淺談泡沫輕質(zhì)土在橋臺臺背回填中的應用

林濤 王雨同

摘 要：本文主要以有效減小橋臺臺背在回填過程中，出現(xiàn)沉降差的現(xiàn)象為目的，通過事前、事中以及事后的項目管理方法，結(jié)合本文所選取的實際工程，利用泡沫輕質(zhì)土自身的各種優(yōu)質(zhì)特點，總結(jié)出將泡沫輕質(zhì)土應用在橋臺臺背回填過程中的施工方法和注意事項。

關鍵詞：橋臺臺背 泡沫輕質(zhì)土 回填應用

1.引言

本文結(jié)合珠海市橫琴區(qū)濠江路工程實例，介紹泡沫輕質(zhì)土在無硬殼層深厚軟基上施工技術及應用。濠江路全長大約為7.37km，全線共有中小橋15座。經(jīng)勘測，路基區(qū)域淤泥層深度約為13.50～33.50m，平均厚度達22.84m，具有高含水量、孔隙比、壓縮性以及低強度、滲透性的特點。全線橋臺回填均使用泡沫輕質(zhì)土技術，其具有高輕質(zhì)性、自立以及高流動性、抗壓性、完整性良好的特點，能夠有效的降低路基填土產(chǎn)生的附加應力，減小路基沉降，從而提升了路基的穩(wěn)定性以及安全性。

2.無硬殼層深厚軟基泡沫輕質(zhì)土橋臺設計

濠江路路床原狀土為淤泥，采用吹填砂與塑料插板，上覆預壓土形式進行真空聯(lián)合堆載預壓，一方面給橋梁施工創(chuàng)造條件，另一方面給臺背泡沫輕質(zhì)土施工形成一個持力層。橋梁樁基礎及承臺采用反開挖的形式施工?；靥钍┕r，挖除預壓土及吹填砂，換填超輕泡沫輕質(zhì)土，實現(xiàn)減載換填，達到控制沉降的目的。泡沫輕質(zhì)土濕容重設計為5kn/m3，干密度不大于400kg/m3，成品抗壓強度應≥0.4MPa。

3.泡沫輕質(zhì)土施工

3.1事前控制

施工階段的事前控制主要是對原材料的質(zhì)量、施工設備合規(guī)性等進行嚴格的控制。項目開始施工前，需對于所需要使用到的煤灰、水泥、以及發(fā)泡劑、水等材料，要進行事前的施工配合比試驗，其主要的目的就是為了驗證發(fā)泡劑與其他材料是否匹配；根據(jù)設計要求濕密度增加率要重點控制在10%以內(nèi)，試件7d抗壓強度≥0. 24MPa，28d抗壓強度≥0.4MPa。

3.1.1消泡試驗

在實際進行消泡的試驗過程中，材料的計量要滿足以下要求：水泥±0.5%，粉煤灰±1.0% ，泡沫體積±0.5% 。攪拌機將水泥、粉煤灰、水等進行拌合，攪拌的時間不應當少于2.5分鐘，在將制備好的泡沫加入到攪拌機中，攪拌時間不應當少于2.5分鐘，單盤拌合量應高于設備拌合能力的1/5。

在試驗室制備好輕質(zhì)土拌合物后，即可展開消泡試驗：

①先開始對濕密度進行初始的測試；

②然后開啟攪拌機，對泡沫輕質(zhì)土進行攪拌，直至攪拌的時間結(jié)束，攪拌約1分鐘左右；

③泡沫土拌制完成后應準確測量其濕容重；

④重復第②和③步的工作，最后確保泡沫輕質(zhì)土攪拌次數(shù)不小于8次；

⑤根據(jù)試驗所得的濕容重和累積攪拌時間繪制消泡試驗的曲線；

⑥設8次攪拌后的最大濕容重為ρ8 max ，那么由此可以計算出攪拌8次以后的濕密度增加率公式為：

δ=（ρ8max-ρ0）/ρ0×100% （1）3.1.2施工配合比強度試驗

如實際拌合的泡沫輕質(zhì)土濕容重小于等于試驗配合比的110%，即進行試塊的制作與送檢，試塊應選用10厘米的標準試模進行制作，試塊應標明工程名稱、使用部位、制作時間等。泡沫輕質(zhì)土抗壓強度試驗應遵循以下步驟進行。

①試塊達到28天齡期后，即可進行試塊的抗壓強度試驗。

②壓試塊前應對試塊的尺寸、重量進行實測并記錄，根據(jù)測量結(jié)果計算承壓面積及干容重 ρd 。

③以250N/s的速率加載，直至試件破壞。

④記錄破壞荷載Pu，按式（2）計算試件的抗壓強度fu（精確小數(shù)點后1位）

⑤以縱軸為濕容重、橫軸為累積攪拌時間繪制消泡試驗曲線

⑥泡沫輕質(zhì)土配合比抗壓強度試驗結(jié)果應按試驗規(guī)程進行。

3.2事中控制

在通過與一些一般性的路堤之間進行相對比的過程中，我們發(fā)現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土路堤在實際施工中，對于質(zhì)量的控制要求比較高。

3.2.1輔助工作

協(xié)調(diào)路基開挖、防護墻、沙、石床的施工，做好預防和排水工作。邊坡的開挖坡度不得大于設計文件中規(guī)定的坡度。

3.2.2設備要求

對于設備要求方面，發(fā)泡裝置應采用發(fā)泡劑液與壓縮空氣混合的方式制作泡沫，目的是為了能夠確保泡沫體積的均勻性，在進行拌和設備的使用過程中，計量裝置應送有資質(zhì)的第三方進行標定，并提供標定證書。為了確保同一斷面內(nèi)的泡沫土在初凝前完成澆筑，應單次澆筑量、泵送能力、初凝時間選配適宜的泵車。

3.2.3濕容重

濕容重是泡沫輕質(zhì)土的決定性指標，濠江路設計采用的標準濕容重為50kg/m3，相較于回填土約1600-1800kg/m3的容重，可顯著降低路基的使用荷載，降低地基總沉降量和工后沉降。

濕密度應按以下步驟測定。

①選用1L的容量筒，精確測量器容積V和重量m1要求精度到0.1g。

②向容量筒內(nèi)輕輕倒入出料口取的泡沫輕質(zhì)土，至泡沫輕質(zhì)土略高出筒口后刮平筒口。

③按式（3）計算濕容重

ρw=（m2-m1）/V （3）3.2.4流值

一般情況來講，流值的作用，是作為檢測泡沫輕質(zhì)土是否真正達到設計標準的流動性的主要參數(shù)，本文項目進行分析的流值則采用160～200 mm。

3.3事后控制

3.3.1強度及準干密度檢驗

對于項目事后控制階段，主要是針對泡沫輕質(zhì)土自身的抗壓強度以及準干密度的檢測，通常情況來講，對泡沫輕質(zhì)土的檢測頻率不少于每400立方米1次，在進行抽檢的過程中，頻率不應當小于自檢頻率的30%，抗壓強度的試塊試驗齡期為28天。為確保施工進度，最后一層泡沫輕質(zhì)土施工時，應多做一組試塊采用現(xiàn)場同條件養(yǎng)護的方式進行養(yǎng)護后進行7天強度試驗。

3.3.2工程的成品保護

而當頂層的泡沫輕質(zhì)土在發(fā)生終凝以后，需要立即使用灑水、覆蓋的方式進行現(xiàn)場養(yǎng)護，在輕質(zhì)泡沫混凝土到達設計強度前，應當做好現(xiàn)場的圍蔽，嚴格禁止施工設備、車輛行駛，目的是保護泡沫輕質(zhì)土不被碾壓破損。

4.結(jié)語

本文通過珠海市橫琴區(qū)市政工程濠江路的工程實例，介紹了泡沫輕質(zhì)土在無硬殼層深厚軟基情況下臺背回填的設計及應用。通過沉降觀測，證明采用簡化的堆載預壓軟基處理方式之后，再用泡沫輕質(zhì)土減載換填，可以達到很好的臺背回填效果，控制沉降，消除橋頭跳車現(xiàn)象。經(jīng)過理論對比和實踐驗證，發(fā)現(xiàn)使用泡沫輕質(zhì)土填筑橋臺臺背比傳統(tǒng)的臺背處理方法更具經(jīng)濟效益，且從施工技術角度來講，前者也更為簡便快捷。泡沫輕質(zhì)土具有良好的技術經(jīng)濟效益，可在相關工程中加大推廣應用力度。

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