氣泡混合輕質(zhì)土在路橋過(guò)渡段的應(yīng)用研究

摘? 要：本文在全面掌握氣泡混合輕質(zhì)土工程特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)路橋過(guò)渡段氣泡混合輕質(zhì)土施工流程進(jìn)行了分析，最后通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，分析了沉降控制情況，結(jié)果表明：氣泡混合輕質(zhì)土在路橋過(guò)渡段差異沉降控制中具有良好的施工效果。

關(guān)鍵詞：氣泡混合輕質(zhì)土;路橋過(guò)渡段;工程特性

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）06-0000-00

0引言

橋梁作為公路建設(shè)的重點(diǎn)工程，在路橋過(guò)渡段處極易出現(xiàn)“橋頭跳車(chē)”等病害，當(dāng)車(chē)輛在此處通行時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)跳躍、沖擊等現(xiàn)象，從而影響行車(chē)速度及行車(chē)舒適性，甚至?xí)p壞橋梁質(zhì)量及引發(fā)安全事故。氣泡混合輕質(zhì)土作為一種性能優(yōu)越的無(wú)機(jī)材料，在路橋過(guò)渡段施工中得到了廣泛應(yīng)用。此類(lèi)材料不僅能夠減小對(duì)地基的附加應(yīng)力，還能降低對(duì)橋臺(tái)構(gòu)造物的水平推力，從而有效控制不均勻沉降，提高路堤穩(wěn)定性。

1氣泡混合輕質(zhì)土的工程特性

1.1容重

與一般水泥混凝土材料相比，氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)氣泡含量多，相對(duì)較輕。據(jù)相關(guān)研究表明，配合比設(shè)計(jì)、水環(huán)境等均會(huì)影響材料的容重。表1為常見(jiàn)幾種材料的容重情況。

由此可見(jiàn)，氣泡混合輕質(zhì)土的容重范圍為5～12kN/m3。通常情況下，在整個(gè)生產(chǎn)加工過(guò)程中，材料容重都會(huì)發(fā)生一定改變，氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)氣泡含量大，相比之下，容重偏小。因此，氣泡含量多少將直接影響氣泡混合輕質(zhì)土的容重。

1.2滲透性

在水環(huán)境條件下，由于氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)部存在孔隙骨架結(jié)構(gòu)，因此其極易出現(xiàn)滲透情況。一般可通過(guò)滲透系數(shù)來(lái)分析此類(lèi)材料的滲透性，研究表明容重降低，滲透系數(shù)隨之增長(zhǎng)。此外，固化劑同樣會(huì)制約滲透系數(shù)，輕質(zhì)土孔隙骨架可填充基質(zhì)土和固化劑的拌和物，伴隨齡期的不斷增加，氣泡混合輕質(zhì)土透水性將越來(lái)越小。

1.3導(dǎo)熱性

相比普通填筑材料，氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的隔熱性，且導(dǎo)熱系數(shù)低。當(dāng)輕質(zhì)土內(nèi)泡沫量較多時(shí)，將大幅降低導(dǎo)熱系數(shù)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)氣泡混合輕質(zhì)土容重為6 kN/m3時(shí)，熱傳導(dǎo)率為0.1;當(dāng)容重為9 kN/m3時(shí)，熱傳導(dǎo)率為0.175。

1.4流動(dòng)性

氣泡混合輕質(zhì)土具有較高流動(dòng)性，原因在于此類(lèi)材料內(nèi)部無(wú)粗集料，僅含有細(xì)集料，同時(shí)，氣泡混合輕質(zhì)土還存在自流平特性，在施工時(shí)，基于上述特點(diǎn)，無(wú)需振搗、壓實(shí)。一般情況下，可在160～200 mm之間控制氣泡混合輕質(zhì)土的流值。研究表明對(duì)其流動(dòng)性影響最大的因素為水、泡沫的含量多少。

第一，當(dāng)具有較大水流量時(shí)，伴隨水含量的不斷增多，氣泡混合輕質(zhì)土的流動(dòng)性也將隨之增加。由于此材料內(nèi)含有一定量的水泥漿液，在水量增長(zhǎng)的同時(shí)，水灰比也會(huì)隨之增加，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重影響材料強(qiáng)度。因此，必須做好水量控制工作，避免材料強(qiáng)度過(guò)度下降，最終影響工程施工質(zhì)量與安全。

第二，在整個(gè)施工過(guò)程中，隨著泡沫量的不斷增加，氣泡混合輕質(zhì)土的容重將隨之下降，進(jìn)而影響其流動(dòng)性。一般來(lái)講，當(dāng)泡沫量增多后，將會(huì)對(duì)其流動(dòng)性產(chǎn)生阻礙，進(jìn)而出現(xiàn)流動(dòng)性下降等情況。

2工程概況

本文以鄭開(kāi)大道上跨機(jī)西高速二期改建工程為例，為降低工后沉降，減少占地，改建工程在橋臺(tái)背和路基兩側(cè)廣泛采用氣泡輕質(zhì)土填筑，同時(shí)選用噴錨措施對(duì)兩側(cè)加以防護(hù)。

3施工工藝流程

3.1配合比設(shè)計(jì)

氣泡群應(yīng)選擇發(fā)泡設(shè)備提前制備，不適合采用攪拌方式制取氣泡群。制備氣泡混合輕質(zhì)土前期，需確定設(shè)計(jì)配合比，待確定后，即可進(jìn)行拌和消泡試驗(yàn)，確保質(zhì)量滿足施工要求。根據(jù)工程路基材料要求，氣泡混合輕質(zhì)土容重不大于6.0kN/m3。

3.2輸送

氣泡混合輕質(zhì)土一般可采用配管泵送，輕質(zhì)土的流動(dòng)性、澆筑高度均會(huì)影響輸送距離。一般來(lái)講，為避免對(duì)輕質(zhì)土質(zhì)量造成不利影響，泵送距離不得超過(guò)500 m，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，可適當(dāng)縮短泵送距離，以200m左右為準(zhǔn)，便于施工。

3.3發(fā)泡、混合拌和

在空氣壓力作用下，可進(jìn)行發(fā)泡施工，待發(fā)泡量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，即可將其和水泥漿進(jìn)行均勻攪拌，并向施工場(chǎng)地澆筑。在泵送設(shè)備、泵送管道內(nèi)，新拌氣泡混合輕質(zhì)土的停滯時(shí)間需控制在1 h以內(nèi)。

3.4澆筑和鋪設(shè)

根據(jù)工程實(shí)際情況，需分層、分塊進(jìn)行氣泡混合輕質(zhì)土澆筑施工。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，進(jìn)行澆筑區(qū)合理劃分并繪制成圖。澆筑過(guò)程中，保證和澆筑面水平，施工中不得出現(xiàn)振動(dòng)過(guò)度現(xiàn)象。此外，還要在0.3～0.8 m之間做好單層厚度控制及澆筑間隔時(shí)間控制工作。一般，須在下一層澆注終凝前完成上一層澆注作業(yè)。澆注過(guò)程中，根據(jù)工程需求，不宜采用噴射法。澆注時(shí)如遇到下雨天，應(yīng)及時(shí)覆蓋未硬化的澆注體表層。每班施工結(jié)束后，需及時(shí)清理干凈澆注設(shè)備、泵送管道的殘留物，避免堵塞管道或影響設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

3.5質(zhì)量控制

按照表2質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氣泡混合輕質(zhì)土施工情況進(jìn)行合理控制，保證質(zhì)量滿足規(guī)范要求，提高施工質(zhì)量。

4路基施工過(guò)程沉降監(jiān)測(cè)分析

為驗(yàn)證橋頭路基處氣泡混合輕質(zhì)土的應(yīng)用效果，掌握基底沉降分布情況，決定在第1斷面與第2斷面的中間部位均進(jìn)行一個(gè)沉降標(biāo)設(shè)置。表3為監(jiān)測(cè)結(jié)果。

由表3可見(jiàn)，第1斷面監(jiān)測(cè)中最高沉降值為0.034 m，第2斷面的最高沉降值為0.046 m，隨著施工時(shí)間的不斷增加，兩個(gè)斷面測(cè)點(diǎn)的沉降值均呈下降趨勢(shì)，并逐步趨向穩(wěn)定。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，過(guò)渡段差異沉降是最常見(jiàn)的一種路橋病害形式，其將會(huì)嚴(yán)重影響行車(chē)舒適性，甚至?xí)p害橋臺(tái)等部位或造成更為嚴(yán)重的交通安全事故。因此，必須重視公路工程過(guò)渡段病害問(wèn)題，根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇防治措施，最大限度降低損壞程度，提高道路使用性能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的最大化發(fā)展。

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收稿日期：2020-04-18

作者簡(jiǎn)介：陸新焱（1984—），男，湖北武漢人，研究生，工程師，研究方向：橋梁與隧道。

Study on Application of Air Bubble Mixed Light Soil in Road Bridge Transition Section

LU Xinyan

（Henan Anluo Expressway Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract：On the basis of fully mastering the engineering characteristics of air bubble mixed light soil， combined with specific engineering cases， this paper analyzes the construction process of air bubble mixed light soil in the transition section of road and bridge， and finally analyzes the settlement control situation through test detection. Thus， it can be concluded that the bubble mixed light soil has good construction effect in differential settlement control of road bridge transition section.

Keywords： air bubble mixed light soil; road bridge transition section; engineering characteristics