橋涵臺背泡沫輕質土回填施工技術應用

施 德 （安徽水利開發有限公司，安徽 蚌埠 233010）

1 引言

當前，公路建設中，橋涵臺背回填基本上采用改善土或透水性材料（多為砂礫石或碎石）回填，施工工序為層層碾壓、夯實（邊角處）密實，需要投入大量的人力配合機械設備施工，且質量難以控制，工后普遍存在由于不均勻沉降導致的橋（涵）頭跳車現象。泡沫輕質土回填施工技術不僅節約了人力和物力，保證了施工質量，且大大縮短了工期，為后期類似項目的橋涵臺背回填提供了寶貴施工經驗，應用前景廣闊。

2 工法特點

①泡沫土具有輕質、低彈減震、保溫、隔熱、防腐、自密實等特性。

②施工設備單一，可在狹小的空間內施工；結合泡沫輕質土自流平的特性，填充自密實，無需振搗碾壓，施工便捷。

③采用泡沫輕質土施工，其性能穩定，施工簡便，無需振搗及壓實等工藝減少人為因素影響，質量可靠，成型后的實體整體性強，工后沉降小，不易跳車。

④泡沫水泥輕質土所需原料為水泥和發泡劑，發泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質，避免了環境污染。

3 適用范圍

泡沫輕質土作為一種輕質、高強、環保性材料，其應用范圍十分廣泛，主要適用于橋涵臺背回填、墻背回填、管線回填、貧混凝土填層、作夾芯構件等。

4 工藝原理

使用物理方法將發泡劑水溶液制備成泡沫，與必需組分水泥基膠凝材料、水、及可選組分集料、摻和料、外加劑按照一定比例攪拌，并經過物理化學作用硬化形成的一種輕質材料——泡沫輕質土。然后將其填充于橋涵臺背處，與常規的填土或碎石相比，該材料具有輕質、密度和強度可調、良好的施工性和環保性等特點。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

圖1 泡沫輕質土施工流程圖

圖2 泡沫輕質土拌合工藝流程圖

5.2 操作要點

5.2.1 施工準備

①機械設備調試

泡沫輕質土的制作設備的物理發泡裝置，應采用壓縮空氣與發泡劑稀釋液混合的方式生成泡沫。嚴禁攪拌發泡形成泡沫；物理發泡裝置應能穩定的生成泡沫，并準確控制泡沫重度。

其設備計量系統應通過檢測機構標定，確保設備的各項性能完好，滿足施工要求。設備的生產能力和設備性能應滿足連續作業要求，發泡劑、水泥、水、外加劑和外摻料等計量精度應不大于±2%。

新拌泡沫輕質土采用配管泵送，管道鋪設宜保持水平順直。泵送水平距離不應大于500m，垂直高度不應大于30m，當泵送超過上述范圍時，應采用泡漿分離中繼泵送的方法，在澆筑部位200m內的位置進行泡漿混合繼續泵送。

②材料進場及檢驗

原材料進場后，應按規定抽樣復檢，不得在工程中使用不合格材料。材料存放滿足取用方便，做好防雨、防潮、防暴曬等相關措施工作，使其不至變質降低材料使用性質。

不同品種、規格、等級、廠家、產地、出廠日期的原材料不得混存、混用。

5.2.2 基坑清理及模板安裝

①待施工的涵臺處，在其準備附近進行場地平整，場地內做好防排水工作避免積水對機械和材料造成不利影響。場地大小能滿足一體機和水泥和發泡劑存放和操作手操作要求即可，具體視臺背材料用量的大小而定。做好施工電源、用水、便道的準備。

②在澆筑泡沫混凝土之前應做好基底防、排水工作，坑槽開挖好后應在最低處開挖寬度不超過1m的泄水口，防止槽內積水。

③清理施工區域基坑底部積水，雜物，保證在澆注時基坑底部無雜物、無積水。做好基層清潔，不能有油污，浮漿，殘灰及雜物等。

④施工前做好施工區域的清理工作，確保澆注施工無障礙，保證施工期滿足環保要求。當在地下水位以下澆筑時，應有降水措施，嚴禁在基底積水的狀態下建筑施工。

⑤作業層的隱蔽驗收手續要辦好。

⑥施工前應復合±50cm水平控制墨線。施工過程中，不允許有其他工種在場穿插進行施工。

⑦模板安裝應拼接緊密，不應漏漿，模板表面宜涂刷隔離劑。泡沫輕質土所用金屬網不得有明顯銹跡，金屬網在變形縫位置應斷開鋪設，不得露出泡沫輕質土表面。泡沫輕質土澆筑體宜設置防水土工膜，且應避免刺破。

5.2.3 泡沫輕質土的拌合

①拌合水泥漿液

打開設備攪拌機開關，設備自動上水，水量達到時按照配合比計算所需的水泥量進行水泥加入，邊加入水泥遍攪拌直至水泥漿液拌合均勻無結塊。

②稀釋漿液制作

打開設備造泡機開關，設備自動上水，邊上水邊加入發泡劑在造泡機內制成發泡劑稀釋液，為便于得到合適的泡沫，需將按照發泡劑的稀釋倍率通過計算確定加入單位水質量的發泡劑量。

③泡漿混合

漿制備好的水泥漿和稀釋劑泵入泡漿攪拌裝置中，進行混合形成泡沫輕質混凝土漿。隨后通過泵送管道送入澆筑斷面成型。

5.2.4 泡沫輕質土的澆筑成型

①泡沫輕質土必須按一定的厚度分層澆注，當下填筑層終凝后方可進行上填筑層填筑。分層厚度一般控制在30～80cm，太薄不利于單層泡沫輕質土的整體性，太厚容易引起下部泡沫輕質土中的氣泡壓縮影響容重，同時對施工操作帶來不便。泡沫輕質土填筑每工作面間隔14h澆注1層為宜，適當控制豎向填筑速度。

②當填筑面積較大，在泡沫輕質土初凝前不能完成整層填筑時，必須分塊。分塊面積的大小應首先參考沉降縫位置，根據泡沫輕質土的初凝時間、設備供料能力以及分層厚度確定（縱向填筑分塊5～15m為易，橫向澆注寬度大于15m也應進行分塊）。

③填筑施工過程中要避免過度振動，泵送管出口應始終與填筑面保持水平，避免消泡和材料離析現象發生。圖2、圖3列出了施工中可能出現的三種填筑方式。其中，方式A為正確方式，方式B和方式C為不正確方式，施工時應避免。

圖3 泡沫輕質土施工填筑方式對比圖

5.2.5 泡沫輕質土的養護

①泡沫輕質土每層澆筑完畢終凝后，應立即覆蓋塑料薄膜或土工布灑水保濕養護，防止水份散發過快，引起收縮裂縫。灑水次數應能保持泡沫輕質土處于濕潤狀態，防止失水和過量水浸泡。養護用水應與拌制用水相同。冬季施工不宜灑水養護。

②泡沫輕質土澆筑體養護時間不應少于7d。對摻有礦物摻合料的輕質土澆筑體，其養護時間不應少于14d。

③禁止直接在泡沫輕質土表面停滯機械、車輛或堆壓雜物；泡沫輕質土表面澆筑層強度≥0.4MPa或路床彎沉滿足設計要求時，應先在其表面鋪設一層厚度不小于200mm的覆蓋層，方可在其表面行駛施工作業車輛或工程機械。

6 材料

6.1 水泥

采用P.O42.5的硅酸鹽水泥。水泥進場必須分廠家，按批、按品種分類堆放，并且必須有出廠合格證明及試驗資料。嚴禁使用超期和受潮結塊的水泥。

6.2 發泡劑

采用無污染的HT復合發泡劑，材料應有出廠合格證，出廠性能報告，產品使用說明等。

6.3 外加劑

外加劑應符合《混凝土外加劑》（GB 8076）的規定。

6.4 水

井水(淡水)。應符合JGJ 63規定，不含有影響泡沫穩定性、水泥強度及耐久性的有機物、油垢等雜質。

7 質量控制

①泡沫輕質土在施工過程中，應分別對產品的濕密度、流值、力學性能試驗，取樣檢測，檢測結果不合格，不進行下一道工序施工。

②泡沫輕質土硬化后，應分別對頂面高程、平面位置、平面尺寸進行檢測，檢測結果不合格，不進行下一道工序施工。

③施工中對現澆泡沫輕質土的氣泡容重、濕容重、流值嚴格控制，確保工程質量。

④泡沫輕質土由于其強度較混凝土低得多，且采用垂直填筑，回填時應注意泡沫輕質土強度＜0.6 MPa時，禁止回填普通土。

使用STLINK 作為仿真器，當LDC1000 檢測到存在金屬或硬幣時，它會比較檢測到的數據。然后，在軟件中設置改變閾值以區分和識別導線和硬幣的閾值，并且設置硬幣閾值是700。

⑤泡沫輕質土澆注完成后7d內，嚴禁直接在泡沫輕質土頂面行駛車輛和其他施工機械。

8 安全措施

①對進場的各類機械設備進行驗收，并向操作工人進行詳細的安全技術交底、培訓，使其熟練掌握各種機械性能及操作規程。

②所有機具運至施工現場后，應由專業電工進行檢測、調試、確定無故障后，方可進行施工；專用機具必須設置專用的配電箱。

③施工用電必須符合要求，必須架空，不得隨意拖地，架空時不得使用金屬作桿件，應采用三相五線制。

④空氣壓縮機購買時應按使用規格購買，不得使用大容量，大功率的空壓機。

⑤進場工人必須統一穿工作服，配好安全帽。在加發泡劑時應戴好橡膠手套，盡量做到不直接與皮膚接觸。

⑥若在施工過程中發泡劑的泡沫噴到工人頭部或不小心手或腳等部位沾污發泡劑時，應立即用清水沖洗。

⑦對發泡劑的搬運及使用需注意：搬運、使用作業場地必須通氣，搬運、使用過程中作業人員必須使用防護工具，防止直接接觸，避免發泡劑接觸強酸化劑；搬運或使用后，作業人員必須清洗手部和臉部；發泡劑必須存放在通氣良好的場所。

9 環保措施

①加強施工人員環保及文明施工意識，組織學習文明施工條例及有關常識，進行崗前教育。

②施工現場采用封閉式管理，四周采用通透式圍欄維護，并在相關部位設置明顯的標牌，警示標志等。施工場地各類材料按照指示標牌分類堆放，做到井然有序。

③施工現場設置沉淀池等污水處理系統，避免施工污水直接排到地方水系中，施工期間注意節約水資源，避免浪費。

④場地內設置垃圾池，回收各類建筑垃圾。定期安排工人進行垃圾的清理及處理工作。

⑤配備專用灑水車，每天定時對施工區域及施工便道進行灑水，防止揚塵。

⑥合理安排作業時間，避免在夜間施工，減少噪音污染，做到文明施工，環保施工。

10 結束語

通過采用本施工技術組織橋涵臺背回填施工，不僅有效提高了施工進度，而且保證了工程質量。因泡沫輕質土的良好性能，其在公路、鐵路、橋梁等基礎設施建設、地質環境治理、建筑基坑回填、建筑節能等各個領域均有廣泛應用，具有良好的經濟效益和社會效益，在公路工程建設中具有廣泛的應用前景。