氣泡混合輕質(zhì)土在蒲都高速路基回填中的應(yīng)用

于飛

（中鐵建昆侖路橋建設(shè)有限公司，成都 267800）

1 臺背沉降原因分析及危害

高速公路施工通常工程量大，工期緊，施工環(huán)境差，橋涵臺背回填，結(jié)構(gòu)物邊角部位碾壓機(jī)具很難進(jìn)行全覆蓋或充分的平整碾壓，路基局部填料顆粒間隙較大，后期受上部車輛荷載及填土自重影響，填料迅速壓縮至路基快速沉降，易發(fā)生“跳車”現(xiàn)象；橋涵多布置于溝壑峽谷地段，臺背地基地質(zhì)情況落相對較差，在填土重力荷載對軟弱地基附加壓力的作用下，易造成橋臺整體性后傾，發(fā)生不均勻沉降，不利于車輛安全行駛。

2 氣泡混合輕質(zhì)土特性

氣泡混合輕質(zhì)土是一種先進(jìn)的輕型填土材料。這種填土材料是通過在固化劑中（通常為水泥漿）加入氣泡經(jīng)充分拌和而成，氣泡混合輕質(zhì)土不僅具有輕質(zhì)性（容重 5～13kN/m3）、良好的流動(dòng)性 （最大泵送距離可達(dá) 500m）、固化后自立性等特點(diǎn)，而且它的容重和抗壓強(qiáng)度均可通過試驗(yàn)配合比進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，有優(yōu)化的空間。成都三繞高速蒲江至都江堰段，臨溪河特大橋及陳家河 2#橋的橋臺臺背回填均采用了氣泡混合輕質(zhì)土填筑技術(shù)。

3 臺背回填設(shè)計(jì)指標(biāo)

容重設(shè)計(jì)：路槽以下 80cm 以內(nèi)濕容重等級不大于 W6,其余區(qū)域濕容重等級不大于 W5。

強(qiáng)度設(shè)計(jì)：路槽以下 80cm 以內(nèi)強(qiáng)度等級不小于 CF0.8,其余區(qū)域強(qiáng)度等級不小于 CF0.6。

4 施工主要機(jī)具

主要施工機(jī)具配置如表1所示。

表1 主要施工機(jī)具配置

輕質(zhì)土設(shè)備開機(jī)生產(chǎn)前，機(jī)械操作人員必須按照輕質(zhì)土拌合設(shè)備操作規(guī)程做好開機(jī)準(zhǔn)備工作，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比要求設(shè)定的參數(shù)，進(jìn)行試生產(chǎn)時(shí)，首先調(diào)整泡沫質(zhì)量，保證泡沫密度控制在 48～52kg/m3。

5 施工工藝

5.1 配合比試驗(yàn)

通過最初擬定的3組配合比數(shù)據(jù)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)必選后，將最佳配合比上報(bào)監(jiān)理實(shí)驗(yàn)室（見表 2），經(jīng)批復(fù)后取用。

表2 氣泡混合輕質(zhì)土配合比

5.2 面板基礎(chǔ)施工

臺背設(shè)計(jì)范圍開挖驗(yàn)槽完畢后，回填基礎(chǔ)承載力檢測合格后方可進(jìn)行面板基礎(chǔ)施工，基底鋪設(shè) 30cm 碎石墊層，由于面板基礎(chǔ)位于原地面以下 50cm，基礎(chǔ)可直接利用開挖土模施工，有利于基礎(chǔ)側(cè)向土壓力受力，可避免回填土不密實(shí)。

面板基礎(chǔ)為 C30 混凝土，采用罐車運(yùn)輸，搭設(shè)溜槽入倉工藝，基礎(chǔ)混凝土頂面按設(shè)計(jì)要求預(yù)留面板坐漿卡槽，槽深6cm、寬 5cm，采用 10cm×5cm 方木作為開槽模具預(yù)埋基礎(chǔ)混凝土中，按面板放樣邊線準(zhǔn)確安裝木方位置，確保方木邊線與面板外邊線一致。在實(shí)際施工中，擬定混凝土強(qiáng)度達(dá)到 50%時(shí)，方可取出木方形成面板坐漿卡槽。

5.3 碎石墊層施工

考慮到氣泡混合輕質(zhì)土與常規(guī)填土間存在變形差異，面板基礎(chǔ)混凝土施工完成后開始鋪設(shè)輕質(zhì)土最下部碎石墊層，墊層厚度和壓實(shí)度嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)，施工前要按設(shè)計(jì)修整基底，必須在基面夯實(shí)、整平后，監(jiān)理工程師檢驗(yàn)認(rèn)可后方能進(jìn)行碎石墊層施工，同時(shí)按設(shè)計(jì)間距和位置安裝排水PVC 管，氣泡混合輕質(zhì)土基底承載力應(yīng)大于 100kPa，碎石墊層壓實(shí)度不小于 94%，碎石墊層的鋪設(shè)厚度為 30cm。

5.4 面板施工

根據(jù)現(xiàn)場情況，面板采用現(xiàn)場預(yù)制工藝，采用可拆卸式鋼模澆筑，模板可使用角鋼加工，模板數(shù)量根據(jù)面板數(shù)量確定。面板尺寸嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求預(yù)制，采用 C20 細(xì)石混凝土澆筑，澆筑前應(yīng)在模板內(nèi)部涂刷脫模劑，面板預(yù)制完成后應(yīng)統(tǒng)一堆放，專人保管。

5.5 面板安裝

底層面板安裝：面板安裝關(guān)鍵在于最底層面板的安裝質(zhì)量控制，安裝時(shí)應(yīng)先定出面板的外邊線，然后在面板基礎(chǔ)坐漿槽內(nèi)鋪墊 M10 砂漿，逐塊安裝底層面板，面板槽內(nèi)坐漿應(yīng)飽滿從縫隙擠出，面板側(cè)面同樣應(yīng)保證砂漿擠出，勾縫后砂漿厚度約控制在 1cm。面板頂部標(biāo)高應(yīng)保持一致，誤差不超過±5mm，同時(shí)吊垂線，保證面板安裝的垂直度。

第二層面板安裝：應(yīng)在下層面板頂面飽滿鋪設(shè)砂漿，上層面板與下層面板應(yīng)錯(cuò)縫安裝，不能形成通縫。面板從一邊逐塊往另一邊安裝，每安裝完成2塊后使用 φ6mm 拉桿鋼筋將面板與角鋼點(diǎn)焊連接，焊接定位前一定要檢查面板安裝的垂直度、標(biāo)高和位置等。

面板每次安裝高度可根據(jù)輕質(zhì)土分層澆筑厚度確定，宜控制在 80～150cm。如采用移動(dòng)式施工架，則每次可將面板安裝高度增加，但必須考慮角鋼自身的柔性不易過高。

5.6 輕質(zhì)土回填澆筑

經(jīng)過監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行澆筑作業(yè)。澆筑前及時(shí)布置好泵送軟管，保證軟管有足夠長度，檢查軟管中間接頭有無脫落、漏水、彎折、擠壓的地方。檢查澆筑點(diǎn)應(yīng)保證內(nèi)部無明顯積水，無雜物。輕質(zhì)土澆筑作業(yè)時(shí)，施工人員必須穿工作鞋、戴保護(hù)手套、安全帽。

輕質(zhì)土澆筑不需振搗，直接采用泵管澆筑后自流平，澆筑時(shí)為減少輕質(zhì)土澆筑不規(guī)范引起消泡，施工過程中泵送管出口應(yīng)始終與填筑面保持水平。

澆筑時(shí)，應(yīng)采用分塊分層澆筑方式，分塊是指嚴(yán)格按照沉降縫分幅跳躍式澆筑；分層是指輕質(zhì)土每次澆筑厚度最大不應(yīng)超過 1m，待下部輕質(zhì)土終凝后才能進(jìn)行上層輕質(zhì)土澆筑作業(yè)；應(yīng)均勻控制每層澆筑厚度，宜單層 25～100cm，單層不能出現(xiàn)部分過高或過低情況，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在 3d 為宜。

5.7 HDPE 防滲土工膜鋪設(shè)

為防止頂面滲水、積水滲入氣泡混合輕質(zhì)土引起容重變化，在其頂面鋪設(shè)一層 HDPE 防滲土工膜，厚度不小于 0.3mm，搭接寬度不小于 10cm，在輕質(zhì)土頂面反包 100cm 固定。

6 結(jié)語

輕質(zhì)氣泡混合輕質(zhì)土應(yīng)用于成都三繞橋梁臺背回填中后，經(jīng)過 1年的沉降觀察期考驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該新型填筑材料可避免傳統(tǒng)臺背填土碾壓不充分造成臺背填土沉降現(xiàn)象，減小填土重力荷載和臺背地基的土壓力，避免橋臺傾斜發(fā)生不均勻沉降。具有填筑過程不需設(shè)備碾壓、對現(xiàn)有社會(huì)交通干擾少，施工噪聲低，施工工期短，施工占地小等優(yōu)點(diǎn)。