气泡混合轻质土处理桥梁台背

气泡混合轻质土处理桥梁台背

王文玉

中铁二十一局集团路桥工程有限公司陕西西安710065

摘要：气泡混合轻质土是一种先进的填土技术，由于其造价低、无污染、人员配给少等优点，被广泛地用于桥梁台背处理。本文就气泡混合轻质土的定义和发展现状为研究点，结合工程实践来探究气泡混合轻质土的实施过程。

关键词：气泡混合轻质土；桥梁台背处理；实施过程

1气泡混合轻质土概述

气泡混合轻质土指的是一类新型轻质填料，其组成元素包括水泥、水以及细小稳定的气泡群，在配置时按比例混合，并进行搅拌操作得到成型的固体，有时也可以加入砂、砂土、粉煤灰或早强剂等作为原材料。日本、荷兰等国自上世纪80年代就开始对其进行研究，我国研究开始较晚，2002年研究了气泡轻质土原料的稳定性，2003年研究了气泡混合轻质土的生产方法，2012年出版了《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》。总的来说，气泡混合轻质土是一类容重小于一般土体的的填土，而且可自由调整其容重，具有较大的流动性和优良的力学性能，在土建工程中被广泛使用。

2气泡混合轻质土的特点

与其他土建材料相比，气泡混合轻质土具有以下特点：轻质性、整体性、耐水性、耐久性、抗压性、低弹减震性以及环保性。其中轻质性表现为具有较低的干体积密度，仅为普通混凝土的1/5～1/8。整体性表现为施工时可以现场浇筑，无需设置透气管，也可以不留界隔缝。耐水性指的是其具有较小的吸水率，有一定的防水能力，耐久性是指其使用寿命较长。气泡混合轻质土的抗压强度在0.6-25.0MPa之间，可通过调整原材料配比进行适度调整，同时其多孔性使其弹性模量较低，可以吸收和分散一定的冲击压力。配置气泡混合轻质土时，一般采用的是无苯、甲醛的中性起泡剂，使用时不会产生污染，施工噪音低，施工速度快，可实现自动化作业和远距离传输，用该材料进行填土无需碾压，减少了施工工序，有利于降低施工成本。

3工程实例

3.1工程概况

以某市桥梁建设工程为例，预计总施工工期为15天，需要建造表层承载力为200kPa、坡度较陡的桥梁台背，为了便于施工，摒弃以往常用的挡墙，采用气泡混合轻质土。

3.2主要技术标准

公路等级：高速公路；

轻质土具体包括以下参数：填筑数量1173m3，容重路槽下80cm范围内不大于6.5KN/m3，其余区域不大于6.0KN/m3；流动度处于160-200mm之间；设计无侧限抗压强度，路槽下80cm范围内不小于1.2MPa，其余区域不小于0.8MPa。

图1台右幅的桥头台背采用气泡混合轻质土填筑设计图

3.3施工机械设备（表1）和材料投入要求（表2）

表1主要施工设备配置计划

3.4气泡混合轻质土施工

3.4.1施工配合比

在该工程中，依据《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》以及具体设计要求，按照实际情况科学设计配合比，并进行试验，确定是否满足要求的设计强度、容重以及流动性。经过多次配比试验，最终确定的配合比如表3所示。

表3气泡混合轻质土施工配合比

3.4.2开挖、预制块砌筑

在气泡混合轻质土施工过程中，首先要进行施工放样，并进行基础开挖工作，开挖操作要点是从上到下，逐级开挖，台阶尺寸严格遵照设计数据，设置内倾约4%的横坡。同时，为了提高地基承载性能，需要在基底换填粒径30cm左右的碎石。其次，在砌筑预制块的过程中，轻质土侧面使用水泥预制板进行防护，并通过角钢固定，以便在固化后成为统一整体，不仅使外观更加美观，结构更为牢固，也能够避免轻质土的风化。施工时，应当尽可能地消除面板与地基之间的间隙，从而避免轻质土从间隙中溢出。此外，最好用管材加固面板，以免在承载力过大时发生扭曲变形。

3.4.3发泡与搅拌

如图2所示为气泡混合轻质土的配置过程，其中发泡过程是由起泡剂和水形成稀释液，然后采用发泡装置导入空气，在一定空气压力下产生气泡群，最后将其同水和水泥进行充分拌和。注意使用的气泡群不能超过发泡时间。

图2气泡混合轻质土的配置过程

3.4.4泵送

通常，可以采用管道进行气泡混合轻质土的泵送，这种运输方式能够大大减少气泡的消解量，而使用运输车或者直接泵送的方式，则会产生更一定振动，在运输时增加气泡的消解量，并会在一定程度上降低含水量和流动性。

3.4.5浇筑

由于气泡具有细微与分散特性，如果遇到振动容易消解，因此气泡混合轻质土在浇筑时需要注意不要强烈振动。此外，起泡接触雨水容易消解，所以不能在雨天进行浇筑。气泡在填筑过程中，受重力影响空间易被压缩，因此填筑后容易产生紧缩现象。在实际施工时，可以采用分层分块浇筑方式，待下层土块终凝以后再往上进行浇筑。台阶处施工一般设计的浇筑厚度为0.6～0.8m，根据浇筑面错开浇筑，具体的浇筑方式如图3所示。

3.5施工缝设置和养护

在设置气泡混合轻质填土的施工缝时，需要注意沿着全断面并间隔一定距离进行设置，并且需要同与面板及面板基础的施工缝相对应，一般设置的缝隙宽度约为1cm，间距为5～15cm，缝隙用沥青木板或夹板填塞。如果浇筑过程中遇到下雨的情况，需要将未固化的轻质土进行及时遮盖，而当浇筑完成以后，需要在气泡混合轻质土终凝以后覆盖防渗土工布，以免水分快速流失，导致裂缝现象。对于大体积的气泡混合轻质土，一定要重视过程养护工作。

3.6质量控制及验收

最后，需要做好质量控制及验收工作，需按照气泡混合轻质土的质量控制要求，及时监测其湿容重和流动度，并认真做好各项指标记录，表4所示为气泡混合轻质土的质量控制标准。

进行验收时，需进行抗压强度试验，具体可在浇筑过程中制作6块10x10x10cm的试块，然后分为2组，每组3个试块，然后分别检测7d、28d的抗压强度，取每组的平均值作为试验结果，结果表明本工程中气泡混合轻质土强度复合设计要求。

4结语

气泡混合轻质土是一种先进的填土材料，综合造价低，施工便捷，具有环保性，可有效代替常规填土材料，在桥梁台背施工中得到了较为广泛的应用，能够有效解决工程沉降问题。本文详细介绍了其施工过程，希望能为其应用推广起到一定作用。

参考文献：

[1]陈忠平，邓江，王树林，等，气泡混合轻质填土新技术[M]．北京：人民交通出版社，2004.

[2]刘金艳，吴英彪，许淼.气泡混合轻质土在桥梁台背回填施工中的应用[J].市政技术，2018，36（01）：88-90+94.

[3]唐浩.台背回填中气泡混合轻质土性能的试验研究[D].河北建筑工程学院，2017.