浅谈泡沫轻质土的应用-桥台背回填

郑兴炫

（中铁十六局第一工程有限公司， 北京 101300）

1 轻质泡沫混凝土定义及其生产工艺

轻质泡沫混凝土是一种新型轻质多孔建筑材料，通过发泡剂的发泡系统将发泡剂采用机械方式充分发泡，使水泥浆与泡沫均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统泵送浇筑施工，进而养护形成一种具有特殊封闭气孔的新型轻质环保的混凝土建筑材料。因含有大量的封闭气泡孔，气泡属绝热材料，其突出特点变现为：轻质性和隔热、保温性。

生产轻质泡沫混凝土工艺流程：泡沫制备→水泥浆制备→浆泡混合→管道泵送→浇筑成型→养护→检验[1]。

2 轻质泡沫混凝土特性

2.1 轻质性

轻质泡沫混凝土含有大量封闭气泡孔，自重比一般的建筑材料要轻的多，通过控制水泥浆水灰比和泡沫发泡速率将其容重控制在4～13kN/m3。轻质泡沫混凝土的核心是减轻自重荷载，降低工后沉降及不均匀沉降，较土质填料有较好的整体性。土质及混凝土填充料为传统的浇筑填充料，其自身的重量较大；轻质泡沫混凝土构件自重荷载小，对其周边的工程结构层扰动小，使用泡沫轻质混凝土有较好工程结构减荷效果。

2.2 密度和强度的可调节性

调节轻质泡沫混凝土的气泡发泡速率，轻质混凝土干密度可在300～1200kg/m3之间控制，强度可在0.3～0.75MPa范围内控制，工程上常见控制范围主要在0.3～1.5MPa之间。

2.3 保温性、隔热性、防腐性

轻质泡沫混凝土含大量独立的封闭气泡，相比于其他建筑材料，其导热系数低，热惰性能佳，作为新型浇筑材料，具有良好的保温、隔热性能。轻质泡沫混凝土同常规混凝土都为硅酸盐成品，耐久性及防腐性能极高，同样具备混凝土主体结构的使用寿命。

2.4 高流动性、自密性

轻质泡沫混凝不含粗细集料，由水泥净浆发泡形成，流动性好，无需振捣棒振捣，可自密实，自流平成型，可通过水泥净浆的水灰比控制其流动性。

2.5 自立性及抗震

固化后具有良好的整体独立性，对其它结构物无侧向荷载，工后整体性能好，不易产生蠕动变形和整体破坏，地震发生时，因泡沫轻质土弹性模量低，抗冲击性能好，可在极短段时间内吸收冲击能量，保护结构物不受冲击破坏。

2.6 易操作性和高效性

一台水泥浆二次搅拌机和一台水泥发泡机就可实现泡沫轻质混凝土的施工生产，可远程泵送（800m范围内），工作日产量150～300m3。

2.7 耐水性、耐久性。

现浇轻质泡沫混凝土因含独立封闭气泡，具有一定的防水性能，其吸水性较小，相对良好的整体性及独立的封闭气泡，使其具有一定的防水性能，同为水泥混凝土类制品，使用寿命与混凝土主体工程结构物相同。

2.8 低成本和良好的环保性能

泡沫轻质混凝土原料为水泥和发泡剂，综合造价低，且发泡剂不含有害化学物质，对环境无污染，节能环保。

3 轻质泡沫混凝土桥台台背回填应用施工工艺

（1）基底处理：施工测量放样，定位控制台背回填填筑范围，清理台背范围内腐殖土及杂物，保证基坑无积水，对基坑需回填部分，在允许条件下使用压路机进行填前压实，或使用≥0.8MPa的冲击夯或压力≥20kN/m的手扶式振动压路机对基底进行填前夯实。

（2）台阶开挖：台背后的路基沿线路方向机械开挖台阶，台阶宽度≥2m，一般台阶的坡度朝向路基侧，约2～4%，且对开挖的台阶进行夯实或者压实。

（3）模板安装：测量放样精确放出台背回填的起坡位置，临时模板加固，最后施工钢模板进行加固，其组合刚度大，不易变形，在泡沫混凝土施工过程中也不易跑模，因轻质泡沫混凝土在凝固前属流动材料，流动性相对较大，因此需保证模板的严密性。

（4）机具准备：水泥浆搅拌机、水泥发泡机、泵送系统;普通施工工具如灰刀等。

（5）泡沫调配：泡沫剂加适量水稀释，通过发泡系统在机械作用力引入空气，现场调配控制泡沫的发泡量，发泡速度不宜过快或过慢，均匀分散发泡，如过块或过慢则会影响混凝土质量。

（6）水泥浆制备：泡沫混凝土主要原材料为水泥浆，或外掺少量掺合料，砂的用量极少，一般不用，采用强制式搅拌机按所需容重及抗压强度对应的实验理论配合比搅拌制作水泥浆，砼罐车运输。

（7）泡沫混凝土施工浇筑：轻质泡沫混凝土配合比按设计要求的抗压强度和干密度进行设计，应搅拌充分均匀，浇筑前对制备的水泥浆通过临时搅拌系统二次搅拌，防止水泥浆运输过程中不均匀沉淀，启动泡沫输送系统和高压泵输送系统，将混合均匀的混凝土复合材料输送到指定的施工部位进行浇注。在浇筑过程中，泡沫混凝土的浇筑出料口离浇筑基层不宜过高，控制1m范围内，采取低压泵送，且分层浇筑，浇筑的厚度宜控制在0.5m～1.0m之间，单个浇筑层及区间的浇筑应将浇筑时间控制在水泥浆初凝时间内，操作人员施工按规范施工，台背分层立模浇筑，直至设计标高。

（8）泡沫混凝养护：自然养护，采用塑料薄膜覆盖自行保水养护，或采用土工布等保水材料覆盖，保湿洒水养护，养护时间宜≥7d，顶层泡沫混凝土标高控制抹平处理，抹平处理后泡沫混凝土表面会有少量的孔隙产生，会对在其表面进行防水施工造成影响，宜在浇注的泡沫混凝土整体终凝至70%时，使用水泥砂浆找平和保护。

4 常规台背回填与轻质泡沫混凝土工法的比较分析

（1）泡沫轻质混凝土相对于桥台台背常规填料，具有密度小（自重荷载小）、强度大、整体性好、抗冲击力好等优点。

（2）泡沫轻质土浇筑后，可有效地减少台背的工后沉降和不均匀沉降，常规填料质量相对难把握，因此工后沉降不均匀容易使桥头出现跳车现象，相比之下，泡沫混凝土浇筑使桥台台背处于一个固结状态，能有效地避免桥头跳车现象。

（3）泡沫轻质土的自重密度小，对桥台的侧向压力小，对基底的承载荷载小，桥台锥坡的稳定性及整体性较好，无工后锥坡开裂，局部塌陷病害[2]。

（4）泡沫混凝土具有高流动性和高自密性，相比常规填料，饱满且无局部不密实的缺陷。

（5）泡沫轻质土的前期成本高，但工后的维修成本低，风险小，相比于常规填料，综合成本低，经济优势明显。

（6）常规材料台背回填，需要一定时间段的工后自然沉降稳定期，而轻质泡沫混凝土施工完成以及强度达到要求后，即可进行下道衔接工序施工，从而即能加快施工进度，又能提高工程质量。

5 结束语

综上所述，泡沫混凝土回填工艺属一种新型环保的土质回填工艺，值得广泛推广，但因引进时间晚，发展不够成熟，技术标准有待提高，工程施工技术人员应更好地通过理论结合国内外施工经验，将技术标准进一步完善，从而能更好地实施现场施工和质量管控。

[1]丁群峰，王谦.泡沫轻质土在桥梁台背回填中的应用[J].施工技术，2016（S2）：330-332.

[2]章洪俊，张海波，林叶儿.泡沫轻质土在桥梁台后地基处理中的应用[J].城市道桥与防洪，2015（02）：96-99+12-13.