气泡混合轻质土在桥头跳车问题处理中的应用*

史 志 楼

(江苏联合职业技术学院无锡交通分院,江苏 无锡 214151)

0 引言

在道路桥梁施工结束后，投入运行初期，将会在桥台台背回填部位产生不规则沉降及断裂现象，导致车辆通过时出现跳跃或者冲击，不仅会使车辆内部人员产生不适，还会对桥涵及路面造成附加的冲击荷载，严重时将会引发交通事故。这一问题被称作桥头跳车，普遍存在于道路桥梁工程中。

1 桥头跳车问题及气泡混合轻质土技术分析

1.1 桥头跳车问题分析

桥头跳车问题是指在台背回填土以及桥面不规则沉降双重作用下，出现路面和桥面连接部位开裂现象，导致车辆在桥头部位出现颠簸或者减速问题，严重时将会引发交通事故。就目前的道路桥梁工程中，桥头跳车问题主要出现于软土路基段，是施工中难以解决的问题。在传统的道路桥梁质量通病治理中，施工单位将重点放在了软土路基的处理方面，缺少对填土重量降低的重视，导致桥头跳车问题难以解决，而气泡混合轻质土技术妥善解决该问题。

1.2 气泡混合轻质土技术分析

气泡混合轻质土主要是指按照科学合理的比例在浆料(由水泥、水与相应添加材料组成)中添加制备的气泡群，通过混合搅拌以及现浇成型操作，制造而成的一种微孔类轻质材料。在台背回填施工中，应用的气泡混合轻质土具备一定的可调节性及施工性，可以充分发挥其轻质性及流动性优势。在实际施工过程中，气泡混合轻质土的容重在5 kN/m3～13 kN/m3之间，其泵送距离约为1 500 m，支持垂直填土模式，不需要应用振捣或者机械碾压操作。因此，在台背回填施工中，将气泡混合轻质土作为填料，不会出现压缩或者沉降等问题，能够在很大程度上降低软土路堤的填土荷载，避免软土路基出现沉降或者侧移等问题。具体而言，施工单位主要在桥台背部进行相应形状气泡混合轻质土体的填充，避免桥台和软土路基连接部位出现沉降问题，从而解决软土路基段桥头跳车问题。与此同时，台背回填施工中的气泡混合轻质土技术可以有效缩短施工工期，提升桥梁的使用寿命[1]。

2 气泡混合轻质土技术在解决软基路段桥头跳车问题中的应用

为了进一步分析气泡混合轻质土技术在软土路基桥头跳车问题解决中的应用，本文将某项目中的桥梁台背回填作为研究对象，在台背回填施工中应用气泡混合轻质土技术，并将其与普通填土桥台进行对比，分析其是否能够解决桥头跳车问题。

2.1 气泡混合轻质土技术的应用流程

1)台阶开挖施工，施工单位需要参照施工方案中尺寸要求进行放样，首先进行桥头部位近10 m距离的开挖施工。在桥头浇筑结束后，再进行远离桥头10 m部位的开挖施工。如果施工部位存在陡坡段，施工单位需要确保开挖施工的宽度超过2 m。与此同时，为了保障排水的流畅性，施工单位需要在台阶部位设置相应的排水横坡，避免气泡混合轻质土沿着陡坡出现滑移现象，影响其施工效果。排水横坡倾斜需要控制在1%以内。在机械开挖施工结束之后，施工人员需要对松散基底进行全面的清洁，避免气泡混合轻质土在浇筑过程中出现下沉问题，保障软土路基的稳定技术施工的安全。

2)预制面板的支立，施工人员需要根据放样边线控制桩点的位置，利用角钢作为竖向支撑的连接部位，按照6 cm的厚度进行水泥预制块砌筑竖向侧墙的施工，应用预制块中的预埋钢筋和角钢进行连接，并利用水泥净浆将相邻预制块间的缝隙进行填充，确保预制面板侧模作用的充分发挥，在实际施工过程中，侧墙的高度会在气泡混合轻质土的浇筑过程中不断增加，施工人员需要确保过程中不出现错台或者漏浆问题，以此提升预制面板的平整度及整洁度。

3)铺筑碎石底层及土工布，在台阶开挖及预制面板支立施工结束后，施工单位需要铺筑厚度为30 cm的碎石垫层，采取人工摊铺的方式，保障碎石垫层的平整度。在该项目中，施工单位选择的碎石规格在1 cm～3 cm之间，含泥量也符合施工标准要求。在碎石底层铺筑完成后，需要在其顶底、侧面和斜坡面进行土工布的铺设，要求相邻土工布间的搭接宽度超过10 cm，并在气泡混合轻质土的顶层进行1 m左右的反包处理，保障施工的质量。

4)拌合并运输气泡混合轻质土，施工人员需要严格按照气泡混合轻质土的配合比进行气泡混合轻质土的拌合，利用发泡枪进行压缩空气、稀释水以及发泡剂的混合，形成施工所需的气泡；利用搅拌机将水泥、水以及外加剂拌合为水泥浆；最后将气泡和水泥浆进行混合，形成气泡混合轻质土，由高压泵进行输送，进行下一步的浇筑施工。在拌合过程中，施工人员主要通过容重的控制，来保障气泡混合轻质土的强度。通常来说，用于台背回填施工的气泡混合轻质土容重在5 kN/m3左右，设计强度在0.8 MPa左右。在上述工程施工中，施工单位采用蛇形泵及承压胶管完成气泡混合轻质土的运输，泵送距离最高可达500 m。但是根据施工现场的实际状况，气泡混合轻质土的泵送距离在200 m以内。

5)气泡混合轻质土的浇筑，在浇筑过程中，气泡混合轻质土需要在路堤纵向10 m的位置，进行横向沉降缝的设置，沉降缝的宽度为2 cm，通过夹板进行沉降缝的填充。在路堤底面纵向部位，施工单位需要采用分段施工方法，将施工部位进行台阶状连接，台阶具体的位置和高度由设计图决定。路堤底面横向部位需要设计为水平状，提高施工的便捷性。与此同时，由于气泡混合轻质土具有良好的流动性，在施工结束后可以固化，不需要采取振捣或者机械碾压处理，也不需要进行维护。大量实践经验表明，气泡混合轻质土需要采取分层浇筑施工方式，每一层的浇筑厚度需要控制在0.25 m～0.8 m之间，并且要在天气晴朗的情况下进行气泡混合轻质土的浇筑，避免雨天施工，保障气泡混合轻质土的质量。

2.2 气泡混合轻质土技术的应用要点

在应用气泡混合轻质土技术开展台背回填施工时，施工单位需要注意如下要点，保障台背回填施工的质量，从根本上杜绝桥头跳车问题的出现。

1)在气泡混合轻质土的浇筑过程中，采用分层浇筑方法，并将分层的厚度控制在0.3 m～0.8 m之间，合理控制浇筑的速度，确保气泡混合轻质土可以在规定时间内凝固结硬，在一层轻质土凝结后再进行下一层的浇筑；

2)施工单位需要在气泡混合轻质土的顶层设置钢筋网，以此提升气泡混合轻质土的抗裂性能；

3)在气泡混合轻质土的施工完成后，施工单位对其进行覆盖处理，覆盖超过20 cm的覆盖层后，才可以允许车辆或者施工机械通过[2]。

最为重要的是，施工单位需要根据施工现场的实际状况，进行气泡混合轻质配合比的设计。在台背回填施工开展之前，施工单位需要安排试验人员进行配合比设计，确保气泡混合轻质土符合施工的要求。基于本文分析的台背回填，施工单位采用的气泡混合轻质土配合比如下：设计强度超过0.8 MPa、水泥采用350 kg/m3、水采用215 kg/m3、气泡体积为672.1 L/m3、湿密度为598.6 kg/m3。

2.3 轻质填土桥台和普通填土桥台的对比

为了明确气泡混合轻质土的优势，笔者将工程中施工的轻质填土桥台和普通填土桥台进行了对比分析。两处桥台与路基连接处附近的软基深度接近，桥台两侧的地质情况和填土高度基本相同。笔者在普通填土桥台和轻质填土桥台中分别选择了三个代表性的观测点，进行沉降量及土压力的检测。施工后三个多月的时间里累计沉降量数据统计结果表明，普通填土桥台的沉降量为252 mm，248 mm，250 mm，其平均沉降量为250 mm，且有继续沉降的趋势；轻质填土桥台的沉降量为32 mm，32 mm，31 mm，其平均沉降量为32 mm,且基本处于沉降稳定状态。普通填土桥台的土压力为0.035 MPa，0.036 MPa，0.036 MPa，其平均沉降量为0.036 MPa；由于气泡混合轻质土固化后能够自立，轻质填土桥台在静态荷载作用下的土压力基本趋近于0。由此可以看出，轻质填土桥台的性能更为突出。

另外，在传统的施工工艺中，普通填土桥台需要对软土地基进行处理，还需要分层填筑，碾压，检测等，施工流程较为复杂，整个施工工期约为45 d～50 d；轻质填土桥台的施工原料为粉煤灰等工业废渣，只需要对地基进行简单处理，施工工期仅为15 d左右，大幅度节约了施工工期。采用轻质填土桥台比普通填土桥台的直接工程费用稍微高一些，但从长远来看，可降低软基路段由于工后沉降带来的高昂维护费用，同时可降低车辆的磨损，提高行车的舒适性和安全性等。由此可以看出，气泡混合轻质土技术值得推广应用。

3 结语

在道路桥梁软土路基段施工中，和普通填土桥台相比，轻质填土桥台在沉降量及土压力方面存在显著优势。通过本文的分析可知，在桥梁台背回填施工中，施工单位需要注重气泡混合轻质土的应用，按照规范流程进行气泡混合轻质土的施工，并确保气泡混合轻质土配合比的科学性及合理性，切实发挥出气泡混合轻质土在解决桥头跳车问题方面的优势。