 

              軟基處理其他做法同普通做法,碎石墊層上為二灰土分層碾壓至路床頂,由于二灰土較灰土比重小,對直立擋墻及臺背的側壓力也較小,引路較普通做法的穩定性要好。

              主要工程量為:高壓旋噴樁3900m,碎石墊層562.5m3,二灰土回填2250m3, 

              2.3方案三:采用泡沫輕質(zhì)土回填 

              發(fā)泡輕質(zhì)土作為一種新技術(shù),其嚴格的定義是:“用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫,與必須組分水泥基膠凝材料、水及可選組分集料、摻和料、外加劑按照一定的比例混合攪拌,并經(jīng)物理化學(xué)作用硬化形成的一種輕質(zhì)材料”。 

              發(fā)泡輕質(zhì)土具有以下優(yōu)勢:一是:微孔性,泡沫輕質(zhì)土是一種微孔類(lèi)輕質(zhì)材料,其內部含有無(wú)數個(gè)微細獨立均勻氣泡,具有良好隔熱保溫性能;二是輕質(zhì)性,作為道路填筑材料,是普通填土材料重度的1/3左右,有效減小了填土對地基的附加應力,因此能夠減小高填土的沉降量;三是可調節性,根據工程需要,通過(guò)調整水泥用量、氣泡群含量,或摻入可選添加材料,其容重可在2-15kN/m3范圍內調節,強度可在0.3-8.0MPa范圍內調節。用作路基填筑時(shí),容重常選用4-6kN/m3 ,強度常選用0.5-1.5Mpa;四是高流動(dòng)性,可通過(guò)管道進(jìn)行遠距離泵送,1級水平泵送距離可達500m,垂直泵送高度可達30m以上;五是良好的施工性,澆注后可自流平、自硬化、自密實(shí),不需機械攤鋪、振搗和碾壓。施工效率高,適合于長(cháng)距離、管道或狹小空洞內充填施工;六是凝結自立性,泡沫輕質(zhì)土屬水泥類(lèi)材料,具有與普通混凝土類(lèi)似的初凝、終凝等特性,硬化后具有良好的自立性,其垂直臨空面側壓力為0,可直立填筑,不需放坡施工,且對臺背等結構物無(wú)側壓力。 

              由于輕質(zhì)土本身比重較小,僅為素土比重的1/3~1/2,故軟土地基處理后,不需要對地基進(jìn)行補強,填筑時(shí)為流動(dòng)性液體,固結后為整體結構,對擋墻及臺背不存在側向壓力,即軟基處理完后,可直接作直立擋墻,碎石墊層、高壓旋噴樁可取消不做,輕質(zhì)土的使用可保證引橋的穩定性及減少不均勻沉降。 

              該方案主要工程量為:輕質(zhì)土回填2812.5 m3。 

              三、方案的經(jīng)濟分析 

              3.1常規回填方式數據如下: 

              常規回填處理方式工程量:3900米高壓旋噴樁、562立方米級配碎石墊層和2250立方米10%灰土回填,總造價(jià)為933478元。 

              3.2二灰土回填處理方式數據如下: 

              二灰土回填處理方式工程量:3900米高壓旋噴樁、562立方米級配碎石墊層、2250立方米二灰土回填,總造價(jià)為1007676元。 

              3.3發(fā)泡輕質(zhì)土回填處理方式數據如下: 

              發(fā)泡輕質(zhì)土回填處理方式工程量為2812立方米,單價(jià)350元/立方米,總造價(jià)為984200元。 

              上述三方案均能滿(mǎn)足工程質(zhì)量要求,通過(guò)經(jīng)濟分析可見(jiàn),常規回填方式造價(jià)低,采用泡沫輕質(zhì)土回填的方式位居第二,二灰土回填處理方式造價(jià)高,因此二灰土回填處理方式不可取。 

              常規回填方式與泡沫輕質(zhì)土回填方式效果相同,前者較后者費用節省50722元。如果根據費用效果的經(jīng)濟分析方法判斷,效果相同的情況下,選擇費用低的方案,據此應選擇常規回填方式。不過(guò),費用指標不是經(jīng)濟方案比選時(shí)的決定因素,經(jīng)濟比選應從多個(gè)角度入手,做到定性分析與定量分析相結合。如果單純從費用效果角度分析,這就忽略了工期因素和后期維護等因素對項目造價(jià)的間接影響。泡沫輕質(zhì)土回填方式施工便捷高效,可大幅縮短施工工期。這主要體現在三個(gè)方面:一、較常規路基土填筑,泡沫輕質(zhì)土施工準備期短,常規路基填筑經(jīng)常需要大量修筑施工便道,而泡沫輕質(zhì)土填筑施工通過(guò)管道泵送實(shí)現,可不修或少修施工便道;二、泡沫輕質(zhì)土施工可每天連續進(jìn)行,無(wú)需因碾壓?jiǎn)?wèn)題而間斷路基填筑;三、泡沫輕質(zhì)土天然地基工法節省了復合地基樁基施工的時(shí)間。就一般的工程項目而言,復合地基從施工到檢測合格,因齡期問(wèn)題,一般都需要3~5個(gè)月才能完成。本工程若采用常規回填方式,施工周期大約為3個(gè)月,而采用現澆泡沫輕質(zhì)土,施工周期僅為20天,工期節約效果顯著(zhù)。而工期在本工程中是重要的因素,崗河拓寬工程是產(chǎn)業(yè)區的配套基礎設施工程,早日完工意味著(zhù)招商引資能夠更早開(kāi)展,投資單位希望在雨季到來(lái)前,完成橋梁擴寬施工,否則工期很可能會(huì )長(cháng)期拖延,招商工作將受到極大影響。另外,泡沫輕質(zhì)土回填方式施工可垂直填筑,避免拆遷了對河邊景觀(guān)的破壞,節省了施工臨時(shí)占地征地的費用和青苗補償費用,根據現場(chǎng)實(shí)際情況,如采用泡沫輕質(zhì)土回填方式,可節省青苗補償13.5萬(wàn)元,節省征地費用32萬(wàn)元,因此,如果把前期費用考慮進(jìn)去的話(huà),采用泡沫輕質(zhì)土回填方式較常規回填方式能夠節約工程建設投資40.4萬(wàn)元。而且,常規回填工法多為隱蔽工程,施工質(zhì)量難以保證。而泡沫輕質(zhì)土工法屬非隱蔽工程,施工質(zhì)量較易控制,可靠度高。泡沫輕質(zhì)土回填法可顯著(zhù)降低基底應力,有效控制工后沉降,大限度地避免了橋頭跳車(chē)現象和無(wú)滲水現象,工程質(zhì)量可保持長(cháng)期穩定,提高了耐久性,節省了后期使用中的工程維修成本。 

              四、結論和建議 

              泡沫輕質(zhì)土回填方式造價(jià)略高,但前期投入較常規回填方式明顯減少,而且泡沫輕質(zhì)土回填方式工期節省效果顯著(zhù),后期維修成本極低,經(jīng)綜合分析決定,本工程擬采用泡沫輕質(zhì)土回填的方式。 

              鑒于泡沫輕質(zhì)土回填的方式的臺背穩定性強,施工簡(jiǎn)便,該處理方式可在園區其他的橋梁工程的臺背處理中推廣應用。另外,對于在施工條件差,工期要求緊,或者搶險救災等工程上,建議考慮應用泡沫輕質(zhì)土的回填方式。


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