橋梁工程加固中泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)分析

王潤生

（新蔡縣公路事業(yè)發(fā)展中心，河南 駐馬店 463500）

1 泡沫輕質(zhì)土的性能分析

泡沫輕質(zhì)土材料屬于新興材料，在多個領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，如公路建設(shè)、建筑工程等，該材料的應(yīng)用，可有效處理橋頭跳車、新老路基差異沉降等問題。此類材料是通過氣泡機(jī)發(fā)泡系統(tǒng)由發(fā)泡劑水溶液形成泡沫，隨后按照一定比例均勻混合水泥漿、外加劑等材料，經(jīng)物理、化學(xué)及自然養(yǎng)護(hù)所形成的材料。此類材料優(yōu)點(diǎn)包括流動性強(qiáng)、施工便捷、環(huán)保、輕質(zhì)性良好等。在道路施工中，此類材料可替代常規(guī)填土或常規(guī)填充工程材料。該材料的應(yīng)用，可有效減少軟基、路基荷載附加應(yīng)力。為更好地了解泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用效果，需對其性能進(jìn)行分析。

1）抗壓性能。泡沫輕質(zhì)土抗壓強(qiáng)度和水泥摻量之間為正比例關(guān)系，選28天齡期泡沫輕質(zhì)土為研究對象，當(dāng)水泥摻量每增加50kg，則泡沫輕質(zhì)土抗壓強(qiáng)度隨之增加，將提升15%。此外，于泡沫輕質(zhì)土抗壓強(qiáng)度而言，養(yǎng)護(hù)齡期影響作用較大，在28天齡期時，將強(qiáng)度增加幅度變化為“快速－緩慢－穩(wěn)定”。

2）彎拉性能。泡沫輕質(zhì)土彎拉強(qiáng)度特性和抗壓性能基本一致，同樣和水泥摻量之間呈正比例關(guān)系，同樣在水泥摻量每增50kg，28天齡期時彎拉強(qiáng)度將隨之增加，可提升13%。

3）疲勞性能。對泡沫輕質(zhì)土疲勞性能來講，水泥摻量影響較大。在試驗(yàn)過程中，如以0.5為應(yīng)力比，每增50kg水泥摻量，則泡沫輕質(zhì)土承受的循環(huán)荷載次數(shù)將增加300%。

2 工程概況

某公路擴(kuò)建工程為雙向四車道，26m路基寬度。選用兩側(cè)拼接法將其雙向四車道擴(kuò)建為雙向六車道，路基擴(kuò)建后為34.5m寬度。起止樁號為K1045+941.277～K1055+125.465，總長度為9184.188m。為緩解、消除橋頭跳車現(xiàn)象，決定選用泡沫輕質(zhì)土回填公路橋梁臺背。

3 橋梁工程加固中泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)要點(diǎn)

1）基槽開挖及降水。測量放線工作需在基坑開挖前完成，要求對平面位置、基坑高程加以嚴(yán)控。按照基坑設(shè)計(jì)深度，選擇合理的開挖斷面，并對地基承載力進(jìn)行詳細(xì)檢查，保證其符合設(shè)計(jì)要求。在深基坑施工中，必須選取有效措施，保證基坑支護(hù)穩(wěn)固安全及降排水通暢。當(dāng)施工位置具有較高地下水位，需及時進(jìn)行防水混凝土補(bǔ)充，防止在地下水凍融或毛細(xì)作用下泡沫輕質(zhì)土產(chǎn)生損壞。為此，必須做好防排水施工，避免基坑浸水，影響工程質(zhì)量。

2）澆注場地驗(yàn)收。澆注施工前，必須復(fù)核基坑截面尺寸、基底高程及基底承載力，并對基坑質(zhì)量進(jìn)行確定，避免出現(xiàn)積水、松散等問題。相比設(shè)計(jì)要求，澆注區(qū)平面尺寸應(yīng)多出一些，基底高程偏差需控制在－10～+10cm之間，要求處理好臺背連接路基部位的基底，保證該位置不存在雜草、浮土等現(xiàn)象。

3）澆注區(qū)與澆注層劃分。一般泡沫輕質(zhì)土臺背具有較大澆注量，于泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量而言，高溫環(huán)境、大體積澆注水化熱對其質(zhì)量具有極大影響。為對泡沫輕質(zhì)土施工質(zhì)量加以嚴(yán)控，可選取分區(qū)、整體分層方式進(jìn)行臺背泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行澆注。各個澆注區(qū)必須合理劃分路基高度，需在0.3～1.0m之間合理控制單層厚度，在水泥漿初凝前保證及時結(jié)束單層澆注施工。

4）預(yù)制及安裝混凝土保護(hù)面板。選取C30混凝土作為保護(hù)面板材料，90×30×4cm為其設(shè)計(jì)尺寸，由于其具有較薄厚度，可選用細(xì)石混凝土。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙需求，需準(zhǔn)確進(jìn)行面板預(yù)埋鋼筋安設(shè)，確保其安裝質(zhì)量。選取平板振搗器進(jìn)行混凝土振搗施工，并加大面板邊角凌位置的振搗施工，避免欠振、過振，密實(shí)后需做好養(yǎng)護(hù)施工，要求及時覆膜，防止在風(fēng)干、溫濕等作用下細(xì)石混凝土出現(xiàn)裂縫，對施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。要求整齊堆放成品面板，避免運(yùn)輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)損壞。

5）泡沫輕質(zhì)土制作及澆注。（1）制作泡沫輕質(zhì)土。泡沫可選取壓縮空氣結(jié)合發(fā)泡劑溶液的方法形成，禁止攪拌發(fā)泡，泡沫形成后，需進(jìn)行發(fā)泡倍率的設(shè)置，要求具有穩(wěn)定性。泡沫輕質(zhì)土水泥漿拌合制作不得同時和泡沫輕質(zhì)土拌合制作進(jìn)行施工，為提高生產(chǎn)效率，需選取攪拌站進(jìn)行集中拌制，水泥漿由混凝土攪拌運(yùn)輸車供給，隨后利用泡沫輕質(zhì)土專用設(shè)備進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土的制作。原材料自動化計(jì)量功能是泡沫輕質(zhì)土制作設(shè)備的主要功能，在泡沫輕質(zhì)土拌合制作過程中，需對水泥漿、泡沫流量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。在拌合制作成型時，需根據(jù)混合攪拌均勻程度確定其攪拌時間。在出料裝置內(nèi)水泥漿、泡沫輕質(zhì)土的暫停時間需控制在2小時以內(nèi)。（2）泡沫輕質(zhì)土輸送。直接泵送、配管泵送法是泡沫輕質(zhì)土澆注施工的主要方式，可根據(jù)澆注施工情況，確定具體的輸送方式。（3）澆注泡沫輕質(zhì)土。根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)情況，并結(jié)合水泥漿初凝時間進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆注厚度的確定，應(yīng)在0.5m控制單層澆注厚度。在水泥漿初凝時間內(nèi)控制單個澆注區(qū)內(nèi)澆注層的施工時間，待澆注層終凝后即可澆注上層施工。順著澆注區(qū)長軸方向，可從一端澆注到另一端，當(dāng)澆注時選取的澆注管在1條以上，可并排由一端或?qū)菍?shí)施澆注。

澆注時，如進(jìn)行澆注管移動時，需順著澆注管位置進(jìn)行前后移動，一般不會進(jìn)行左右移動。特殊情況下，需左右移動時，需盡量將澆注管向已澆注輕質(zhì)土表面提出后，再進(jìn)行左右移動。澆注過程中，需將泡沫輕質(zhì)土埋設(shè)到出料口位置，如與設(shè)計(jì)要求不符，出料口和澆注點(diǎn)之間的距離需控制在1m以下。如遇雨天，需選取科學(xué)、有效的遮雨保護(hù)措施做好未硬化泡沫輕質(zhì)土保護(hù)。

4 橋梁工程加固中泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量控制措施

1）需一次完成混凝土保護(hù)面板安裝工作，需結(jié)合工人配置、泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)能力一層一層進(jìn)行安裝施工。安裝前，必須做好面板支撐立柱施工，且根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行角鋼立柱施工。為確保其外觀合理，可以錯縫布設(shè)面板設(shè)計(jì)，且完成面板標(biāo)高、線形及錯縫等相關(guān)作業(yè)。要求選取砂漿勾縫用于面板接縫施工，保證不會出現(xiàn)漏漿問題。向頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高位置澆注后，需根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行HDPE防滲土工膜鋪設(shè)，要求將下承層存有的雜物清理干凈，且根據(jù)規(guī)定，做好土工膜重疊搭接施工。如橫橋向具有較大澆注寬度，需進(jìn)行變形縫設(shè)置。

2）輕質(zhì)土澆注完但未固化前，嚴(yán)禁通車、通人。高溫天氣進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土施工時，澆注體具有較大水化熱，溫度裂縫在內(nèi)外溫差作用下極易產(chǎn)生。同時因高溫蒸發(fā)水分流失較快等原因，表層泡沫輕質(zhì)土的表面強(qiáng)度將大大減小。完成各層澆注作業(yè)后，需覆蓋塑料薄膜或防滲土工布，以此做好保濕養(yǎng)生。完成最后一層澆注作業(yè)后，需在7d以上控制養(yǎng)護(hù)周期。在路面結(jié)構(gòu)層及素土回填施工中，在泡沫輕質(zhì)土頂部嚴(yán)禁大型機(jī)械行駛，應(yīng)選取邊推平邊卸料的方法前行，并完成攤鋪、碾壓施工。要求在推平機(jī)械后端進(jìn)行卸料，防止因承受車輛集中荷載輕質(zhì)土頂部被損壞。

5 結(jié)束語

綜上所述，軟土在我國分布較廣，受地理?xiàng)l件等因素限制，很多公路工程不得不建造在深厚的軟土地基之上。在上部荷載作用下，軟土地基工后具有較大沉降，會對行車舒適性和安全造成嚴(yán)重影響。經(jīng)大量研究表明，在行車荷載和自然因素等長期作用下，路基本身工后沉降是有限的，軟土地基引起的工后沉降決定了路基工后沉降能否滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。為了降低工后沉降，目前多采用地基加固或改良的方式。但是深厚軟土地基處理難度大、成本高及建設(shè)周期長，為了有效提升軟基處理效果，必須重視新材料、新工藝的合理應(yīng)用。泡沫輕質(zhì)土具有強(qiáng)度高、表觀密度低及施工方便等特點(diǎn)，在公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土可以有效減小差異沉降，緩解及消除橋頭跳車現(xiàn)象。