气泡轻质土在填筑桥台背中的应用

张小盟 袁名旺

(中交二公局第三工程有限公司，陕西 西安 710016)



气泡轻质土在填筑桥台背中的应用

张小盟 袁名旺

(中交二公局第三工程有限公司，陕西 西安 710016)

以某桥梁工程为例，从基础开挖、碎石垫层施工、面板预制、气泡轻质土制作等方面，阐述了气泡轻质土填筑桥台背的施工方法，提出了填筑质量检验措施及主要施工设备，达到了改善桥台整体受力状态的效果。

气泡轻质土，桥台背，碎石垫层，钢筋网片

0 引言

随着高速公路的飞速发展，针对桥梁台背处理方法较多，各个地区的地质环境不同，采取不同的处理方法。传统的处理方法采用透水性材料、改进压实机具、保证台背回填的压实度。广东平远(赣粤界)至兴宁高速公路TJ2标良畲中桥台背后采用气泡轻质土浇筑，由于其施工设备简单、施工方法易于掌握，质量易于控制，施工速度快，对于改善桥桥台受力状况明显。

1 工程简介

良畲中桥为3×16 m空心板梁，0号桥头轻质土长度为17.5 m，设计高度5.9 m，轻质土方量为1 826.7 m3；3号桥头轻质土长度为20.6 m，设计高度7.4 m，轻质土方量为2 807.8 m3，全桥轻质土方量设计合计为4 635 m3。气泡轻质土容重不大于6.5 kN/m3，无侧限抗压强度路槽下80 cm范围内为1.2 MPa，其余为0.8 MPa。

2 气泡轻质土施工

2.1 基础开挖

根据气泡轻质土路堤设计参数的要求(0号台长度17.5 m,3号台长度为20.6 m)，对桥台的开挖底宽、顶宽、台阶高度、台阶宽度等指标进行了明确，在基础开挖前，对开挖边线进行放样。结合路面标的施工需要，该桥的气泡轻质土采用左右半幅先后施工，保证路基贯通。

2.2 碎石垫层施工

气泡轻质土施工前在底部设置30 cm厚的碎石垫层(碎石规格为1 cm～3 cm)，使用人工整平并采用小型振动夯夯实。

2.3 面板预制

面板采用C25混凝土现场预制，模板为定型钢模，面板尺寸为(90×30×4)cm，面板内设置一层直径2 mm的铁丝网，以增加面板的整体强度，面板表面平滑美观。施工时根据实际情况在两侧和顶部设置异形板进行调整。

2.4 面板基础施工及面板安装

面板基础采用C25混凝土，浇筑过程中使用振捣棒振捣密实，顶面平整，预埋PVC透水管。在混凝土浇筑时，准确放出角钢支柱位置，将支柱预埋在混凝土中，为安装面板做好准备。

面板安装时，面板要水平放置，预留槽口坐浆需饱满，面板之间结合紧密；墙面平整，美观；在预留沉降缝和伸缩缝处，面板及其基础亦断开；面板固定通过面板预埋筋和角钢支柱采用直径6 mm的钢筋连接，面板表面平整，保证在气泡轻质土施工过程中面板不变形、移位。

2.5 钢筋网片及锚筋安装

钢筋网片为直径4.2 mm、网间距10 cm×10 cm的钢筋网片，良畲中桥桥头气泡混合轻质土设计为5层钢筋网片，其中底部2层，顶部3层，网片间距为50 cm；网片按设计宽度水平铺设，纵横搭接不小于30 cm。

锚筋直径为25 mm、长度为2 m、表面涂刷防腐材料，在开挖台阶面上，打入开挖面1 m，外露1 m，锚筋间距为80 cm。

2.6 气泡混合轻质土施工

气泡轻质土制作工艺流程如图1所示。

1)配合比确定。

根据设计指标的需要，湿容重不大于6.5 kN/m3,28 d抗压强度不小于0.8 MPa(除路槽下80 cm),1.2 MPa(路槽下80 cm)，高流动性等特点，在施工前进行了气泡轻质土配合比设计；

使用材料：水泥为万年青P.O42.5R，发泡剂为GS-F40B(发泡倍率20、稀释倍率40);配合比计算：水灰比选择0.55～0.65，根据湿容重控制要求选定水泥用量及用水量，气泡质量按下式计算：

其中,mf为每立方米气泡混合轻质土的气泡群用量，kg/m3;ρf为气泡群密度，kg/m3；mc为每立方米气泡混合轻质土的水泥用量，kg/m3；ρc为水泥密度，kg/m3；mw为每立方米气泡混合轻质土的水用量，kg/m3;ρw为水的标准密度，kg/m3。

根据设计目标性能及计算进行试配，分别进行7 d，28 d的标准试块试验，试块尺寸为100 mm×100 mm×100 mm，根据多组试配试件最终选定施工配合比如下：

配比A(0.8 MPa)：水泥(kg/m3)∶水(kg/m3)∶气泡(L/m3)=325∶205∶690。

配比B(1.2 MPa)：水泥(kg/m3)∶水(kg/m3)∶气泡(L/m3)=350∶215∶672。

2)水泥浆搅拌。

水泥浆搅拌可以是在拌合楼搅拌，也可以在施工现场搅拌，根据现场施工条件选择。拌合楼搅拌时水泥浆采用罐车运送到施工现场，直接放入到现场储浆罐内，在现场搅拌时通过水泥罐往搅拌机内加入水泥直接搅拌。

良畲中桥气泡轻质土由于距离搅拌站近，拌合站具备提供水泥浆的时间，所以采用拌合站集中供应水泥浆。

3)发泡剂添加。

发泡剂为无色、无刺激性、无腐蚀性液体，pH值7.1，比重1.05。发泡剂在空压机的共同作用下通过发泡装置产生气泡群，根据设计配合比控制发泡剂的重量，然后产生的气泡群与水泥浆混合，通过输送管道输送到指定位置。

4)气泡轻质土浇筑。

气泡轻质土一般在现场施工中采用管道进行泵送，以保证气泡混合轻质土的稳定性、减少材料离析，一般输送距离不超过100 m。浇筑时从桥台面板端向路基端浇筑，浇筑时气泡轻质土出口不能高出轻质土表面，确保轻质土从已浇筑土中泛出，每层浇筑时间间隔不小于24 h。

气泡轻质土一般避免混凝土车或者翻斗车输送，防止运输过程中的震动使得气泡消解、空气含量、流动性等指标发生变化，所以在现场施工中采用管道进行泵送，以保证气泡混合轻质土的稳定性、减少材料离析，一般输送距离不超过500 m。浇筑过程应从软管的前端直接浇筑，且出料口要埋入气泡混合轻质土中或尽量靠近气泡混合轻质土的表面；每层浇筑时间间隔不小于24 h。

5)养护。

根据气泡混合轻质土的结构特点，在水泥强度没形成之前，要

进行交通管制，禁止运输车辆的通行，根据实验，7 d强度在0.8 MPa左右，所以在施工结束后要注意养护。

3 质量检验

轻质土检验项目如表1所示。

外观要求：面板光洁平顺，板缝均匀，线形顺适，沉降缝上下贯通顺直。

表1 轻质土检验项目

4 主要设备投入

主要设备如表2所示。

表2 主要设备表

5 效果分析

通过对浇筑气泡轻质土良畲中桥的台背与其他几座采用透水性材料回填的桥台背进行位移、沉降观测，进行数据统计分析，采用气泡轻质土浇筑的良畲中桥台背沉降与位移曲线几乎看不到变化，其他几座采用常规填筑的台背沉降量与位移均存在较大变化，在很长一段时间内才趋于平缓。由于气泡轻质土是水泥与泡沫组成，气泡轻质土本身质量轻，对桥台地基的压力小，水泥浆液改凝固后具有混凝土的特点具有自立性，桥台不需要承受气泡轻质土的侧压力，气泡轻质土改善了桥台的整体受力状态。

6 结语

从施工完毕后的气泡混合轻质土来看有如下优点：

1)气泡轻质土自重小对地基附加荷载小，是普通混凝土的1/5～1/8左右，可用于地基承载力受限的软弱地基处理；

2)气泡混合轻质土流动性能好，浇筑气泡轻质土可采用卧泵进行浇筑，施工过程不要进行振捣，适合于桥台背、墙背，特别是桥隧相接用地受限的狭小场地施工；

3)气泡混合轻质土属于水泥类材料，具有水泥混凝土同等的耐久性；

4)气泡混合轻质土对环境无污染，并且外形美观；

5)具有一定的抗压性，抗压强度能达到0.5 MPa～1.5 MPa。总之，气泡混合轻质土有着十分广阔的运用前景。

The application of foamed lightweight soil in filling abutment back

Zhang Xiaomeng Yuan Mingwang

(ThirdEngineeringLimitedCompany,CCCCSecondPublicWorksBureau,Xi’an710016,China)

Taking a bridge engineering as an example, from the foundation excavation, gravel cushion construction, panel prefabricated, foamed lightweight soil production and other aspects, elaborated the construction method of foamed lightweight soil filling abutment, put forward the filling quality inspection measures and main construction equipment, gained the effect to improve the overall stress state of abutment.

foamed lightweight soil, abutment back, gravel cushion, reinforcement mesh

1009-6825(2017)09-0155-02

2017-01-13

张小盟(1980- )，男，工程师; 袁名旺(1976- )，男，工程师

U445

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