橋梁臺背回填泡沫輕質土技術應用

范海波

（北京城建道橋建設集團有限公司，北京 100022）

0 引言

采取泡沫輕質土施工技術進行橋梁臺背回填的過程中，施工單位一定要對泡沫輕質土的主要特征及其技術優(yōu)勢做到足夠明確，然后以工程概況為依據，合理應用此項施工技術，包括基槽開挖和降水技術，澆筑區(qū)域和澆筑層劃分技術，混凝土保護面板制作和安裝技術，泡沫輕質土制作技術，泡沫輕質土澆筑技術，以及成品保護技術等，同時應采取合理的措施進行施工質量控制。這樣才可以充分發(fā)揮泡沫輕質土施工技術的優(yōu)勢，保證橋梁臺背回填施工效果，滿足橋梁工程的實際建設及應用需求。

1 工程概況

某公路橋梁工程項目的總長度是1km，原來為雙向四車道形式，其路基寬度是26m。為適應該公路橋梁工程的實際交通需求，現需要將其擴建為雙向六車道形式，其路基寬度需要拓展到34.5m。施工過程中，為有效避免橋頭跳車問題，管理單位和施工單位共同研究之后，決定采取泡沫輕質土對其橋梁臺背進行回填施工。表1 為該公路橋梁工程橋梁臺背填筑施工中的泡沫輕質土施工技術參數。

表1 橋梁臺背填筑施工中的泡沫輕質土施工技術參數

2 泡沫輕質土特征及其技術優(yōu)勢

2.1 泡沫輕質土

所謂泡沫輕質土，是指通過物理方法，先用發(fā)泡劑水溶液進行泡沫制備，再將其同水、水泥基膠凝材料、摻和料、組分集料、外加劑等必須組分按照一定比例混合到一起并進行攪拌，最后使其在物理化學作用下硬化，形成輕質填充材料。就本質而言，泡沫輕質土屬于加氣混凝土的一種，也是一個特殊的加氣混凝土品種[1]。在當前的公路橋梁建筑工程中，泡沫輕質土具有較為廣泛的用途和明顯的應用優(yōu)勢，尤其是在公路橋梁的臺背填充施工中，其應用優(yōu)勢更是十分顯著。合理應用泡沫輕質土施工技術，不僅可以有效保證橋梁臺背填充施工質量，也可以進一步提升其整體結構性，能夠更好地滿足公路橋梁工程的實際建設及應用需求。

2.2 泡沫輕質土特征

就目前公路橋梁臺背填充施工中所應用的泡沫輕質土來看，其主要特征包括以下幾個方面：第一，質量輕。因為泡沫輕質土的內部被很多氣泡均勻填充，所以其整體質量較輕，且能夠根據實際施工要求調整重量，應用起來較為靈活。第二，密度和強度均可調節(jié)。在采用泡沫輕質土進行橋梁臺背填充施工時，施工單位可根據實際需求調節(jié)其密度和強度，以此確保應用效果。第三，施工便捷。泡沫輕質土主要通過輸送泵來運輸和澆筑，其施工技術簡單、便捷，輸送和施工速度也很快，且對施工環(huán)境沒有過高要求，即使是在一些比較狹小的空間，也可以順利運輸和澆筑，這樣可在提升施工效率的同時降低工程成本，實現建設效果與施工單位經濟效益的雙提升。第四，強度高。泡沫輕質土自身具有較高的強度，在施工中可以垂直填筑，這樣可以降低整體橋梁臺背所受壓力，有效降低橋頭跳車問題發(fā)生概率，為交通安全提供有效保障。

2.3 泡沫輕質土技術在橋梁臺背回填中的主要應用優(yōu)勢

泡沫輕質土技術在橋梁臺背回填中的主要應用優(yōu)勢體現在以下幾個方面：第一，可減輕地基的附加應力。相較于普通的回填土，泡沫輕質土的容量僅占其1/3～1/2。通過泡沫輕質土對橋梁臺背進行過渡回填處理之后，其地基附加應力會比普通回填土回填之后的附加應力小很多，這樣便可顯著降低施工后的沉降量。第二，可使橋臺與路基之間實現剛柔過渡，相較于其他形式的臺背填充材料，泡沫輕質土具有更高的強度和更低的壓縮性，且其自身剛度也很大。因此，通過泡沫輕質土進行橋梁臺背回填，可有效緩解橋臺和臺背之間的剛柔突變情況，進而有效避免橋頭跳車問題[2]。

3 泡沫輕質土技術在橋梁臺背回填中的具體應用

3.1 基槽開挖和降水

在橋梁臺背基坑開挖前，施工單位首先要做好測量放線工作，使基坑高程和平面部位等參數與實際工程要求相符。然后以基坑的設計尺寸為依據，合理確定其開挖斷面形式，并通過檢測確定具體的承載力參數，使其滿足實際工程設計標準。在基槽開挖施工中，施工單位一定要保證支護施工效果，以此確保基槽的穩(wěn)定性。如果施工位置具有較為豐富的地下水，則可以通過防水混凝土材料進行處理，以免地下水在毛細或凍融作用下損壞泡沫輕質土。在此過程中，施工單位也要在現場建立合理的排水結構，防止浸水引起的基槽缺陷，有效保證基槽開挖施工質量，為后續(xù)施工奠定堅實的基礎。

3.2 澆筑區(qū)域和澆筑層劃分

由于橋梁臺背回填施工中泡沫輕質土的施工量很大，因此在具體施工中，泡沫輕質土本身的質量、澆筑施工中形成的水化熱以及高溫條件等都會對其工程質量產生較大影響。基于此，在橋梁臺背泡沫輕質土填筑施工之前，施工單位一定要根據實際工程情況合理劃分澆筑區(qū)域及澆筑層，并通過分區(qū)、分層的施工方式進行泡沫輕質土澆筑施工。該工程中，施工單位首先按照工程設計圖紙對泡沫輕質土的澆筑區(qū)域進行了科學劃分，在每一個澆筑區(qū)域，將各層泡沫輕質土的澆筑厚度控制在0.5～1m，同時保證單層厚度的泡沫輕質土澆筑在初凝前完成，有效保證泡沫輕質土澆筑施工質量[3]。

3.3 混凝土保護面板預制和安裝

由于泡沫輕質土具有很好的流動性，所以在填筑施工中，為避免漏漿情況，需緊密拼接保護面板，以保證澆筑施工效果。按照該工程的實際需求，保護面板結構采用的是C30 混凝土材料，面板長度是90cm，寬度是30cm，厚度是4cm。由于設計厚度較小，所以在具體施工中，考慮到實際應用需求，特選擇細石混凝土材料制作保護面板。預制過程中，施工人員需要嚴格按照設計方案設置預埋鋼筋，以此確保混凝土保護面板的后續(xù)安裝質量。施工中，主要采用平板振搗器進行振搗，在此過程中，需確保振搗的均勻性，不可出現漏振和過振等情況。尤其是邊角位置，更應做到均勻振搗。同時應密切關注混凝土保護面板的密實度，在密實度達到設計標準之后，振搗施工應立即停止，并用塑料薄膜做好其表面的覆蓋工作，防止混凝土保護面板在溫濕度影響和風干作用下出現裂縫[4]。完成混凝土保護面板覆蓋養(yǎng)護后，需要通過運輸車將其運輸到施工現場，并嚴格按照工程設計要求進行拼裝。拼裝過程中，需確保各個保護面板之間的緊密性，避免漏漿，確保泡沫輕質土澆筑施工質量。

3.4 泡沫輕質土制作

泡沫輕質土的制作工藝包括以下幾個要點：第一，通過壓縮空氣以及發(fā)泡劑制作泡沫，制作過程中不可攪拌泡沫，發(fā)泡率需要嚴格按照實際工程設計要求來設置，以此確保后續(xù)施工質量。第二，需要分別制作水泥漿及泡沫輕質土，且要采用專用的水泥漿車運輸水泥漿，以免兩種不同材料混合，影響施工效果。第三，在泡沫輕質土制作設備的選擇上，要選用具備自動計量功能的。具體的材料制備過程中，需根據實際需求合理調節(jié)流量，使其與實際工程設計相符。第四，制作過程中，一定要控制好泡沫輕質土的攪拌時間，該工程中，攪拌時間控制在2h 以內。

3.5 泡沫輕質土澆筑

采用泡沫輕質土進行橋梁臺背填充施工時，需要合理應用澆筑施工技術，這樣才可以有效保證橋梁臺背填充施工效果，為整體公路橋梁工程施工質量提供保障。泡沫輕質土的澆筑施工要點包括以下幾個方面：第一，施工過程中，需嚴格按照設計要求控制好單層泡沫輕質土的澆筑厚度，在同一個區(qū)段，其上下兩個相鄰澆筑層的施工間隔時間也應該控制在合理范圍內，具體間隔時間需要根據施工期間的實際氣溫來確定[5]。第二，對于每一個分區(qū)，在澆筑之前，都應該將混凝土保護面板安裝牢固，并通過塑料布做好密封處理，有效避免泡沫輕質土沿保護面板縫隙滲流。第三，在對單個澆筑區(qū)域進行泡沫輕質土澆筑施工時，每一個澆筑層的澆筑時間都不應超過水泥漿的初凝時間，上一個澆筑層完成初凝之后，才可以進行下一個澆筑層的澆筑施工。第四，泡沫輕質土的澆筑應盡量沿著澆筑區(qū)域的長軸方向，從一端朝另一端進行施工，如果應用的澆筑管超過1 條，可從一端開始，并排朝另一端澆筑；也可以通過對角澆筑的形式進行施工。第五，在泡沫輕質土澆筑施工中，如果其澆筑管需要移動，則一定要沿其放置的方向前后移動，不可左右移動；如果因特殊情況需要左右移動，則需要盡量將澆筑管提出到已經澆筑的泡沫輕質土表面，然后再實施左右移動。第六，在掃平面的過程中，泡沫輕質土澆筑口應盡可能保持水平，且應盡量與正在澆筑的泡沫輕質土表面距離近一些。第七，對于已經完成澆筑但是并未完全固化的泡沫輕質土，施工期間應盡量減少或避免在其上走動，以此確保整體質量。表2為該公路橋梁工程臺背填充施工中泡沫輕質土澆筑施工技術參數控制情況。

表2 泡沫輕質土澆筑施工技術參數控制情況

3.6 成品保護

在泡沫輕質土澆筑施工完成后，需要做好成品養(yǎng)護工作，這也是確保技術應用效果、提升整體工程質量的關鍵。因此，在泡沫輕質土澆筑施工完成后，施工單位應立即開展成品養(yǎng)護工作。具體養(yǎng)護中，主要的技術措施包括以下幾個方面：第一，當泡沫輕質土澆筑施工到工程設計標高后，需要將塑料薄膜覆蓋在其表面，以此來進行保濕養(yǎng)護。針對路床位置的泡沫輕質土，在每一層澆筑施工完成后，都需要通過塑料薄膜進行覆蓋，以此確保其保濕養(yǎng)護質量。完成最后一層泡沫輕質土層的澆筑施工之后，需進行整體橋梁臺背養(yǎng)護，養(yǎng)護齡期應控制在7d 及以上。第二，完成路基泡沫輕質土澆筑施工后，需要在其最后一層強度達到0.4MPa 及以上的情況下，再進行路面施工。施工過程中，為確保路基層養(yǎng)護效果，不可讓大型機械設備直接行走在泡沫輕質土結構上，應通過邊緣卸料和向中間推平的方式進行路面層的碾壓施工[6]。第三，在泡沫輕質土結構硬化成型之后，如果其強度沒有達到設計強度，則需要繼續(xù)進行養(yǎng)護，不可將橋梁工程直接投入使用。第四，完成橋梁臺背的泡沫輕質土澆筑施工之后，如果遇到了大雨天氣、暴雨天氣或連續(xù)的小雨天氣，對于沒有固化的泡沫輕質土結構，施工單位一定要采取有效的避雨措施，避免其被雨水浸泡。這樣才可以使橋梁臺背填筑中的泡沫輕質土成品結構得到有效的保護，以此確保整體施工質量，為后續(xù)的使用安全奠定堅實的基礎。

4 泡沫輕質土技術在橋梁臺背回填中的質量控制措施

采用泡沫輕質土技術進行橋梁臺背回填施工時，施工單位應注意以下幾項質量控制要點：第一，采用泡沫輕質土進行橋梁臺背回填之前，要確保橋臺結構的強度達到設計標準，這樣才可以確保整體回填質量，避免回填施工對橋臺結構產生不良影響。第二，施工過程中，一定要以橋梁工程中的橋臺、涵洞頂部以及橋涵背后回填壓實度標準為依據，合理控制各項泡沫輕質土施工技術參數。第三，在泡沫輕質土澆筑施工中，一定要確保每一個澆筑層的壓實效果，使每一個泡沫輕質土澆筑層的厚度都保持均勻。第四，在具體施工中，應盡量選擇大噸位機械設備來實施碾壓施工，其間需根據實際情況控制好其振動力，以免路基結構遭到破壞。第五，施工中，對于壓路機無法進入的位置，可通過沖擊夯的形式來夯擊施工，以此確保泡沫輕質土結構的夯實效果。第六，在對泡沫輕質土結構進行壓實施工時，其壓實寬度需小于設計寬度10cm，且需保證每一個泡沫輕質土澆筑層的平整度和壓實度都達到設計標準，以此確保路拱結構的合理性[7]。第七，在泡沫輕質土回填施工范圍內，不可進行孔眼和腳手架的預留，同時應通過人工補夯的方式，對拐角或回填邊緣位置進行進一步的壓實處理。第八，在具體施工過程中，施工單位應對施工現場周邊環(huán)境做好監(jiān)測，避免施工對周邊環(huán)境造成擾動，并防止周邊環(huán)境對施工質量和施工安全造成不良影響。

5 結語

綜上所述，在現代公路橋梁建設施工中，臺背回填是一項至關重要的施工環(huán)節(jié)。合理應用泡沫輕質土施工技術，可極大程度地避免橋頭跳車問題，顯著提升實現整體橋梁臺背結構質量和性能。基于此，在此類工程的實際施工中，施工單位一定要結合具體的工程情況，根據實際施工要求，合理應用泡沫輕質土施工技術，并控制好各個施工流程與技術參數，同時應采取合理的措施，為施工質量提供保障，在確保交通安全的同時促進交通建設行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。