對公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝的探討

摘 要：雖然近年來我國公路橋梁領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較為長足的進(jìn)步，但橋頭跳車、路基沉降等問題仍廣泛存在，相關(guān)研究的大量涌現(xiàn)也能夠證明這類問題的嚴(yán)重性，基于此，本文簡單分析了泡沫輕質(zhì)土的構(gòu)成與特性，并就公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)論述，希望論述內(nèi)容能夠為相關(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；泡沫輕質(zhì)土；成品保護(hù)

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0209-02

前 言

我國公路的建設(shè)周期往往相對較短，這就使得高填方路基、高橋臺臺背填筑很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，道路結(jié)構(gòu)使用壽命也會因此受到較為負(fù)面影響，而為了盡可能解決這類質(zhì)量問題，正是本文圍繞公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝開展具體研究的原因所在。

1 泡沫輕質(zhì)土的構(gòu)成與特性

1.1 構(gòu) 成

泡沫輕質(zhì)土是“用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與必須組分水泥基膠凝材料、水及可選組分集料、摻和料、外加劑按照一定的比例混合攪拌，并經(jīng)物理化學(xué)作用硬化形成的一種輕質(zhì)材料”，這使得其本質(zhì)上屬于一種特殊品種的加氣混凝土，發(fā)泡劑、膠結(jié)材料、細(xì)骨料則屬于泡沫輕質(zhì)土的主要構(gòu)成，即：①發(fā)泡劑。發(fā)泡劑多為表面活性物質(zhì)或表面活性劑，并具備產(chǎn)生大量泡沫類物質(zhì)（其水溶液在機(jī)械作用力引入空氣情況下）的能力，而在泡沫輕質(zhì)土中，發(fā)泡劑的應(yīng)用必須保證泡沫的穩(wěn)定、均應(yīng)細(xì)小，發(fā)泡劑質(zhì)量控制因此必須得到重點關(guān)注。②膠結(jié)材料。泡沫輕質(zhì)土使用的膠結(jié)材料可分為主劑和輔劑，其中主劑主要起固結(jié)、加強(qiáng)土體骨架作用，普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥均屬于其中典型，而輔劑則主要負(fù)責(zé)催化、早凝，硅粉、石灰石粉、粉煤灰均屬于常見輔劑，輔劑的應(yīng)用可實現(xiàn)主劑用量減少、造價降低。③細(xì)骨料。泡沫輕質(zhì)土一般使用優(yōu)質(zhì)砂作為細(xì)骨料，但礦渣粉末、石灰石粉、河砂、碎石粉等施工現(xiàn)場廢棄土同樣可滿足泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)需要，這類施工現(xiàn)場廢棄土的選用需重點關(guān)注擴(kuò)散度和單軸抗壓強(qiáng)度[1]。

1.2 特 性

為更深入了解泡沫輕質(zhì)土，以下泡沫輕質(zhì)土的物理特性、力學(xué)特性需得到關(guān)注：①物理特性。結(jié)合相關(guān)研究與試驗，可確定泡沫輕質(zhì)土的容重處于5～16kN/m3區(qū)間，其容重可通過調(diào)節(jié)泡沫量控制，一般來說增加泡沫量可有效減少泡沫輕質(zhì)土的容重。此外，泡沫輕質(zhì)土還具備較為優(yōu)秀的流動性，且一般透水系數(shù)為10-6cm/s，但由于泡沫輕質(zhì)土的吸水性較強(qiáng)，其水浸狀態(tài)應(yīng)用必須采用一定防水措施。②力學(xué)特性。作為黏聚力較為優(yōu)秀的材料，泡沫輕質(zhì)土的單軸抗壓強(qiáng)度可在1MPa左右自由制作，且一般情況下水泥標(biāo)號越高、泡沫輕質(zhì)土的單軸抗壓強(qiáng)度越高，溫度和齡期的增加、養(yǎng)生條件的適宜也能夠顯著增加泡沫輕質(zhì)土的單軸抗壓強(qiáng)度。③耐久性。泡沫輕質(zhì)土屬于水泥類材料，而結(jié)合干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、循環(huán)荷載等試驗，可確定泡沫輕質(zhì)土的強(qiáng)度基本不會受到干濕循環(huán)、凍融循環(huán)影響，且泡沫輕質(zhì)土遠(yuǎn)高于公路的使用年限（車輛循環(huán)荷載下）[2]。

2 公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝

2.1 工程概況

為提升研究的實踐價值，本文選擇了貴州省六威高速S路段工程作為研究對象，由于該工程涉及的橋梁結(jié)構(gòu)物臺背填土高度達(dá)8m且沒有工后沉降時間，因此施工單位采用了臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝，橋頭跳車、路基沉降大等病害由此得以避免，泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用價值也由此得到了證明。

2.2 施工方案與技術(shù)指標(biāo)

具體的施工流程可概括為：“測量放線→橋梁臺背過渡段基底處理→基礎(chǔ)處理→支設(shè)保護(hù)面板→泡沫輕質(zhì)土澆筑→鍍鋅鐵絲網(wǎng)及防水土工布鋪設(shè)→臺背路面結(jié)構(gòu)層施工”，而為了保證臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝的應(yīng)用質(zhì)量，施工單位確定了表1所示的泡沫輕質(zhì)土臺背技術(shù)指標(biāo)。

2.3 具體施工

2.3.1 基槽開挖及降水

基于測量放線確定基坑高程和平面位置后，即可有針對性的選擇開挖斷面，并以此滿足設(shè)計要求。具體的深基坑作業(yè)需關(guān)注基坑支護(hù)、降排水，基坑支護(hù)的穩(wěn)固性與安全性、降排水的順暢程度需要得到重點關(guān)注。值得注意的是，為避免地下水毛細(xì)作用造成泡沫輕質(zhì)土的強(qiáng)度損失或破壞，施工單位重點開展了基坑施工的防排水工作，基坑浸水等問題實現(xiàn)了較好預(yù)防[3]。

2.3.2 澆注場地驗收

在泡沫輕質(zhì)土澆筑前，施工單位開展了基底承載、基底高程、基坑截面尺寸的復(fù)核，并保證了基坑內(nèi)不存在松散部位與積水，并能夠滿足設(shè)備空間要求。其中，基底高程與設(shè)計值的偏差被控制在10cm內(nèi)，澆注區(qū)平面尺寸也大于設(shè)計尺寸，而為了避免影響過渡段施工質(zhì)量，路基與臺背銜接處坑槽、浮土、雜草的檢查與處理也得到了重點關(guān)注。

2.3.3 澆注區(qū)與澆注層劃分

考慮到臺背泡沫輕質(zhì)土的澆筑量較大，且貴州省六威高速S路段工程施工多處于夏季，為避免大體積澆注水化熱、夏季高溫環(huán)境施工影響泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量，施工單位采用了分區(qū)、整體分層澆筑的施工方式。其中，按路基高度開展了澆注區(qū)劃分，如單層厚度宜在0.3～1.0m范圍內(nèi)按0.5m控制，水泥漿初凝與單層澆筑施工可由此實現(xiàn)高質(zhì)量配合。

2.3.4 混凝土保護(hù)面板預(yù)制及安裝

貴州省六威高速S路段工程采用了90cm×30cm×4cm設(shè)計尺寸的混凝土保護(hù)面板，采用C30混凝土、細(xì)石混凝土制作，為保證后期安裝精度，施工單位嚴(yán)格遵循設(shè)計圖紙要求開展了面板預(yù)埋鋼筋的精確安裝。而在混凝土保護(hù)面板預(yù)制環(huán)節(jié)中，采用平板振搗器進(jìn)行混凝土振搗，并在密實后立即開展了覆膜養(yǎng)生，成品預(yù)制混凝土保護(hù)面板的輕拿輕放、整體堆放、運輸保護(hù)也得到了施工單位的高度關(guān)注。

2.3.5 泡沫輕質(zhì)土制作與澆注

圖1為泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)工藝流程，具體的制作、澆筑如下所示：①泡沫輕質(zhì)土制作。施工單位采用了發(fā)泡劑溶液與壓縮空氣混合的方式生成泡沫（圖2所示），相較于傳統(tǒng)的攪拌發(fā)泡，發(fā)泡倍率的穩(wěn)定性得到了更好保障，標(biāo)準(zhǔn)泡沫密度的泡沫也因此獲得。值得注意的是，泡沫輕質(zhì)土的拌和制作與泡沫輕質(zhì)土水泥漿的拌和制作分開進(jìn)行，且采用了具備自動化計量功能的泡沫輕質(zhì)土制作設(shè)備，施工單位還通過制度保證了泡沫輕質(zhì)土、水泥漿在出料裝置中的停止時間不超過2h。②泡沫輕質(zhì)土輸送。結(jié)合作業(yè)環(huán)境，施工單位靈活采用了配管泵送、直接泵送方式進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆注施工，水平輸送、垂直輸送的靈活化選擇較好保證了施工質(zhì)量。③泡沫輕質(zhì)土澆注。采用了沿澆注區(qū)長軸方向自一端向另一端澆注的施工方式，單層澆筑厚度為0.5m，埋入泡沫輕質(zhì)土內(nèi)的澆注出料口、提供有效遮雨保護(hù)措施（未硬化泡沫輕質(zhì)土）也為澆筑質(zhì)量的控制提供了有力支持。

2.4 輔助工程施工、成本保護(hù)

輔助工程施工主要包括混凝土保護(hù)面板的一次安裝到位、HDPE防滲土工膜鋪設(shè)、變形縫設(shè)置，成品保護(hù)則采用了嚴(yán)禁在尚未固化輕質(zhì)土中走動、防滲土工布覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)、避免大型機(jī)械行走于泡沫輕質(zhì)土頂部（素土回填、路面結(jié)構(gòu)層施工環(huán)節(jié)）等措施，工程質(zhì)量由此得到了更好保障。

3 結(jié) 論

綜上所述，公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝具備較強(qiáng)的推廣價值，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的基槽開挖及降水、澆注場地驗收、混凝土保護(hù)面板預(yù)制及安裝、泡沫輕質(zhì)土制作與澆注等內(nèi)容，則提供了可行性較高的橋梁臺背回填施工路徑，而為了更好保證該環(huán)節(jié)施工質(zhì)量，泡沫輕質(zhì)土的防堵塞、抗凍融、吸水穩(wěn)定相關(guān)研究也需要得到重點關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1]陽衛(wèi)平.泡沫輕質(zhì)土耐久性能試驗研究[J].湖南交通科技，2017，43（02）：99～101.

[2]陳賽墉，金探宇，顧瑾霞.大型跨線路站房結(jié)合部過渡段鐵路路基泡沫輕質(zhì)土填筑技術(shù)[J].施工技術(shù)，2017，46（10）：31～33.

[3]盛 斌.泡沫輕質(zhì)土在高等級公路特殊路段的應(yīng)用[J].公路與汽運，2014（04）：115～118.

收稿日期：2018-7-12

作者簡介：張?zhí)议牛?983-），男，工程師，主要從事路基路面橋梁隧道的施工管理工作。