趙輝

摘要：本文介紹了新型材料泡沫輕質(zhì)土的優(yōu)勢(shì)并結(jié)合其在中央大道項(xiàng)目臺(tái)背回填中的具體應(yīng)用，研究了泡沫輕質(zhì)土的設(shè)計(jì)及其施工工藝，并對(duì)其效果分析。

Abstract： In this paper， the advantage of the new foamed light soil is introduced， the design and construction technology of the foamed light soil are studied and its effect is analyzed.

關(guān)鍵詞：橋頭跳車；泡沫輕質(zhì)土；施工；效果分析

Key words： bridgehead jumping；foamed light soil；construction；effect analysis

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）03-0160-02

0 引言

在軟土路基段經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一種病害—橋頭跳車，該病害出現(xiàn)的原因是臺(tái)背回填土與橋面出現(xiàn)了不同程度的沉降，使其橋面和路面連接處開(kāi)裂而導(dǎo)致的，現(xiàn)在已成為影響公路、市政等工程質(zhì)量和造價(jià)的主要因素。我公司在承建的項(xiàng)目中多次遇到地基承載力不足或沉降變形過(guò)大等工程問(wèn)題，過(guò)去解決該問(wèn)題所采取的措施多是提高地基承載力，該方法忽視了減輕填土荷載的重要性，在這種情況下，泡沫輕質(zhì)土應(yīng)運(yùn)而生，它作為一種新型材料填土可有效解決地基承載力不足或沉降變形過(guò)大等工程問(wèn)題，且具有施工工期短、施工噪音低等優(yōu)勢(shì)，是一種全新的解決辦法。

1 泡沫輕質(zhì)土的優(yōu)勢(shì)

泡沫輕質(zhì)土是一種新型建筑節(jié)能材料，具有節(jié)能、環(huán)保、低廉及不燃性等特點(diǎn)。泡沫輕質(zhì)土是一種多孔材料，其制作過(guò)程是先采用機(jī)械方法把泡沫劑水溶液制備成泡沫，之后把泡沫加入到料漿中，通常料漿都是由硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑等混合經(jīng)過(guò)攪拌、澆筑成型、養(yǎng)護(hù)等多道工序形成的。該材料內(nèi)含有大量封閉的空隙，也正因?yàn)槿绱?，使得其具有?qiáng)度高、抗震性好、重量輕、施工方便、環(huán)保性等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在多個(gè)方面，比如公路護(hù)坡、路基、河岸、港口的擋土墻；補(bǔ)償?shù)鼗⒌缆?、橋梁、臺(tái)背回填、隧道、大型構(gòu)筑物的填充層；泡沫混凝土砌塊在框架結(jié)構(gòu)中用作隔熱填充墻體或與薄鋼板制成復(fù)合墻板；建筑物屋面找坡、保溫；制成輕質(zhì)假山、盆景、仿木材料等園林制品。

在臺(tái)背回填應(yīng)用中泡沫輕質(zhì)土的優(yōu)勢(shì)主要包括以下方面：

①輕質(zhì)性。泡沫輕質(zhì)土最基本的特性就是輕質(zhì)性，該材料屬于氣泡狀絕熱材料，主要特點(diǎn)是在混凝土內(nèi)部形成封閉的泡沫孔，造成輕質(zhì)性特性的主要原因是在配置該材料時(shí)可以適當(dāng)增加泡沫量，使其重量與普通氣泡狀絕熱材料低20%左右，在軟弱地層上填筑土工結(jié)構(gòu)施工中具有廣泛的應(yīng)用前景。

②重度和強(qiáng)度可調(diào)節(jié)性。為滿足更多工程的需求，泡沫輕質(zhì)土的重度和強(qiáng)度都能夠通過(guò)改變其組成成分的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，但該材料的可調(diào)節(jié)性并不是無(wú)限的，在一定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，通常無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可控制在0.3～13MPa；泡沫輕質(zhì)土的重度可控制在5～12kN/m3。

③良好的施工性。該材料還在未定型前具有較高的流動(dòng)性，使得其易于移動(dòng)，且對(duì)施工空間要求不高。不僅如此，其能夠替代臺(tái)背回填材料，且施工方便高效，無(wú)需其他機(jī)械的支持。此外，該材料良好的施工性還體現(xiàn)在施工期間幾乎不需要進(jìn)行特殊的養(yǎng)護(hù)，可實(shí)現(xiàn)持續(xù)性澆筑施工。

④良好的環(huán)保特性。泡沫輕質(zhì)土對(duì)原材料的要求不高，粉煤灰等工業(yè)廢煤都可以制成泡沫輕質(zhì)土，不僅降低了能源的使用率，促進(jìn)了資源的循環(huán)利用，也有效保護(hù)了自然環(huán)境，具有良好的社會(huì)效益。

⑤其他特性。此外，該材料還與水泥混凝土相似具有良好的耐久性，比如耐水損害、耐油污、耐熱等。

2 泡沫輕質(zhì)土臺(tái)背回填設(shè)計(jì)

中央大道二期工程津晉高速互通立交段，北起物流中心段，南接塘沽鹽場(chǎng)段，路線全長(zhǎng)1176m。本工程位于中央大道與津晉高速的交叉處，工程范圍內(nèi)為塘沽鹽場(chǎng)的大面積鹽池。路基多處于潮濕、過(guò)濕狀態(tài)，屬于軟弱地基。該處的軟基深度近10m。橋頭處軟基處理原設(shè)計(jì)采用薄壁管樁結(jié)合碎石墊層及超載預(yù)壓后，8%石灰土回填。而由于主線橋16#臺(tái)、B匝道橋臺(tái)分別上有高壓線經(jīng)過(guò)及下有輸油管道經(jīng)過(guò)原因，無(wú)法采用薄壁管樁施工，結(jié)合本工程工期要求，跟設(shè)計(jì)院業(yè)主溝通，改為泡沫輕質(zhì)土回填施工。

泡沫輕質(zhì)土的主要優(yōu)勢(shì)就是在確保自身材料功能符合施工要求的基礎(chǔ)上，極大的降低了材料重度，從而減少了軟基附加應(yīng)力，因此泡沫輕質(zhì)土對(duì)質(zhì)量的要求是很高的，其各項(xiàng)主要指標(biāo)應(yīng)滿足表1要求。

3 工程實(shí)施

3.1 配合比強(qiáng)度試驗(yàn)

①采用10cm×10cm×10cm試塊。其抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法與普通混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)方法幾乎一致，不同點(diǎn)在于其要求壓力機(jī)采用小量程砂漿壓力機(jī)，且保持強(qiáng)度結(jié)果不變。

②試驗(yàn)以6塊試塊為一組，共做2組分別測(cè)定7d和28d齡期抗壓強(qiáng)度。7d齡期抗壓強(qiáng)度≥0.3MPa時(shí)，說(shuō)明該配合比符合施工要求。

3.2 泡沫輕質(zhì)土施工

3.2.1 施工準(zhǔn)備

①設(shè)備的安裝與調(diào)試.將拌和機(jī)和水泥罐的基礎(chǔ)用山皮土和混凝土進(jìn)行處理，然后安裝拌和機(jī)，檢查線路和各元件是否正常，調(diào)試完畢后，聘請(qǐng)專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定。②水電、管件安裝：在正式開(kāi)始安裝前應(yīng)先了解和掌握需安裝配件的性能，然后依據(jù)水電的需求情況，選擇合適的配件，要求安裝過(guò)程嚴(yán)格遵守相關(guān)操作規(guī)范。③設(shè)備調(diào)試：通過(guò)手動(dòng)加負(fù)荷試驗(yàn)，檢查各電機(jī)、空壓機(jī)工作是否異常；通過(guò)砝碼標(biāo)定各計(jì)量器，檢查其是否異常；通過(guò)采用手動(dòng)按鈕起動(dòng)各電機(jī)，檢查電機(jī)是否異常。④對(duì)地基進(jìn)行整平夯實(shí)、加固，防止發(fā)生松垮崩潰。必須采取有效措施整平夯實(shí)地基，使泡沫輕質(zhì)土與地面充分融合，必要的情況下應(yīng)設(shè)置防止滑溜的加固柱。⑤為防止水對(duì)施工造成不利影響，應(yīng)在泡沫輕質(zhì)土的上下底面鋪設(shè)土工布。此外，若施工停止時(shí)，應(yīng)用遮水板或是柏油乳劑遮擋氣泡混合輕質(zhì)土，從而實(shí)現(xiàn)防水的目的。⑥背面填土處的涌水較多時(shí)，在水容易匯集之處，采取地下排水。

3.2.2 工藝流程

泡沫輕質(zhì)土主要包括兩個(gè)部分，一是水泥漿；二是氣泡，在出料系統(tǒng)中混合最終形成泡沫輕質(zhì)土，見(jiàn)圖1。

3.2.3 施工重點(diǎn)

①正式施工前應(yīng)先在碎石墊層表面澆筑一層30cm左右厚的泡沫輕質(zhì)土。②應(yīng)分層澆筑泡沫輕質(zhì)土，確保其澆筑厚度在0.5～1.0m之間。③只有上層澆筑層終凝后，才能開(kāi)始進(jìn)行下一層澆筑施工；要求單個(gè)澆筑區(qū)澆筑層的施工時(shí)間不能超過(guò)水泥（砂）漿初凝時(shí)間。④應(yīng)盡可能沿澆筑區(qū)長(zhǎng)軸方向自一端向另一端澆筑。⑤澆筑過(guò)程中，當(dāng)需要移動(dòng)澆筑管時(shí)，最好不要左右移動(dòng)澆筑管，盡量前后移動(dòng)。⑥當(dāng)進(jìn)行掃平表面操作時(shí)最好保持澆筑口水平，同時(shí)盡量縮短澆筑輕質(zhì)土表面和澆筑口之間的距離。⑦最好不要在已澆完尚未固化的輕質(zhì)土里移動(dòng)。⑧應(yīng)在泡沫輕質(zhì)土填筑體頂部0.5～1.0m的位置設(shè)置2層準(zhǔn)2mm不銹鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)眼規(guī)格不得超過(guò)10cm。⑨為防止雨水對(duì)泡沫輕質(zhì)土造成不利影響，當(dāng)遇到暴雨等惡劣天氣時(shí)，應(yīng)采取必要的遮雨措施。

4 效果分析

為了檢驗(yàn)采用泡沫輕質(zhì)土的效果，對(duì)16#及B0#橋臺(tái)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，并與普通填土橋臺(tái)（其他橋臺(tái)）進(jìn)行了比較，結(jié)果為：

①普通填土橋臺(tái)下的土體沉降量明顯大于輕質(zhì)填土橋臺(tái)下土體沉降量。

前期現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)對(duì)比普通填土橋臺(tái)下的土體沉降要比泡沫輕質(zhì)土沉降大7cm-10cm。

②泡沫輕質(zhì)土力學(xué)型能比普通土更穩(wěn)定。

泡沫輕質(zhì)土與普通填土在對(duì)橋臺(tái)的土壓力方面存在很大差距，具體表現(xiàn)在普通填土與深度之間存在一定的線性關(guān)系，也就是說(shuō)土壓力會(huì)隨著深度的增加而逐漸增加，且土壓力也會(huì)隨著時(shí)間的增加而增大；但泡沫輕質(zhì)土不同，該材料對(duì)橋臺(tái)的土壓力更加穩(wěn)定，隨著深度的增加和時(shí)間的累計(jì)，土壓力并不是出現(xiàn)明顯的增加。

③泡沫輕質(zhì)土填筑比普通填土施工更方便。

普通填土橋臺(tái)處由于橋臺(tái)附近地方狹窄，無(wú)法拉近壓實(shí)機(jī)和臺(tái)背之間的距離，使得填料顆粒間孔隙難以完全消除，因此壓實(shí)度往往差強(qiáng)人意。而泡沫輕質(zhì)土不同，它無(wú)需振搗和碾壓工序，能夠遠(yuǎn)距離施工，有效解決了上述問(wèn)題。結(jié)果表明，采用這種方法不但能抑制地基的沉降和側(cè)移，從而緩解橋頭跳車，而且能夠減少橋臺(tái)的土壓力及橋臺(tái)樁基所承受的彎矩，抑制橋臺(tái)及樁基側(cè)移，延長(zhǎng)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物的使用壽命。

④加快了施工工期，節(jié)省勞動(dòng)力。

普通填土臺(tái)背，需要每15cm-30cm分層碾壓，每一層往往需要碾壓3-4便，才能滿足壓實(shí)度，而靠近臺(tái)背的地方，機(jī)械往往不能靠近，需要人工用夯機(jī)，一便又一便的夯實(shí)，還需要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員每層測(cè)壓實(shí)度，大大浪費(fèi)了時(shí)間和勞動(dòng)力。泡沫輕質(zhì)土就不需要這么繁瑣的工序，只需澆筑完畢等待凝固就行。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，泡沫輕質(zhì)土在橋臺(tái)背填筑中，可大大的減輕路堤自重，降低地基應(yīng)力，抑制軟基的沉降，從根本上消除了橋頭跳車問(wèn)題，天津中央大道項(xiàng)目采用泡沫輕質(zhì)土施工完成后，經(jīng)固化后的試驗(yàn)檢測(cè)得出，泡沫輕質(zhì)土施工質(zhì)量良好，滿足設(shè)計(jì)及施工要求，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。由此我們不難看出，泡沫輕質(zhì)土回填必然是以后臺(tái)背回填施工方法的一種趨勢(shì)。

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