氣泡混合輕質土在蒲都高速路基回填中的應用

于飛

（中鐵建昆侖路橋建設有限公司，成都 267800）

1 臺背沉降原因分析及危害

高速公路施工通常工程量大，工期緊，施工環境差，橋涵臺背回填，結構物邊角部位碾壓機具很難進行全覆蓋或充分的平整碾壓，路基局部填料顆粒間隙較大，后期受上部車輛荷載及填土自重影響，填料迅速壓縮至路基快速沉降，易發生“跳車”現象；橋涵多布置于溝壑峽谷地段，臺背地基地質情況落相對較差，在填土重力荷載對軟弱地基附加壓力的作用下，易造成橋臺整體性后傾，發生不均勻沉降，不利于車輛安全行駛。

2 氣泡混合輕質土特性

氣泡混合輕質土是一種先進的輕型填土材料。這種填土材料是通過在固化劑中（通常為水泥漿）加入氣泡經充分拌和而成，氣泡混合輕質土不僅具有輕質性（容重 5～13kN/m3）、良好的流動性 （最大泵送距離可達 500m）、固化后自立性等特點，而且它的容重和抗壓強度均可通過試驗配合比進行相應的改進，有優化的空間。成都三繞高速蒲江至都江堰段，臨溪河特大橋及陳家河 2#橋的橋臺臺背回填均采用了氣泡混合輕質土填筑技術。

3 臺背回填設計指標

容重設計：路槽以下 80cm 以內濕容重等級不大于 W6,其余區域濕容重等級不大于 W5。

強度設計：路槽以下 80cm 以內強度等級不小于 CF0.8,其余區域強度等級不小于 CF0.6。

4 施工主要機具

主要施工機具配置如表1所示。

表1 主要施工機具配置

輕質土設備開機生產前，機械操作人員必須按照輕質土拌合設備操作規程做好開機準備工作，并嚴格按設計配合比要求設定的參數，進行試生產時，首先調整泡沫質量，保證泡沫密度控制在 48～52kg/m3。

5 施工工藝

5.1 配合比試驗

通過最初擬定的3組配合比數據，經實驗必選后，將最佳配合比上報監理實驗室（見表 2），經批復后取用。

表2 氣泡混合輕質土配合比

5.2 面板基礎施工

臺背設計范圍開挖驗槽完畢后，回填基礎承載力檢測合格后方可進行面板基礎施工，基底鋪設 30cm 碎石墊層，由于面板基礎位于原地面以下 50cm，基礎可直接利用開挖土模施工，有利于基礎側向土壓力受力，可避免回填土不密實。

面板基礎為 C30 混凝土，采用罐車運輸，搭設溜槽入倉工藝，基礎混凝土頂面按設計要求預留面板坐漿卡槽，槽深6cm、寬 5cm，采用 10cm×5cm 方木作為開槽模具預埋基礎混凝土中，按面板放樣邊線準確安裝木方位置，確保方木邊線與面板外邊線一致。在實際施工中，擬定混凝土強度達到 50%時，方可取出木方形成面板坐漿卡槽。

5.3 碎石墊層施工

考慮到氣泡混合輕質土與常規填土間存在變形差異，面板基礎混凝土施工完成后開始鋪設輕質土最下部碎石墊層，墊層厚度和壓實度嚴格按照設計要求鋪設，施工前要按設計修整基底，必須在基面夯實、整平后，監理工程師檢驗認可后方能進行碎石墊層施工，同時按設計間距和位置安裝排水PVC 管，氣泡混合輕質土基底承載力應大于 100kPa，碎石墊層壓實度不小于 94%，碎石墊層的鋪設厚度為 30cm。

5.4 面板施工

根據現場情況，面板采用現場預制工藝，采用可拆卸式鋼模澆筑，模板可使用角鋼加工，模板數量根據面板數量確定。面板尺寸嚴格按照設計要求預制，采用 C20 細石混凝土澆筑，澆筑前應在模板內部涂刷脫模劑，面板預制完成后應統一堆放，專人保管。

5.5 面板安裝

底層面板安裝：面板安裝關鍵在于最底層面板的安裝質量控制，安裝時應先定出面板的外邊線，然后在面板基礎坐漿槽內鋪墊 M10 砂漿，逐塊安裝底層面板，面板槽內坐漿應飽滿從縫隙擠出，面板側面同樣應保證砂漿擠出，勾縫后砂漿厚度約控制在 1cm。面板頂部標高應保持一致，誤差不超過±5mm，同時吊垂線，保證面板安裝的垂直度。

第二層面板安裝：應在下層面板頂面飽滿鋪設砂漿，上層面板與下層面板應錯縫安裝，不能形成通縫。面板從一邊逐塊往另一邊安裝，每安裝完成2塊后使用 φ6mm 拉桿鋼筋將面板與角鋼點焊連接，焊接定位前一定要檢查面板安裝的垂直度、標高和位置等。

面板每次安裝高度可根據輕質土分層澆筑厚度確定，宜控制在 80～150cm。如采用移動式施工架，則每次可將面板安裝高度增加，但必須考慮角鋼自身的柔性不易過高。

5.6 輕質土回填澆筑

經過監理單位驗收合格后方可進行澆筑作業。澆筑前及時布置好泵送軟管，保證軟管有足夠長度，檢查軟管中間接頭有無脫落、漏水、彎折、擠壓的地方。檢查澆筑點應保證內部無明顯積水，無雜物。輕質土澆筑作業時，施工人員必須穿工作鞋、戴保護手套、安全帽。

輕質土澆筑不需振搗，直接采用泵管澆筑后自流平，澆筑時為減少輕質土澆筑不規范引起消泡，施工過程中泵送管出口應始終與填筑面保持水平。

澆筑時，應采用分塊分層澆筑方式，分塊是指嚴格按照沉降縫分幅跳躍式澆筑；分層是指輕質土每次澆筑厚度最大不應超過 1m，待下部輕質土終凝后才能進行上層輕質土澆筑作業；應均勻控制每層澆筑厚度，宜單層 25～100cm，單層不能出現部分過高或過低情況，養護時間控制在 3d 為宜。

5.7 HDPE 防滲土工膜鋪設

為防止頂面滲水、積水滲入氣泡混合輕質土引起容重變化，在其頂面鋪設一層 HDPE 防滲土工膜，厚度不小于 0.3mm，搭接寬度不小于 10cm，在輕質土頂面反包 100cm 固定。

6 結語

輕質氣泡混合輕質土應用于成都三繞橋梁臺背回填中后，經過 1年的沉降觀察期考驗，發現該新型填筑材料可避免傳統臺背填土碾壓不充分造成臺背填土沉降現象，減小填土重力荷載和臺背地基的土壓力，避免橋臺傾斜發生不均勻沉降。具有填筑過程不需設備碾壓、對現有社會交通干擾少，施工噪聲低，施工工期短，施工占地小等優點。