氣泡輕質土在填筑橋臺背中的應用

張小盟 袁名旺

(中交二公局第三工程有限公司，陜西 西安 710016)

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氣泡輕質土在填筑橋臺背中的應用

張小盟 袁名旺

(中交二公局第三工程有限公司，陜西 西安 710016)

以某橋梁工程為例，從基礎開挖、碎石墊層施工、面板預制、氣泡輕質土制作等方面，闡述了氣泡輕質土填筑橋臺背的施工方法，提出了填筑質量檢驗措施及主要施工設備，達到了改善橋臺整體受力狀態的效果。

氣泡輕質土，橋臺背，碎石墊層，鋼筋網片

0 引言

隨著高速公路的飛速發展，針對橋梁臺背處理方法較多，各個地區的地質環境不同，采取不同的處理方法。傳統的處理方法采用透水性材料、改進壓實機具、保證臺背回填的壓實度。廣東平遠(贛粵界)至興寧高速公路TJ2標良畬中橋臺背后采用氣泡輕質土澆筑，由于其施工設備簡單、施工方法易于掌握，質量易于控制，施工速度快，對于改善橋橋臺受力狀況明顯。

1 工程簡介

良畬中橋為3×16 m空心板梁，0號橋頭輕質土長度為17.5 m，設計高度5.9 m，輕質土方量為1 826.7 m3；3號橋頭輕質土長度為20.6 m，設計高度7.4 m，輕質土方量為2 807.8 m3，全橋輕質土方量設計合計為4 635 m3。氣泡輕質土容重不大于6.5 kN/m3，無側限抗壓強度路槽下80 cm范圍內為1.2 MPa，其余為0.8 MPa。

2 氣泡輕質土施工

2.1 基礎開挖

根據氣泡輕質土路堤設計參數的要求(0號臺長度17.5 m,3號臺長度為20.6 m)，對橋臺的開挖底寬、頂寬、臺階高度、臺階寬度等指標進行了明確，在基礎開挖前，對開挖邊線進行放樣。結合路面標的施工需要，該橋的氣泡輕質土采用左右半幅先后施工，保證路基貫通。

2.2 碎石墊層施工

氣泡輕質土施工前在底部設置30 cm厚的碎石墊層(碎石規格為1 cm～3 cm)，使用人工整平并采用小型振動夯夯實。

2.3 面板預制

面板采用C25混凝土現場預制，模板為定型鋼模，面板尺寸為(90×30×4)cm，面板內設置一層直徑2 mm的鐵絲網，以增加面板的整體強度，面板表面平滑美觀。施工時根據實際情況在兩側和頂部設置異形板進行調整。

2.4 面板基礎施工及面板安裝

面板基礎采用C25混凝土，澆筑過程中使用振搗棒振搗密實，頂面平整，預埋PVC透水管。在混凝土澆筑時，準確放出角鋼支柱位置，將支柱預埋在混凝土中，為安裝面板做好準備。

面板安裝時，面板要水平放置，預留槽口坐漿需飽滿，面板之間結合緊密；墻面平整，美觀；在預留沉降縫和伸縮縫處，面板及其基礎亦斷開；面板固定通過面板預埋筋和角鋼支柱采用直徑6 mm的鋼筋連接，面板表面平整，保證在氣泡輕質土施工過程中面板不變形、移位。

2.5 鋼筋網片及錨筋安裝

鋼筋網片為直徑4.2 mm、網間距10 cm×10 cm的鋼筋網片，良畬中橋橋頭氣泡混合輕質土設計為5層鋼筋網片，其中底部2層，頂部3層，網片間距為50 cm；網片按設計寬度水平鋪設，縱橫搭接不小于30 cm。

錨筋直徑為25 mm、長度為2 m、表面涂刷防腐材料，在開挖臺階面上，打入開挖面1 m，外露1 m，錨筋間距為80 cm。

2.6 氣泡混合輕質土施工

氣泡輕質土制作工藝流程如圖1所示。

1)配合比確定。

根據設計指標的需要，濕容重不大于6.5 kN/m3,28 d抗壓強度不小于0.8 MPa(除路槽下80 cm),1.2 MPa(路槽下80 cm)，高流動性等特點，在施工前進行了氣泡輕質土配合比設計；

使用材料：水泥為萬年青P.O42.5R，發泡劑為GS-F40B(發泡倍率20、稀釋倍率40);配合比計算：水灰比選擇0.55～0.65，根據濕容重控制要求選定水泥用量及用水量，氣泡質量按下式計算：

其中,mf為每立方米氣泡混合輕質土的氣泡群用量，kg/m3;ρf為氣泡群密度，kg/m3；mc為每立方米氣泡混合輕質土的水泥用量，kg/m3；ρc為水泥密度，kg/m3；mw為每立方米氣泡混合輕質土的水用量，kg/m3;ρw為水的標準密度，kg/m3。

根據設計目標性能及計算進行試配，分別進行7 d，28 d的標準試塊試驗，試塊尺寸為100 mm×100 mm×100 mm，根據多組試配試件最終選定施工配合比如下：

配比A(0.8 MPa)：水泥(kg/m3)∶水(kg/m3)∶氣泡(L/m3)=325∶205∶690。

配比B(1.2 MPa)：水泥(kg/m3)∶水(kg/m3)∶氣泡(L/m3)=350∶215∶672。

2)水泥漿攪拌。

水泥漿攪拌可以是在拌合樓攪拌，也可以在施工現場攪拌，根據現場施工條件選擇。拌合樓攪拌時水泥漿采用罐車運送到施工現場，直接放入到現場儲漿罐內，在現場攪拌時通過水泥罐往攪拌機內加入水泥直接攪拌。

良畬中橋氣泡輕質土由于距離攪拌站近，拌合站具備提供水泥漿的時間，所以采用拌合站集中供應水泥漿。

3)發泡劑添加。

發泡劑為無色、無刺激性、無腐蝕性液體，pH值7.1，比重1.05。發泡劑在空壓機的共同作用下通過發泡裝置產生氣泡群，根據設計配合比控制發泡劑的重量，然后產生的氣泡群與水泥漿混合，通過輸送管道輸送到指定位置。

4)氣泡輕質土澆筑。

氣泡輕質土一般在現場施工中采用管道進行泵送，以保證氣泡混合輕質土的穩定性、減少材料離析，一般輸送距離不超過100 m。澆筑時從橋臺面板端向路基端澆筑，澆筑時氣泡輕質土出口不能高出輕質土表面，確保輕質土從已澆筑土中泛出，每層澆筑時間間隔不小于24 h。

氣泡輕質土一般避免混凝土車或者翻斗車輸送，防止運輸過程中的震動使得氣泡消解、空氣含量、流動性等指標發生變化，所以在現場施工中采用管道進行泵送，以保證氣泡混合輕質土的穩定性、減少材料離析，一般輸送距離不超過500 m。澆筑過程應從軟管的前端直接澆筑，且出料口要埋入氣泡混合輕質土中或盡量靠近氣泡混合輕質土的表面；每層澆筑時間間隔不小于24 h。

5)養護。

根據氣泡混合輕質土的結構特點，在水泥強度沒形成之前，要

進行交通管制，禁止運輸車輛的通行，根據實驗，7 d強度在0.8 MPa左右，所以在施工結束后要注意養護。

3 質量檢驗

輕質土檢驗項目如表1所示。

外觀要求：面板光潔平順，板縫均勻，線形順適，沉降縫上下貫通順直。

表1 輕質土檢驗項目

4 主要設備投入

主要設備如表2所示。

表2 主要設備表

5 效果分析

通過對澆筑氣泡輕質土良畬中橋的臺背與其他幾座采用透水性材料回填的橋臺背進行位移、沉降觀測，進行數據統計分析，采用氣泡輕質土澆筑的良畬中橋臺背沉降與位移曲線幾乎看不到變化，其他幾座采用常規填筑的臺背沉降量與位移均存在較大變化，在很長一段時間內才趨于平緩。由于氣泡輕質土是水泥與泡沫組成，氣泡輕質土本身質量輕，對橋臺地基的壓力小，水泥漿液改凝固后具有混凝土的特點具有自立性，橋臺不需要承受氣泡輕質土的側壓力，氣泡輕質土改善了橋臺的整體受力狀態。

6 結語

從施工完畢后的氣泡混合輕質土來看有如下優點：

1)氣泡輕質土自重小對地基附加荷載小，是普通混凝土的1/5～1/8左右，可用于地基承載力受限的軟弱地基處理；

2)氣泡混合輕質土流動性能好，澆筑氣泡輕質土可采用臥泵進行澆筑，施工過程不要進行振搗，適合于橋臺背、墻背，特別是橋隧相接用地受限的狹小場地施工；

3)氣泡混合輕質土屬于水泥類材料，具有水泥混凝土同等的耐久性；

4)氣泡混合輕質土對環境無污染，并且外形美觀；

5)具有一定的抗壓性，抗壓強度能達到0.5 MPa～1.5 MPa。總之，氣泡混合輕質土有著十分廣闊的運用前景。

The application of foamed lightweight soil in filling abutment back

Zhang Xiaomeng Yuan Mingwang

(ThirdEngineeringLimitedCompany,CCCCSecondPublicWorksBureau,Xi’an710016,China)

Taking a bridge engineering as an example, from the foundation excavation, gravel cushion construction, panel prefabricated, foamed lightweight soil production and other aspects, elaborated the construction method of foamed lightweight soil filling abutment, put forward the filling quality inspection measures and main construction equipment, gained the effect to improve the overall stress state of abutment.

foamed lightweight soil, abutment back, gravel cushion, reinforcement mesh

1009-6825(2017)09-0155-02

2017-01-13

張小盟(1980- )，男，工程師; 袁名旺(1976- )，男，工程師

U445

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