氣泡混合輕質(zhì)土

1) 輕質(zhì)性：干體積密度為300-1600KG/M3，相當(dāng)于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可減輕建筑物整體荷載。

2) 整體性：可現(xiàn)場澆注施工，與主體結(jié)合緊密，不需留界隔縫和透氣管。

3) 低彈減震性：氣泡混合輕質(zhì)土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

4) 抗壓性：抗壓強度為0.6-25.0MPA。

5) 耐水性：現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土吸水性較小，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

6) 耐久性：與主體工程壽命相同。

7) 施工速度快：只需使用簡單的機器可實現(xiàn)自動化作業(yè)，可實現(xiàn)800米的遠(yuǎn)距離輸送，工作量為150—300M3/工作日。

8) 環(huán)保性：氣泡混合輕質(zhì)土所需原料為水泥和起泡劑，起泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，避免了環(huán)境污染和消防隱患。

9) 經(jīng)濟性：綜合造價低。

1．上翻梁基坑填充；

2．墻體澆注；

3．要用作擋土墻、修建動場和田徑跑道、作夾芯構(gòu)件、也可用作與復(fù)合墻板、管線回填、儲罐底腳的支撐，也可用于防火墻的絕緣填充，隔聲樓面填充、隧道襯管回填；以及供 電、　水管線的隔離等方面。

4、 地窖、地下室和拱頂填充

5、 下水道填充（大和小孔皆行）、暴雨排水道的填充

6、 橋體加固、填充、橋面修補

7、 水平地板的加高、地底填充

8、 儲水池修筑、燃料水槽修筑

9、 火車站臺的填充和修補

10、路面軟路基的回填2100433B

它屬于氣泡狀絕熱材料，突出特點是在混凝土內(nèi)部形成封閉的泡沫孔，使混凝土輕質(zhì)化和保溫隔熱化。

氣泡混合輕質(zhì)土就是在原料土中按照一定的比例添加固化劑、水和預(yù)先制作的氣泡群，進行充分的混合、攪拌后所形成的輕型土工材料，圖-1.1簡要地說明了氣泡混合輕質(zhì)土的制作流程。

氣泡混合輕質(zhì)填土1.1 原料土

原料土可以是工程廢棄土，也可以是細(xì)砂，但為了達到與固化劑及氣泡的充分混合，并確保氣泡混合輕質(zhì)土的流動性，原料土的直徑宜小于5mm，對于不滿足要求的原料土，應(yīng)先期進行解泥及必要的篩分處理。

氣泡混合輕質(zhì)填土1.2 固化材料

固化材料可以分為主劑和輔劑兩種，主劑是主要起固結(jié)、加強土體骨架的作用，而輔劑是以催化、早凝為目的的固化材料；主劑以水泥類為主，常用的有火山灰水泥、普通硅酸鹽水泥、高爐硅酸鹽水泥等，這些材料加入土中后與水之間發(fā)生水和作用產(chǎn)生Ca(OH)2產(chǎn)物，Ca(OH)2與粘土顆粒發(fā)生離子交換形成固化物，達到加固土體骨架的作用，實踐證明，使用高爐水泥的效果更佳；輔劑是指石膏粉、硅粉等輔助材料，加入這些材料的目的在于減少主劑的用量，達到降低造價的目的。

氣泡混合輕質(zhì)填土1.3 起泡劑

起泡劑主要有界面活性類、蛋白類、樹脂類材料等，通過將適量倍率稀釋后的起泡劑定量泵送到發(fā)泡裝置后，與壓縮空氣充分混合而產(chǎn)生大量的微小氣泡群。在這里，壓縮空氣是通過空壓機加壓，用減壓閥控制輸氣壓力，以穩(wěn)定的壓力和氣量向發(fā)泡裝置供氣；氣泡是由致密、直徑為30～300μ左右的氣泡群體組成，要求氣泡具有一定的穩(wěn)定性，與土混合后可在土中形成多量的微小孔隙。

氣泡混合輕質(zhì)土是人工制作的土工材料，其容重可以做得比一般的土體小得多，而其強度和變形特性可以達到甚至超過良好的土體，且便于施工等。其主要特性如下：

（1) 輕質(zhì)性

氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)含有大量的微小氣泡群，其容重不但比一般的土體要小得多，而且通過調(diào)整土體中的氣泡和固化劑的含量，可以按照需要對氣泡混合輕質(zhì)土的容重在5~16kN/m內(nèi)進行必要的調(diào)整。

（2）強度的可調(diào)節(jié)性

和容重的可調(diào)節(jié)性原理一樣，通過改變各種成分的配合比，氣泡混合輕質(zhì)土的強度的可以在300~1500kN/m的范圍內(nèi)進行調(diào)整。

（3）高流動性

氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的流動性，可通過管道泵送，其最大輸送距離可達到1500米，最大泵送高度可達到30米。為防止泄漏，在進行氣泡混合輕質(zhì)土的澆筑施工時，通常不得不砌一些必要而簡單的擋墻。

（4）固化后的自立性

由于使用水泥作為固化劑，通常在澆筑5個小時后就會開始固化，且固化后可以自立，可進行垂直填土，且對擋土結(jié)構(gòu)物幾乎沒有推擠力。

（5）良好的施工性

由于其具有良好的流動性和固化后的自立性，且不需振搗和碾壓作業(yè)，可進行遠(yuǎn)距離或在小空間內(nèi)施工。此外，氣泡混合輕質(zhì)土中混有大量的氣泡群，成品的體積可達到材料體積的3倍以上。

（6）耐久性

屬水泥類材料，與高分子材料相比，其耐久性，耐熱及抗油污能力強，具有水泥材料同等的耐久性。

（7）隔熱性

氣泡混合輕質(zhì)土中含有大量的氣泡，具有良好的隔熱性。

氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)在公路建設(shè)中有著非常廣泛的應(yīng)用，它為解決高等級公路軟基路堤中的橋涵跳車、公路路基加寬時新老路基的差異沉降、高填土路堤的穩(wěn)定性等世界性難題提供了一種極好的技術(shù)手段。運用這種技術(shù)能節(jié)省昂貴的用地、減少拆遷，充分有效地利用土地資源等。它主要應(yīng)用于以下一些領(lǐng)域：

氣泡混合輕質(zhì)填土路基加寬

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、車流量的不斷增加，常需對已通車的道路進行擴幅改造。與傳統(tǒng)的施工法相比，氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)主要有以下幾方面的優(yōu)點：

① 可進行垂直填土，節(jié)省昂貴的用地、減少拆遷，在舊路基礎(chǔ)上加寬幾乎不需征地（參照圖-3.1）；

② 在軟基路段進行擴幅填土?xí)r，可大幅度地降低填土荷重，減少新老路基的差異沉降及路基附近建筑物的沉降破壞

③ 施工性好。不需震搗，不需機械碾壓作業(yè)，振動、噪音低；

④ 施工時間短，不影響現(xiàn)有交通。

特別是在施工周期短、在用地昂貴的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)、在建筑物及人口相對密集的地區(qū)進行道路加寬改造、增建公路或輕軌線路時，采用這種技術(shù)能最大限度地節(jié)省用地，降低工程整體造價，具有顯著的綜合經(jīng)濟效益及社會效益。

氣泡混合輕質(zhì)填土滑坡路段的路基填筑

修建通過滑坡地段的公路時，為了防止土塊的滑動，傳統(tǒng)的方法常常需要花費大量的費用和時間。氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)主要有以下幾方面的優(yōu)點（參照圖-3.4 ~ 圖-3.5）：

① 可降低填土荷重、減少土塊所承受的滑動力矩，提高路基的抗滑穩(wěn)定性；

圖-3.4 滑坡地段的填土原理圖

② 簡化擋土結(jié)構(gòu)；

③ 避免原有地形、地貌的破壞，保護環(huán)境；

④ 施工性好。不需震搗，不需機械碾壓作業(yè)，振動、噪音低；

⑤ 提高工程質(zhì)量，縮短工期，降低造價。

氣泡混合輕質(zhì)填土陡峭及急轉(zhuǎn)彎地段的路基填筑

修建通過陡峭及急轉(zhuǎn)彎地段的公路時，傳統(tǒng)的施工法常常不得不進行大量的挖填方處理，原有的地形、地貌的破壞大；邊坡特別是高邊坡的穩(wěn)定性問題突出，邊坡的防護難度大；高填土的擋墻要求高，既費工又費時。采用氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)主要有以下幾方面的優(yōu)點（參照圖-3.6 ~ 圖-3.7）：

① 可降低填土荷重、減少填土路基自身的滑動力矩，提高路基的抗滑穩(wěn)定性；

② 簡化擋土結(jié)構(gòu)；

③ 避免原有地形、地貌的破壞，保護環(huán)境；

④ 施工性好。不需震搗，不需機械碾壓作業(yè)；

⑤ 邊坡及擋墻的穩(wěn)定性問題?。?

⑥ 施工工期短。

氣泡混合輕質(zhì)填土隧道坑口的填筑

在開挖隧道時，隧道的入口處通常存在著偏土壓，山體容易坍塌等問題，給施工帶來極大的不便。由于氣泡混合輕質(zhì)土具有容重小，強度及穩(wěn)定性好，且便于開挖等特點，如果使用氣泡混合輕質(zhì)土在隧道的入口處構(gòu)筑一定形狀的人造山后，再進行隧道的開挖，則可較好的解決上述困難。它主要有以下幾方面的優(yōu)點

① 減少隧道入口處的地形、地貌的破壞；

② 緩解隧道坑口偏土壓力的影響；

② 防止隧道坑口的山體坍塌，且便于施工。

氣泡混合輕質(zhì)填土橋（涵）背的填土

通過軟基路段的公路中的橋（涵）跳車問題是一直未能解決的世界性難題，其主要原因可歸結(jié)為以下三個方面：

① 由于填土所產(chǎn)生的附加應(yīng)力的作用，不良地基發(fā)生長時間而緩慢的沉降；

② 臺背填料自身的壓縮引起的沉降；

③ 橋頭與路基間的剛?cè)嵬蛔儭?

由于橋梁是支撐在巖層上的剛性結(jié)構(gòu)，幾乎不發(fā)生沉降，而路堤是建在軟基上的柔性體，沉降穩(wěn)定所需要的時間長，兩者連接后不可避免地會產(chǎn)生差異沉降，長期以來只著眼于軟基的處理，忽視了減輕填土重量的研究，使問題得不到解決。采用氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)則可較好地解決上述困難。它主要有以下幾方面的優(yōu)點：

① 在橋（涵）背部設(shè)置適當(dāng)形狀的楔形輕質(zhì)土體，可大大緩減橋（涵）與路基間差異沉降的變化梯度，使橋基間差異沉降的變化緩慢化、均勻化，從根本上消除高速公路中的橋（涵）與路基間的跳車問題；

② 雖然氣泡混合輕質(zhì)土的剛性比混凝土的小，但比優(yōu)質(zhì)土的大得多，采用這種填料可在一定程度上緩解橋（涵）與路基間材料的剛性突變；

③ 徹底消除了填料自身的工后沉降問題；

④ 對地下結(jié)構(gòu)物幾乎沒有土壓力的作用,可適度地簡化結(jié)構(gòu)物的擋土結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)物的使用壽命。

⑤ 施工性好，不需震搗和機械碾壓作業(yè)；

⑥ 施工工期短。

氣泡混合輕質(zhì)填土低填土路堤中軟基的換填

對于低填土路堤，通過適當(dāng)?shù)暮奢d設(shè)計計算，確定出氣泡混合輕質(zhì)土的容重、強度及軟基的換填厚度，使換填過后的軟基在各種荷載作用下均能保持超固結(jié)狀態(tài)。既不需要進行任何其他的軟基處理，又能保證路堤的沉降穩(wěn)定，施工簡單方便

氣泡混合輕質(zhì)填土地下空洞的填筑

在土建工程中，常常會遇到一些施工不便但又不得不填充的地下空洞。

由于氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的流動性、自硬性、施工過程中不需震搗和機械碾壓作業(yè)等特點，是狹窄空間及地下空洞填筑的極好材料。

氣泡混合輕質(zhì)填土溶巖地區(qū)路基的填筑

我國許多地區(qū)處于溶巖分布區(qū)，地下溶洞多，分布的范圍廣且深度不等，溶洞的表面覆蓋層多為軟土層，承載能力小。在這些路段修建公路時，傳統(tǒng)的施工法難于解決路堤基礎(chǔ)的承載力不足（特別是高填土路堤）及通過大溶洞的橋梁樁基施工等難題。

我省正在修建的某高速公路的某橋梁樁基處的鉆孔柱狀地質(zhì)圖，地表以下32.2~60.5米為溶洞，溶洞的上表面有近32米的覆蓋層，且為軟粘土與砂的夾層，原計劃在此處修建的一座大橋，因考慮到橋梁樁基施工的難度及施工過程中對其附近正在運營的公路橋梁樁基可能帶來的負(fù)面影響，原修建橋梁的方案不得不改為填筑路基，但由于填土較高，采用常規(guī)的填土施工法可能出現(xiàn)基礎(chǔ)的承載力不足及軟基的工后沉降大等問題；如果利用氣泡混合輕質(zhì)土來進行這段路基的施工，則可以較好地解決其它方法所無法解決的難題：

① 將橋梁改為輕質(zhì)路堤，原溶洞區(qū)域的樁基施工被取消；

② 氣泡混合輕質(zhì)土路堤的容重可調(diào)整到一般路堤的四分之一，可克服基礎(chǔ)的承載力不足的問題；

③ 可大幅度的減少路堤的工后沉降問題；

④ 施工工期大大縮短。