淺談泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用-橋臺背回填

鄭興炫

（中鐵十六局第一工程有限公司， 北京 101300）

1 輕質(zhì)泡沫混凝土定義及其生產(chǎn)工藝

輕質(zhì)泡沫混凝土是一種新型輕質(zhì)多孔建筑材料，通過發(fā)泡劑的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑采用機械方式充分發(fā)泡，使水泥漿與泡沫均勻混合，然后經(jīng)過發(fā)泡機的泵送系統(tǒng)泵送澆筑施工，進而養(yǎng)護形成一種具有特殊封閉氣孔的新型輕質(zhì)環(huán)保的混凝土建筑材料。因含有大量的封閉氣泡孔，氣泡屬絕熱材料，其突出特點變現(xiàn)為：輕質(zhì)性和隔熱、保溫性。

生產(chǎn)輕質(zhì)泡沫混凝土工藝流程：泡沫制備→水泥漿制備→漿泡混合→管道泵送→澆筑成型→養(yǎng)護→檢驗[1]。

2 輕質(zhì)泡沫混凝土特性

2.1 輕質(zhì)性

輕質(zhì)泡沫混凝土含有大量封閉氣泡孔，自重比一般的建筑材料要輕的多，通過控制水泥漿水灰比和泡沫發(fā)泡速率將其容重控制在4～13kN/m3。輕質(zhì)泡沫混凝土的核心是減輕自重荷載，降低工后沉降及不均勻沉降，較土質(zhì)填料有較好的整體性。土質(zhì)及混凝土填充料為傳統(tǒng)的澆筑填充料，其自身的重量較大；輕質(zhì)泡沫混凝土構(gòu)件自重荷載小，對其周邊的工程結(jié)構(gòu)層擾動小，使用泡沫輕質(zhì)混凝土有較好工程結(jié)構(gòu)減荷效果。

2.2 密度和強度的可調(diào)節(jié)性

調(diào)節(jié)輕質(zhì)泡沫混凝土的氣泡發(fā)泡速率，輕質(zhì)混凝土干密度可在300～1200kg/m3之間控制，強度可在0.3～0.75MPa范圍內(nèi)控制，工程上常見控制范圍主要在0.3～1.5MPa之間。

2.3 保溫性、隔熱性、防腐性

輕質(zhì)泡沫混凝土含大量獨立的封閉氣泡，相比于其他建筑材料，其導(dǎo)熱系數(shù)低，熱惰性能佳，作為新型澆筑材料，具有良好的保溫、隔熱性能。輕質(zhì)泡沫混凝土同常規(guī)混凝土都為硅酸鹽成品，耐久性及防腐性能極高，同樣具備混凝土主體結(jié)構(gòu)的使用壽命。

2.4 高流動性、自密性

輕質(zhì)泡沫混凝不含粗細集料，由水泥凈漿發(fā)泡形成，流動性好，無需振搗棒振搗，可自密實，自流平成型，可通過水泥凈漿的水灰比控制其流動性。

2.5 自立性及抗震

固化后具有良好的整體獨立性，對其它結(jié)構(gòu)物無側(cè)向荷載，工后整體性能好，不易產(chǎn)生蠕動變形和整體破壞，地震發(fā)生時，因泡沫輕質(zhì)土彈性模量低，抗沖擊性能好，可在極短段時間內(nèi)吸收沖擊能量，保護結(jié)構(gòu)物不受沖擊破壞。

2.6 易操作性和高效性

一臺水泥漿二次攪拌機和一臺水泥發(fā)泡機就可實現(xiàn)泡沫輕質(zhì)混凝土的施工生產(chǎn)，可遠程泵送（800m范圍內(nèi)），工作日產(chǎn)量150～300m3。

2.7 耐水性、耐久性。

現(xiàn)澆輕質(zhì)泡沫混凝土因含獨立封閉氣泡，具有一定的防水性能，其吸水性較小，相對良好的整體性及獨立的封閉氣泡，使其具有一定的防水性能，同為水泥混凝土類制品，使用壽命與混凝土主體工程結(jié)構(gòu)物相同。

2.8 低成本和良好的環(huán)保性能

泡沫輕質(zhì)混凝土原料為水泥和發(fā)泡劑，綜合造價低，且發(fā)泡劑不含有害化學(xué)物質(zhì)，對環(huán)境無污染，節(jié)能環(huán)保。

3 輕質(zhì)泡沫混凝土橋臺臺背回填應(yīng)用施工工藝

（1）基底處理：施工測量放樣，定位控制臺背回填填筑范圍，清理臺背范圍內(nèi)腐殖土及雜物，保證基坑無積水，對基坑需回填部分，在允許條件下使用壓路機進行填前壓實，或使用≥0.8MPa的沖擊夯或壓力≥20kN/m的手扶式振動壓路機對基底進行填前夯實。

（2）臺階開挖：臺背后的路基沿線路方向機械開挖臺階，臺階寬度≥2m，一般臺階的坡度朝向路基側(cè)，約2～4%，且對開挖的臺階進行夯實或者壓實。

（3）模板安裝：測量放樣精確放出臺背回填的起坡位置，臨時模板加固，最后施工鋼模板進行加固，其組合剛度大，不易變形，在泡沫混凝土施工過程中也不易跑模，因輕質(zhì)泡沫混凝土在凝固前屬流動材料，流動性相對較大，因此需保證模板的嚴密性。

（4）機具準備：水泥漿攪拌機、水泥發(fā)泡機、泵送系統(tǒng);普通施工工具如灰刀等。

（5）泡沫調(diào)配：泡沫劑加適量水稀釋，通過發(fā)泡系統(tǒng)在機械作用力引入空氣，現(xiàn)場調(diào)配控制泡沫的發(fā)泡量，發(fā)泡速度不宜過快或過慢，均勻分散發(fā)泡，如過塊或過慢則會影響混凝土質(zhì)量。

（6）水泥漿制備：泡沫混凝土主要原材料為水泥漿，或外摻少量摻合料，砂的用量極少，一般不用，采用強制式攪拌機按所需容重及抗壓強度對應(yīng)的實驗理論配合比攪拌制作水泥漿，砼罐車運輸。

（7）泡沫混凝土施工澆筑：輕質(zhì)泡沫混凝土配合比按設(shè)計要求的抗壓強度和干密度進行設(shè)計，應(yīng)攪拌充分均勻，澆筑前對制備的水泥漿通過臨時攪拌系統(tǒng)二次攪拌，防止水泥漿運輸過程中不均勻沉淀，啟動泡沫輸送系統(tǒng)和高壓泵輸送系統(tǒng)，將混合均勻的混凝土復(fù)合材料輸送到指定的施工部位進行澆注。在澆筑過程中，泡沫混凝土的澆筑出料口離澆筑基層不宜過高，控制1m范圍內(nèi)，采取低壓泵送，且分層澆筑，澆筑的厚度宜控制在0.5m～1.0m之間，單個澆筑層及區(qū)間的澆筑應(yīng)將澆筑時間控制在水泥漿初凝時間內(nèi)，操作人員施工按規(guī)范施工，臺背分層立模澆筑，直至設(shè)計標高。

（8）泡沫混凝養(yǎng)護：自然養(yǎng)護，采用塑料薄膜覆蓋自行保水養(yǎng)護，或采用土工布等保水材料覆蓋，保濕灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間宜≥7d，頂層泡沫混凝土標高控制抹平處理，抹平處理后泡沫混凝土表面會有少量的孔隙產(chǎn)生，會對在其表面進行防水施工造成影響，宜在澆注的泡沫混凝土整體終凝至70%時，使用水泥砂漿找平和保護。

4 常規(guī)臺背回填與輕質(zhì)泡沫混凝土工法的比較分析

（1）泡沫輕質(zhì)混凝土相對于橋臺臺背常規(guī)填料，具有密度?。ㄗ灾睾奢d小）、強度大、整體性好、抗沖擊力好等優(yōu)點。

（2）泡沫輕質(zhì)土澆筑后，可有效地減少臺背的工后沉降和不均勻沉降，常規(guī)填料質(zhì)量相對難把握，因此工后沉降不均勻容易使橋頭出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，相比之下，泡沫混凝土澆筑使橋臺臺背處于一個固結(jié)狀態(tài)，能有效地避免橋頭跳車現(xiàn)象。

（3）泡沫輕質(zhì)土的自重密度小，對橋臺的側(cè)向壓力小，對基底的承載荷載小，橋臺錐坡的穩(wěn)定性及整體性較好，無工后錐坡開裂，局部塌陷病害[2]。

（4）泡沫混凝土具有高流動性和高自密性，相比常規(guī)填料，飽滿且無局部不密實的缺陷。

（5）泡沫輕質(zhì)土的前期成本高，但工后的維修成本低，風險小，相比于常規(guī)填料，綜合成本低，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯。

（6）常規(guī)材料臺背回填，需要一定時間段的工后自然沉降穩(wěn)定期，而輕質(zhì)泡沫混凝土施工完成以及強度達到要求后，即可進行下道銜接工序施工，從而即能加快施工進度，又能提高工程質(zhì)量。

5 結(jié)束語

綜上所述，泡沫混凝土回填工藝屬一種新型環(huán)保的土質(zhì)回填工藝，值得廣泛推廣，但因引進時間晚，發(fā)展不夠成熟，技術(shù)標準有待提高，工程施工技術(shù)人員應(yīng)更好地通過理論結(jié)合國內(nèi)外施工經(jīng)驗，將技術(shù)標準進一步完善，從而能更好地實施現(xiàn)場施工和質(zhì)量管控。

[1]丁群峰，王謙.泡沫輕質(zhì)土在橋梁臺背回填中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2016（S2）：330-332.

[2]章洪俊，張海波，林葉兒.泡沫輕質(zhì)土在橋梁臺后地基處理中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2015（02）：96-99+12-13.