液態(tài)粉煤灰配合比設(shè)計(jì)及回填橋頭臺(tái)背的技術(shù)應(yīng)用

張讓林 韓忠鋒 /寧夏路橋工程股份有限公司

液態(tài)粉煤灰配合比設(shè)計(jì)及回填橋頭臺(tái)背的技術(shù)應(yīng)用

張讓林 韓忠鋒 /寧夏路橋工程股份有限公司

橋頭跳車可以說(shuō)是橋頭臺(tái)背與臺(tái)背填料在施工銜接過(guò)程中出現(xiàn)的一種最常見(jiàn)的質(zhì)量通病，從其形成的機(jī)理來(lái)看，是由于橋頭臺(tái)背和臺(tái)背填料所使用的材料有其特性上的差異，從而在外力和自重的作用下產(chǎn)生的不均勻沉降以及臺(tái)背填料對(duì)橋頭臺(tái)背施加的水平推力引起橋臺(tái)傾覆所形成的一種質(zhì)量通病。隨著人們不斷的研究和探索，一直在尋求一種材料，來(lái)消除材料的不均勻沉降和減小填料對(duì)臺(tái)背的水平推力，避免橋頭跳車的質(zhì)量通病，而液態(tài)粉煤灰就是其中之一。

液態(tài)粉煤灰；配合比設(shè)計(jì)；橋頭臺(tái)背；技術(shù)應(yīng)用

通過(guò)研究表明：輕質(zhì)型臺(tái)背回填材料對(duì)橋頭臺(tái)背的水平推力小，與臺(tái)背間的不均勻沉降也小，是臺(tái)背回填的首選材料。而液態(tài)粉煤灰就是一種輕質(zhì)型回填橋頭臺(tái)背的固化材料。依據(jù)設(shè)計(jì)文件及相關(guān)規(guī)范要求首先設(shè)計(jì)一組液態(tài)粉煤灰的施工配合比，然后對(duì)其應(yīng)用及特點(diǎn)進(jìn)行逐一的闡述。

一、液態(tài)粉煤灰配合比的設(shè)計(jì)與檢測(cè)

（一） 液態(tài)粉煤灰配合比設(shè)計(jì)檢測(cè)指標(biāo)及參考范圍

依據(jù)設(shè)計(jì)文件，液態(tài)粉煤灰配合比設(shè)計(jì)的檢測(cè)指標(biāo)及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：

水泥:粉煤灰=6%～10%:94%～90%；稠度控制在13-15s；7d抗壓強(qiáng)度不小于0.4MPa；28d抗壓強(qiáng)度不小于0.6MPa。

（二） 液態(tài)粉煤灰配合比設(shè)計(jì)步驟

液態(tài)粉煤灰配合比設(shè)計(jì)計(jì)算可參照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)手冊(cè)》（JGJ 55-2011）中水泥混凝土配合比體積法設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行計(jì)算，然后通過(guò)實(shí)測(cè)液態(tài)粉煤灰混合料的表觀密度對(duì)配合比進(jìn)行修正。

液態(tài)粉煤灰配合比設(shè)計(jì)計(jì)算的前提有一個(gè)假定和一個(gè)確定：

假定液態(tài)粉煤灰配合比的水膠比為43%、確定液態(tài)粉煤灰配合比中水泥和粉煤灰的比例：mc:mf=6%:94%，然后參照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)手冊(cè)》（JGJ 55-2011）中的有關(guān)條例，聯(lián)立方程組進(jìn)行計(jì)算，解求每方液態(tài)粉煤灰中各種材料的用量。

計(jì)算公式：

mc—計(jì)算配合比每立方米液態(tài)粉煤灰漿液中水泥用量（kg）

mf—計(jì)算配合比每立方米液態(tài)粉煤灰漿液中粉煤灰的用量（kg）

mw—計(jì)算配合比每立方米液態(tài)粉煤灰漿液中水的用量（kg）

ρc—水泥表觀密度（kg/m3），可取3130 kg/m3

ρw—水密度（kg/m3），可取1000 kg/m3

ρf—粉煤灰密度（kg/m3），可取2220 kg/m3

推導(dǎo)過(guò)程：

計(jì)算得到 mc=69kg/m3,

即液態(tài)粉煤灰質(zhì)量配合比為：

水泥:粉煤灰:水= 69:1081:495=6%:94%:43%

（三） 配合比的檢測(cè)與調(diào)整

用體積法計(jì)算出每方液態(tài)粉煤灰漿液的水泥、粉煤灰、用水量后，首先進(jìn)行稠度檢驗(yàn)（設(shè)計(jì)稠度為13-15s），檢測(cè)結(jié)果為14.4s，稠度符合要求，繼續(xù)檢測(cè)其余指標(biāo)。若稠度不符合要求，則需調(diào)整原材料用量或更換原材料，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。

液態(tài)粉煤灰漿液需檢測(cè)稠度，7d、28d抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)。該配合比設(shè)計(jì)需應(yīng)選擇二至三個(gè)不同的水膠比和不同膠凝材料摻配比例進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)的檢驗(yàn)，并對(duì)配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，最終確定液態(tài)粉煤灰漿液流動(dòng)性能良好、抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)文件要求的配合比作為施工配合比。若個(gè)別指標(biāo)不符合要求，需重新設(shè)計(jì)或更換原材料重新設(shè)計(jì)。當(dāng)液態(tài)粉煤灰漿液表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2%時(shí)，配合比可維持不變；當(dāng)二者之差超過(guò)2%時(shí)，應(yīng)對(duì)配合比中各項(xiàng)材料用量進(jìn)行修正。

二、液態(tài)粉煤灰技術(shù)應(yīng)用及特點(diǎn)

使用輕質(zhì)型液態(tài)粉煤灰固化材料回填橋頭臺(tái)背在青銀改擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)施當(dāng)屬區(qū)內(nèi)首次，它采用廠站集中拌和、混凝土罐車運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)圍堰分層直接澆筑的方式進(jìn)行施工。

（一）液態(tài)粉煤灰攪拌時(shí)的注意事項(xiàng)

液態(tài)粉煤灰施工前，標(biāo)定拌和機(jī)上的計(jì)量衡器，使其允許偏差(以質(zhì)量計(jì))符合設(shè)計(jì)要求，各種材料的允許偏差分別為：水泥±2%、粉煤灰±3%、水±2%、其它摻合料±2%，并在每次拌和前檢測(cè)粉煤灰的含水率，及時(shí)調(diào)整液態(tài)粉煤灰的用水量。

液態(tài)粉煤灰生產(chǎn)時(shí), 每盤攪拌時(shí)間控制在不少于3min，采用強(qiáng)制式拌和機(jī)攪拌的液態(tài)粉煤灰其效果更好，攪拌的液態(tài)粉煤灰漿液均勻、流動(dòng)性良好、便于施工。

（二）液態(tài)粉煤灰澆筑

液態(tài)粉煤灰澆筑之前，清除基坑內(nèi)的廢渣和浮土，與路基搭接部位開(kāi)挖高一米寬兩米的臺(tái)階，并與基坑基底同時(shí)夯實(shí)，然后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師對(duì)基坑處理效果進(jìn)行驗(yàn)收，合格后再進(jìn)行液態(tài)粉煤灰的澆筑。

現(xiàn)場(chǎng)采用導(dǎo)流槽將液態(tài)粉煤灰漿液導(dǎo)入基坑，并分層澆筑，在澆筑過(guò)程中應(yīng)由人工輔助刮平。

（三）液態(tài)粉煤灰澆筑完成的養(yǎng)生

液態(tài)粉煤灰澆筑完成初凝后，及時(shí)覆蓋土工布進(jìn)行養(yǎng)生，在養(yǎng)生期間嚴(yán)禁車輛及行人通過(guò)。液態(tài)粉煤灰在養(yǎng)生初期，其表面收縮嚴(yán)重，產(chǎn)生的裂縫較多，及時(shí)對(duì)裂縫用水泥漿進(jìn)行填補(bǔ)。

（四）液態(tài)粉煤灰的質(zhì)量檢測(cè)

液態(tài)粉煤灰澆筑施工過(guò)程中隨時(shí)抽查其稠度，每工作班抽查次數(shù)不少于 5 次，使其保持在13～15s之內(nèi)；每工作班至少留取試件2組，檢測(cè)7d、28d強(qiáng)度。

（五)液態(tài)粉煤灰的特點(diǎn)

1.液態(tài)粉煤灰使用的材料主要成分為火力發(fā)電廠用煤燃燒后產(chǎn)生的粉狀灰渣，其主要成分是 SiO2、AI2O3和Fe2O3，是發(fā)電廠的廢棄物之一，因此液態(tài)粉煤灰用于回填橋頭臺(tái)背的技術(shù)是一項(xiàng)變廢為寶、利國(guó)利民的舉措；

2.液態(tài)粉煤灰流動(dòng)性好、可自然沉降達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，無(wú)需振搗和碾壓，施工工藝簡(jiǎn)單、易掌握；

3.液態(tài)粉煤灰是一種輕質(zhì)型回填橋頭臺(tái)背的固化材料，其對(duì)橋頭臺(tái)背的水平推力小，與橋頭臺(tái)背間的不均勻沉降小，在一定程度上避免橋頭跳車的質(zhì)量通病。

三、結(jié)束語(yǔ)

液態(tài)粉煤灰有其顯著的施工優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量輕、流動(dòng)性好、強(qiáng)度高、自密性強(qiáng)、無(wú)需碾壓和振搗、施工操作簡(jiǎn)單易操作。當(dāng)然有優(yōu)點(diǎn)就有缺點(diǎn)，液態(tài)粉煤灰在初期的養(yǎng)護(hù)階段，形成的裂縫較多也較大，非常不容易改善，需使用水泥漿及時(shí)進(jìn)行填補(bǔ)。液態(tài)粉煤灰作為一種輕質(zhì)型固化材料能夠用于橋頭臺(tái)背回填，其一，液態(tài)粉煤灰對(duì)橋頭臺(tái)背的水平推力小，與橋頭臺(tái)背間的不均勻沉降小，在一定程度上避免橋頭跳車的質(zhì)量通?。黄涠?，由于使用了火力發(fā)電廠用煤燃燒后產(chǎn)生的廢棄粉狀灰渣，從我們國(guó)家的發(fā)展前景來(lái)看，它符合了變廢為寶、綠色環(huán)保的發(fā)展理念。因此、它引起了人們的廣泛關(guān)注，從而引進(jìn)到公路工程的施工當(dāng)中來(lái)。

[1]《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ 55-2011）

[2]劉章強(qiáng).液態(tài)粉煤灰臺(tái)背回填專項(xiàng)施工方案.科學(xué)中國(guó)人，2015-12.

[3]韓崇生.液態(tài)粉煤灰臺(tái)背回填施工技術(shù)在青銀高速公路的應(yīng)用.工程技術(shù)（文摘版）,2016-12