摘? 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路運(yùn)輸需求不斷提升。大量公路不得不建造于不良地基之上。泡沫輕質(zhì)土因其具有自重輕、環(huán)保及可垂直填筑等特點(diǎn)，在公路建設(shè)當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用，尤其是在解決橋頭跳車(chē)病害等方面效果顯著?；诖?，本文在全面了解泡沫輕質(zhì)土特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，對(duì)泡沫輕質(zhì)土在橋梁工程中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了分析[1]，以期為相關(guān)工程應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：泡沫輕質(zhì)土;橋梁工程;技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.7+1? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2020）10-0000-00

0引言

軟土在我國(guó)分布較廣，受地理?xiàng)l件等因素限制，很多公路工程不得不建造在深厚的軟土地基之上。在上部荷載作用下，軟土地基工后期會(huì)有較大沉降，因此會(huì)對(duì)行車(chē)舒適性和安全造成嚴(yán)重影響。大量研究表明，在行車(chē)荷載和自然因素等長(zhǎng)期作用下，路基本身工后沉降是有限的，軟土地基引起的工后沉降決定了路基工后沉降能否滿(mǎn)足規(guī)范要求。為了降低工后沉降，目前多采用地基加固或改良方式。但是深厚軟土地基處理難度大、成本高及建設(shè)周期長(zhǎng)，為了有效提升軟基處理效果，必須重視新材料、新工藝的應(yīng)用[2]?；诖耍菽p質(zhì)土具有強(qiáng)度高、表觀密度低及施工方便等特點(diǎn)，因此在公路橋梁臺(tái)背回填泡沫輕質(zhì)土可以有效減小差異沉降，緩解及消除橋頭跳車(chē)等現(xiàn)象。

1 泡沫輕質(zhì)土的特點(diǎn)

按照《現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土技術(shù)規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，泡沫輕質(zhì)土是指在物理方法作用下，將發(fā)泡劑水溶液制成泡沫，并按一定比例對(duì)水泥基膠凝材料、水等進(jìn)行均勻拌和，通過(guò)一系列物理化學(xué)作用，生成一種性能良好的輕質(zhì)材料。泡沫輕質(zhì)土可用于填土材料，要求其性能能夠滿(mǎn)足常規(guī)填土要求，但并非直接當(dāng)做混凝土應(yīng)用[3]。

相比一般土體，泡沫輕質(zhì)土容重小，強(qiáng)度和變形良好，在軟土路基填筑、臺(tái)背填筑及道路加寬等方面得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)泡沫輕質(zhì)土的運(yùn)用，可減小軟土地基上的附加應(yīng)力，有效控制地基沉降，解決橋頭跳車(chē)病害。泡沫輕質(zhì)土特點(diǎn)如表1所示。

2 工程概況

某改擴(kuò)建公路工程，全長(zhǎng)9.5km，路基寬26.5m，為雙向四車(chē)道。近年來(lái)沿線(xiàn)交通量與日俱增，為滿(mǎn)足交通運(yùn)輸需求，決定進(jìn)行雙向六車(chē)道改擴(kuò)建施工。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在本施工項(xiàng)目中，包括2座橋梁工程，經(jīng)地質(zhì)勘察可知，本路段存在大范圍軟弱地基，為保證施工質(zhì)量，決定采用泡沫輕質(zhì)土回填橋臺(tái)臺(tái)背。

3 泡沫輕質(zhì)土材料選擇

（1）水泥。在泡沫輕質(zhì)土材料當(dāng)中，水泥是最基礎(chǔ)的膠凝材料。通過(guò)水泥的水化作用在凝結(jié)硬化后，可將水泥基復(fù)合材料的全部組分粘結(jié)成一個(gè)整體。據(jù)相關(guān)研究顯示，在低密度泡沫輕質(zhì)土制備當(dāng)中大部分快硬水泥或早強(qiáng)水泥均可使用。根據(jù)工程實(shí)際情況，決定采用P.O45.2R普通硅酸鹽水泥，其細(xì)度為0.8%，初凝時(shí)間為160min，終凝時(shí)間為240min。

（2）發(fā)泡劑。為減少環(huán)境污染，在泡沫輕質(zhì)土材料選擇時(shí)，本工程采用了標(biāo)準(zhǔn)氣泡群密度為50±5kg/m3的界面活性發(fā)泡劑。在試驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)氣泡柱靜置1h后，保證氣泡群沉降在5mm以?xún)?nèi)，泌水量在25mL以?xún)?nèi)。發(fā)泡劑泡沫應(yīng)細(xì)密，消泡試驗(yàn)時(shí)確定的濕密度增大率不宜大于10%，輕質(zhì)混凝土沉降率不得大于3%。同時(shí)，保證在0℃以上環(huán)境條件下，發(fā)泡劑不會(huì)出現(xiàn)材料離析現(xiàn)象[4]。

（3）減水劑。泡沫輕質(zhì)土配制時(shí)，尤其是對(duì)低水灰比的泡沫輕質(zhì)土，應(yīng)確保漿液的流動(dòng)性，保證在拌入泡沫時(shí)，自由水充足，避免漿液把泡沫液膜表面水吸收掉而導(dǎo)致氣泡破裂。因此，在泡沫輕質(zhì)土制備時(shí)，可適量摻加減水劑。同時(shí)，還要保證選用的減水劑能夠和發(fā)泡劑相容，不會(huì)產(chǎn)生消泡等問(wèn)題?；诖?，本工程采用常見(jiàn)的減水劑甲酸鈣YJ-9010，用量為水泥漿液質(zhì)量的0.5%。

（4）穩(wěn)泡劑。泡沫是氣體分散在液態(tài)中的醋分散體系，由于體系內(nèi)存在大量氣—液界面，在熱力學(xué)上，被認(rèn)定為不穩(wěn)定體系，且泡沫還會(huì)趨于破壞。因此，可將具有穩(wěn)泡作用的表面活性物質(zhì)和膠狀物等摻入發(fā)泡劑內(nèi)，以此改善泡沫穩(wěn)定性。在本工程當(dāng)中，穩(wěn)泡劑采用明膠，其用量為發(fā)泡劑水溶液質(zhì)量的0.1%。

（5）粉煤灰材料。按照相關(guān)規(guī)定要求，泡沫輕質(zhì)土粉煤灰材料以F類(lèi)I級(jí)粉煤灰材料為主，保證其各項(xiàng)性能滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定[5]。

（6）水。采用無(wú)污染，無(wú)雜質(zhì)的飲用水即可。

4 泡沫輕質(zhì)土施工工藝

4.1 泡沫輕質(zhì)土拌和

采用專(zhuān)門(mén)的泡沫輕質(zhì)土制備設(shè)備進(jìn)行施工，且保證其具有智能計(jì)量功能，可隨時(shí)對(duì)拌和過(guò)程中的各類(lèi)材料用量進(jìn)行調(diào)整，確保原材料配合比及用量符合施工規(guī)定。在整個(gè)拌和施工當(dāng)中，必須確保拌和的均勻性，避免影響后期施工效果[6]。

4.2 澆筑和鋪設(shè)

根據(jù)工程實(shí)際情況，需分層、分塊進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆筑。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工量，明確及合理劃分澆筑區(qū)并繪制成圖。澆筑過(guò)程中，確保與澆筑面水平，不允許產(chǎn)生振動(dòng)過(guò)度情況。同時(shí)，還要合理控制每層澆筑厚度，一般為0.3～0.8m，并保證澆筑間隔時(shí)間充足。一般情況下，應(yīng)在下一層澆注終凝前完成上一層澆注作業(yè)。整個(gè)澆筑過(guò)程中，按照工程需求，不宜采用噴射法。若遇到不良天氣，比如下雨天，需及時(shí)覆蓋未硬化的澆注體。每天施工后，要及時(shí)清理干凈澆筑設(shè)備內(nèi)存留的殘存物，防止堵塞管道，或?qū)υO(shè)備運(yùn)行造成不利情況。

4.3 養(yǎng)護(hù)

泡沫輕質(zhì)土澆筑硬化成型后，若強(qiáng)度依舊不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。特殊情況下，若需使用，必須鋪設(shè)臨時(shí)保護(hù)層，且在50cm以?xún)?nèi)控制其厚度。正常情況下，當(dāng)泡沫輕質(zhì)土澆筑高度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，能進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。在泡沫輕質(zhì)土抗壓強(qiáng)度超過(guò)0.5Mpa的情況下，可進(jìn)行下一階段施工。

4.4 質(zhì)量控制

為提高工程施工質(zhì)量。在整個(gè)施工中必須做好質(zhì)量控制工作，詳細(xì)記錄各項(xiàng)施工事宜，做好現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量和安全管控。按照相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)泡沫輕質(zhì)土施工情況進(jìn)行合理控制，保證質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求，從而提高施工質(zhì)量[7]。

4.5 工后沉降檢測(cè)分析

本工程完工2年后，跟蹤檢測(cè)了橋臺(tái)臺(tái)背回填泡沫輕質(zhì)土的施工情況，經(jīng)檢測(cè)結(jié)果可見(jiàn)，工后總沉降量為11cm，1.0mm為日最大沉降速率，滿(mǎn)足技術(shù)規(guī)定（<5mm/d）要求?？傮w來(lái)講，泡沫輕質(zhì)土回填橋臺(tái)臺(tái)背工后沉降量不大，整體狀況良好，泡沫輕質(zhì)土應(yīng)用效果顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為一種性能良好的新型材料，泡沫輕質(zhì)土具有高流動(dòng)性、自重輕等特點(diǎn)，其應(yīng)用可改善工程使用性能。將泡沫輕質(zhì)土用于橋臺(tái)臺(tái)背回填施工，能夠有效減小差異沉降，提高施工質(zhì)量，延長(zhǎng)工程使用壽命，推進(jìn)我國(guó)橋梁事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

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收稿日期：2020-09-05

作者簡(jiǎn)介：俞向軍（1973—），男，山西永濟(jì)人，本科，工程師，研究方向：道路與橋梁。