浅谈泡沫轻质土在桥台台背回填中的应用

林涛 王雨同

摘 要：本文主要以有效减小桥台台背在回填过程中，出现沉降差的现象为目的，通过事前、事中以及事后的项目管理方法，结合本文所选取的实际工程，利用泡沫轻质土自身的各种优质特点，总结出将泡沫轻质土应用在桥台台背回填过程中的施工方法和注意事项。

关键词：桥台台背 泡沫轻质土 回填应用

1.引言

本文结合珠海市横琴区濠江路工程实例，介绍泡沫轻质土在无硬壳层深厚软基上施工技术及应用。濠江路全长大约为7.37km，全线共有中小桥15座。经勘测，路基区域淤泥层深度约为13.50～33.50m，平均厚度达22.84m，具有高含水量、孔隙比、压缩性以及低强度、渗透性的特点。全线桥台回填均使用泡沫轻质土技术，其具有高轻质性、自立以及高流动性、抗压性、完整性良好的特点，能够有效的降低路基填土产生的附加应力，减小路基沉降，从而提升了路基的稳定性以及安全性。

2.无硬壳层深厚软基泡沫轻质土桥台设计

濠江路路床原状土为淤泥，采用吹填砂与塑料插板，上覆预压土形式进行真空联合堆载预压，一方面给桥梁施工创造条件，另一方面给台背泡沫轻质土施工形成一个持力层。桥梁桩基础及承台采用反开挖的形式施工。回填施工时，挖除预压土及吹填砂，换填超轻泡沫轻质土，实现减载换填，达到控制沉降的目的。泡沫轻质土湿容重设计为5kn/m3，干密度不大于400kg/m3，成品抗压强度应≥0.4MPa。

3.泡沫轻质土施工

3.1事前控制

施工阶段的事前控制主要是对原材料的质量、施工设备合规性等进行严格的控制。项目开始施工前，需对于所需要使用到的煤灰、水泥、以及发泡剂、水等材料，要进行事前的施工配合比试验，其主要的目的就是为了验证发泡剂与其他材料是否匹配；根据设计要求湿密度增加率要重点控制在10%以内，试件7d抗压强度≥0. 24MPa，28d抗压强度≥0.4MPa。

3.1.1消泡试验

在实际进行消泡的试验过程中，材料的计量要满足以下要求：水泥±0.5%，粉煤灰±1.0% ，泡沫体积±0.5% 。搅拌机将水泥、粉煤灰、水等进行拌合，搅拌的时间不应当少于2.5分钟，在将制备好的泡沫加入到搅拌机中，搅拌时间不应当少于2.5分钟，单盘拌合量应高于设备拌合能力的1/5。

在试验室制备好轻质土拌合物后，即可展开消泡试验：

①先开始对湿密度进行初始的测试；

②然后开启搅拌机，对泡沫轻质土进行搅拌，直至搅拌的时间结束，搅拌约1分钟左右；

③泡沫土拌制完成后应准确测量其湿容重；

④重复第②和③步的工作，最后确保泡沫轻质土搅拌次数不小于8次；

⑤根据试验所得的湿容重和累积搅拌时间绘制消泡试验的曲线；

⑥设8次搅拌后的最大湿容重为ρ8 max ，那么由此可以计算出搅拌8次以后的湿密度增加率公式为：

δ=（ρ8max-ρ0）/ρ0×100% （1）3.1.2施工配合比强度试验

如实际拌合的泡沫轻质土湿容重小于等于试验配合比的110%，即进行试块的制作与送检，试块应选用10厘米的标准试模进行制作，试块应标明工程名称、使用部位、制作时间等。泡沫轻质土抗压强度试验应遵循以下步骤进行。

①试块达到28天龄期后，即可进行试块的抗压强度试验。

②压试块前应对试块的尺寸、重量进行实测并记录，根据测量结果计算承压面积及干容重 ρd 。

③以250N/s的速率加载，直至试件破坏。

④记录破坏荷载Pu，按式（2）计算试件的抗压强度fu（精确小数点后1位）

⑤以纵轴为湿容重、横轴为累积搅拌时间绘制消泡试验曲线

⑥泡沫轻质土配合比抗压强度试验结果应按试验规程进行。

3.2事中控制

在通过与一些一般性的路堤之间进行相对比的过程中，我们发现泡沫轻质土路堤在实际施工中，对于质量的控制要求比较高。

3.2.1辅助工作

协调路基开挖、防护墙、沙、石床的施工，做好预防和排水工作。边坡的开挖坡度不得大于设计文件中规定的坡度。

3.2.2设备要求

对于设备要求方面，发泡装置应采用发泡剂液与压缩空气混合的方式制作泡沫，目的是为了能够确保泡沫体积的均匀性，在進行拌和设备的使用过程中，计量装置应送有资质的第三方进行标定，并提供标定证书。为了确保同一断面内的泡沫土在初凝前完成浇筑，应单次浇筑量、泵送能力、初凝时间选配适宜的泵车。

3.2.3湿容重

湿容重是泡沫轻质土的决定性指标，濠江路设计采用的标准湿容重为50kg/m3，相较于回填土约1600-1800kg/m3的容重，可显著降低路基的使用荷载，降低地基总沉降量和工后沉降。

湿密度应按以下步骤测定。

①选用1L的容量筒，精确测量器容积V和重量m1要求精度到0.1g。

②向容量筒内轻轻倒入出料口取的泡沫轻质土，至泡沫轻质土略高出筒口后刮平筒口。

③按式（3）计算湿容重

ρw=（m2-m1）/V （3）3.2.4流值

一般情况来讲，流值的作用，是作为检测泡沫轻质土是否真正达到设计标准的流动性的主要参数，本文项目进行分析的流值则采用160～200 mm。

3.3事后控制

3.3.1强度及准干密度检验

对于项目事后控制阶段，主要是针对泡沫轻质土自身的抗压强度以及准干密度的检测，通常情况来讲，对泡沫轻质土的检测频率不少于每400立方米1次，在进行抽检的过程中，频率不应当小于自检频率的30%，抗压强度的试块试验龄期为28天。为确保施工进度，最后一层泡沫轻质土施工时，应多做一组试块采用现场同条件养护的方式进行养护后进行7天强度试验。

3.3.2工程的成品保护

而当顶层的泡沫轻质土在发生终凝以后，需要立即使用洒水、覆盖的方式进行现场养护，在轻质泡沫混凝土到达设计强度前，应当做好现场的围蔽，严格禁止施工设备、车辆行驶，目的是保护泡沫轻质土不被碾压破损。

4.结语

本文通过珠海市横琴区市政工程濠江路的工程实例，介绍了泡沫轻质土在无硬壳层深厚软基情况下台背回填的设计及应用。通过沉降观测，证明采用简化的堆载预压软基处理方式之后，再用泡沫轻质土减载换填，可以达到很好的台背回填效果，控制沉降，消除桥头跳车现象。经过理论对比和实践验证，发现使用泡沫轻质土填筑桥台台背比传统的台背处理方法更具经济效益，且从施工技术角度来讲，前者也更为简便快捷。泡沫轻质土具有良好的技术经济效益，可在相关工程中加大推广应用力度。

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