公路橋臺臺背回填中輕質(zhì)泡沫混凝土技術應用

公路橋臺臺背回填中輕質(zhì)泡沫混凝土技術應用摘要：傳統(tǒng)的橋臺臺背回填基本上采用土質(zhì)類材料，此類材料自身容重較大施工速度慢，尤其完工通車之后極易出現(xiàn)較大工后沉降、橋頭跳車的質(zhì)量通病。故近些年來，一些輕質(zhì)型路基填料越來越多地用在了路基施工中，輕質(zhì)泡沫混凝土以其輕質(zhì)高強、施工便捷、高流動性、直立性等諸多優(yōu)良特點成為了其中代表結合工程實際，對其施工工藝進行相關研究，以期為今后類似工程提供一定參考借鑒之價值。關鍵詞：泡沫混凝土；施工工藝；臺背回填；工后沉降；橋頭跳車1項目背景展示工程概況浦衛(wèi)公路（平莊公路?胡濱公路）改建工程為二級公路，紅線寬度40m,大小橋梁共計12座，所有橋梁的橋頭路基處理范圍為橋頭兩側(cè)50m范圍，其中上橫涇橋南側(cè)橋頭處理采用釘型與雙向水泥攪拌樁+輕質(zhì)泡沫混凝土路堤+等載預壓的處理方式（其他橋梁及上橫涇橋北側(cè)橋頭均采用釘型與雙向水泥攪拌樁+二灰輕質(zhì)路堤的處理方式）。工況選擇由于上橫涇橋南側(cè)橋頭范圍原狀為魚塘，土質(zhì)為淤泥及淤泥質(zhì)土，且南側(cè)橋頭填浜范圍內(nèi)填土高度達到3?4m，填土高度較大，怕工后沉降過大，造成橋頭跳車厲害，故設計采用了輕質(zhì)泡沫混凝土新型工藝來代替石灰土回填臺背，以期減小工后沉降，防止橋頭跳車，保證橋接坡的施工質(zhì)量。2施工技術研究2.1泡沫混凝土概念泡沫混凝土是通過發(fā)泡機的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑與水泥漿均勻混合，然后經(jīng)過發(fā)泡機的泵送系統(tǒng)進行現(xiàn)澆施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)混凝土材料（圖1）。圖1泡沫混凝土材料技術原理泡沫混凝土的生產(chǎn)過程包括泡沫制備、泡沫混合料制備、澆筑成型、養(yǎng)護、檢驗等（圖2）。圖2泡沫混凝土生產(chǎn)過程泡沫混凝土路堤施工1）施工工藝流程施工準備f施工場地硬化f機械設備的安裝調(diào)試f路基邊線測量放線f輕質(zhì)土模板安裝f輕質(zhì)土底層澆筑f鍍鋅鐵絲網(wǎng)鋪設f輕質(zhì)土分層澆筑f鍍鋅鐵絲網(wǎng)鋪設f輕質(zhì)土分層澆筑f土工格柵、防滲土工膜鋪設f養(yǎng)護成型。2）泡沫輕質(zhì)土的性能要求

泡沫輕質(zhì)土的水泥宜采用42.5級及以上的通用硅酸鹽水泥或硫酸鹽水泥。氣泡群密度應為48k?52kg/m3,濕容重為4.5kN/m3?5.5kN/m3（表1）。虜酬TffSt聶小<19%(Hi.eCF1.0W5CFD.BWJ>1.5CF0.6表1泡沫輕質(zhì)土性能要求3）施工技術要點基底處理基底采用挖掘機進行平整，壓路機進行壓實，壓實度96%。若泡沫混凝土基底在擋土墻底板以上的，應采用回填土在底板位置進行回填，并壓實，斷面示意圖如（圖3）。L2為過渡段20m,L1為橋頭復合地基處理范圍，泡沫混凝土路基處理具體樁號位置為K23+251.21?K23+301.24。圖3泡沫輕質(zhì)土填筑橫、縱斷面圖模板安裝泡沫輕質(zhì)土澆筑前需在單元塊范圍四周使用模板進行支擋，再用鋼管或者調(diào)節(jié)螺桿進行支撐加固。泡沫輕質(zhì)土模板使用定型鋼模板或木模板，模板由調(diào)節(jié)螺桿或鋼管支撐，共設2道，1道水平放置，另一道斜向支撐，支撐模板頂部，確保澆筑過程中不出現(xiàn)變形。施工時模板底口插入碎石隔離層2?3cm,防止?jié)仓^程中液態(tài)泡沫輕質(zhì)土滲漏。澆筑上層輕質(zhì)土時，模板下部采用砂漿進行堵漏。模板平直、無錯臺，模板間拼縫使用雙面泡沫膠帶進行封閉。泡沫輕質(zhì)土澆筑（圖4）泡沫輕質(zhì)土由項目部拌和站集中拌制，澆筑施工采用配管泵送方式。澆筑時，澆筑管出料口與澆筑面保持水平，最大高差不超過lm,不采用噴射方式澆筑,減少對新拌泡沫土的擾動。所用泡沫與水泥漿需混合均勻，新拌制泡沫輕質(zhì)土在泵送設備、泵送管道中停置時間W1小時。路基填土高度大于0.8m的路段采用分層填筑，每層填筑厚度宜為0.3~0.8m,上層澆筑作業(yè)應在下一層澆筑終凝后進行。泡沫混凝土基底應注意防排水，基底表面應干燥。泡沫輕質(zhì)土的單次澆筑方量最大為220m3,泡沫土澆筑時為減少出漿管的移動，施工開始前將出漿管置于區(qū)域中部位置準備進行澆筑，澆筑時采用自流平方式。泡沫輕質(zhì)土澆筑需避免雨天施工，當遇到大于或長時間持續(xù)小雨天氣時，對未固化的表層采取防雨措施，重新澆筑上層時，對被雨水消泡的表面進行鏟除清理，泡沫輕質(zhì)土固化前避免對其擾動。泡沫輕質(zhì)土每隔10?15m設置一道變形縫，縫寬不宜小于10mm,伸縮縫填縫材料宜采用20?30mm厚聚苯乙烯或10?20mm厚夾板。

下一層澆筑準備為保證泡沫輕質(zhì)土的整體性，在泡沫輕質(zhì)土澆筑時布置鋼絲網(wǎng)，第一層布置于填筑體頂面以下30cm，第二層布置于填筑體底面以上30cm，鋼絲網(wǎng)規(guī)格為?3.2mm@10*10cm。鐵絲網(wǎng)應鋪設平整，相鄰兩塊鋼絲網(wǎng)的搭接寬度不得小于20cm，宜采用鋼絲綁扎，相鄰兩層鋼絲網(wǎng)搭接部位應錯開50cm以上，每區(qū)塊之間鐵絲網(wǎng)搭接寬度不小于2m。圖4輕質(zhì)土澆筑與刮平泡沫輕質(zhì)土養(yǎng)護泡沫輕質(zhì)土澆筑一層厚，表面臨時覆蓋塑料薄膜或土工布進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期間內(nèi)盡量避免人員在其上面行走及禁止堆積物料，以避免破壞其中的氣泡結構，影響施工質(zhì)量。待強度滿足施工第二層要求時，去除養(yǎng)護塑料膜或土工布再進行第二層泡沫輕質(zhì)土澆筑。泡沫輕質(zhì)土頂面層全部施工完畢后，表面覆蓋塑料薄膜或土工布養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不小于7天。泡沫輕質(zhì)土路床施工完畢后，當頂部澆筑層強度達到設計強度的70%或路床彎沉滿足設計要求時，方可進行路面結構層施工。路面結構層施工避免大型機械直接在泡沫土頂部行走，卸料車、壓路機應在推平機械的后端行駛，采取邊推平、邊卸料、邊碾壓的前進方式施工。3堆載預壓及沉降觀測3.1堆載預壓本工程在路基處理完畢后進行等載預壓，等載預壓高度1.2m，堆載時間《6個月。1）鋪設土工布為防止污染路基，在基床底層頂面鋪設土工布，并預留回折長度，鋪設土工布縱橫向搭接寬度《10cm。采用鐵釘梅花形固定土工布，間距2m。（2）分層堆載土方填筑第一層時，采用輕型機具，以保護土工布不被破壞。預壓荷載分級增加，分層厚度才40cm，完成后用中型壓實機具壓實。預壓高度根據(jù)路基高度，結合設計標準等因素綜合考慮。施工中可采用袋裝耕植土進行圍邊，中部按素土進行堆載，實際堆載高度以計算堆載的重量為基準。3.2沉降觀測（1）堆載預壓填筑過程中應同步進行地基沉降與土的側(cè)向位移觀測，并做好記錄，根據(jù)沉降觀測資料推算確定卸載時間，推算的工后沉降滿足要求后方可卸除預壓土。（2）路基施工時，必須控制垂直沉降Vl.Ocm/晝夜，水平位移Vl.Ocm/晝夜。路面鋪筑應在沉降穩(wěn)定后進行，路基施工完成后當沉降速率在連續(xù)觀測三個月W0.5cm/月要求時方可開挖路槽。（3）堆載預壓時間《6個月。堆載預壓期間觀測應視穩(wěn)定情況而定，一般情況下，第一個月每3d觀測一次，第二、三個月每7d觀測一次，第四個月每15d觀測一次，直至觀測期結束（圖5）。圖5沉降觀測圖示曲線結論：通過現(xiàn)場實際觀測，堆載預壓期間約從第4個月開始，沉降量基本控制在40mm范圍，整體沉降量值較小且基本處在一個較為穩(wěn)定的狀態(tài)。表明臺背后輕質(zhì)土路堤施工工藝取得了良好的工效。卸載工后沉降滿足要求后，進行卸載。卸載時嚴禁從邊坡向下溜土污染路基。卸載至底層時，防止破壞路基床底層頂面填層，預留0.3m厚采用人工清理，以保護基床底層頂面不受破壞。卸載的土方按要求棄至規(guī)定的棄土場內(nèi)，不得隨意亂到。工況優(yōu)勢分析軟弱土地基段橋頭跳車一直是困擾著工程界的質(zhì)量通病。橋頭跳車造成行駛車輛產(chǎn)生顛簸和跳躍，影響行車安全甚至造成交通事故，而且跳躍和沖擊又會對橋梁和道路產(chǎn)生附加荷載，造成對路面、伸縮縫、橋頭搭板及橋臺樁基(臺身)等的損害甚至破壞。結語通過浦衛(wèi)公路上橫涇橋南側(cè)橋頭選用輕質(zhì)泡沫混凝土作為臺背回填材料，對其施工工藝作了具體的分析研究，并在此項目上取得了較好的實施效果，對今后橋梁臺背回填類似工程奠定了良好的實踐應用基礎，起到了推廣作用；同時輕質(zhì)泡沫混凝土還多用在道路改擴建中的加寬路基填筑、山區(qū)陡峭地段的路基填筑、橋梁減跨及隧道地下結構工程的覆土減荷等。相信泡沫混凝土將會用在公路、市政、水利等工程建設領域中用得越來越廣泛，創(chuàng)造的社會效益亦會越來越大。參考文獻：氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術規(guī)程(CJJ/T177-2012),中國建筑工業(yè)出版社,2012.董慶宇.泡沫混凝土在公路工程施工中的應用[J].科技傳播,2013(18):203-204.盛壽橋.泡沫混凝土在公路軟土基中的應用[J].