氣泡混合輕質土在橋頭跳車問題處理中的應用*

史 志 樓

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院無錫交通分院,江蘇 無錫 214151)

0 引言

在道路橋梁施工結束后，投入運行初期，將會在橋臺臺背回填部位產生不規(guī)則沉降及斷裂現象，導致車輛通過時出現跳躍或者沖擊，不僅會使車輛內部人員產生不適，還會對橋涵及路面造成附加的沖擊荷載，嚴重時將會引發(fā)交通事故。這一問題被稱作橋頭跳車，普遍存在于道路橋梁工程中。

1 橋頭跳車問題及氣泡混合輕質土技術分析

1.1 橋頭跳車問題分析

橋頭跳車問題是指在臺背回填土以及橋面不規(guī)則沉降雙重作用下，出現路面和橋面連接部位開裂現象，導致車輛在橋頭部位出現顛簸或者減速問題，嚴重時將會引發(fā)交通事故。就目前的道路橋梁工程中，橋頭跳車問題主要出現于軟土路基段，是施工中難以解決的問題。在傳統(tǒng)的道路橋梁質量通病治理中，施工單位將重點放在了軟土路基的處理方面，缺少對填土重量降低的重視，導致橋頭跳車問題難以解決，而氣泡混合輕質土技術妥善解決該問題。

1.2 氣泡混合輕質土技術分析

氣泡混合輕質土主要是指按照科學合理的比例在漿料(由水泥、水與相應添加材料組成)中添加制備的氣泡群，通過混合攪拌以及現澆成型操作，制造而成的一種微孔類輕質材料。在臺背回填施工中，應用的氣泡混合輕質土具備一定的可調節(jié)性及施工性，可以充分發(fā)揮其輕質性及流動性優(yōu)勢。在實際施工過程中，氣泡混合輕質土的容重在5 kN/m3～13 kN/m3之間，其泵送距離約為1 500 m，支持垂直填土模式，不需要應用振搗或者機械碾壓操作。因此，在臺背回填施工中，將氣泡混合輕質土作為填料，不會出現壓縮或者沉降等問題，能夠在很大程度上降低軟土路堤的填土荷載，避免軟土路基出現沉降或者側移等問題。具體而言，施工單位主要在橋臺背部進行相應形狀氣泡混合輕質土體的填充，避免橋臺和軟土路基連接部位出現沉降問題，從而解決軟土路基段橋頭跳車問題。與此同時，臺背回填施工中的氣泡混合輕質土技術可以有效縮短施工工期，提升橋梁的使用壽命[1]。

2 氣泡混合輕質土技術在解決軟基路段橋頭跳車問題中的應用

為了進一步分析氣泡混合輕質土技術在軟土路基橋頭跳車問題解決中的應用，本文將某項目中的橋梁臺背回填作為研究對象，在臺背回填施工中應用氣泡混合輕質土技術，并將其與普通填土橋臺進行對比，分析其是否能夠解決橋頭跳車問題。

2.1 氣泡混合輕質土技術的應用流程

1)臺階開挖施工，施工單位需要參照施工方案中尺寸要求進行放樣，首先進行橋頭部位近10 m距離的開挖施工。在橋頭澆筑結束后，再進行遠離橋頭10 m部位的開挖施工。如果施工部位存在陡坡段，施工單位需要確保開挖施工的寬度超過2 m。與此同時，為了保障排水的流暢性，施工單位需要在臺階部位設置相應的排水橫坡，避免氣泡混合輕質土沿著陡坡出現滑移現象，影響其施工效果。排水橫坡傾斜需要控制在1%以內。在機械開挖施工結束之后，施工人員需要對松散基底進行全面的清潔，避免氣泡混合輕質土在澆筑過程中出現下沉問題，保障軟土路基的穩(wěn)定技術施工的安全。

2)預制面板的支立，施工人員需要根據放樣邊線控制樁點的位置，利用角鋼作為豎向支撐的連接部位，按照6 cm的厚度進行水泥預制塊砌筑豎向側墻的施工，應用預制塊中的預埋鋼筋和角鋼進行連接，并利用水泥凈漿將相鄰預制塊間的縫隙進行填充，確保預制面板側模作用的充分發(fā)揮，在實際施工過程中，側墻的高度會在氣泡混合輕質土的澆筑過程中不斷增加，施工人員需要確保過程中不出現錯臺或者漏漿問題，以此提升預制面板的平整度及整潔度。

3)鋪筑碎石底層及土工布，在臺階開挖及預制面板支立施工結束后，施工單位需要鋪筑厚度為30 cm的碎石墊層，采取人工攤鋪的方式，保障碎石墊層的平整度。在該項目中，施工單位選擇的碎石規(guī)格在1 cm～3 cm之間，含泥量也符合施工標準要求。在碎石底層鋪筑完成后，需要在其頂底、側面和斜坡面進行土工布的鋪設，要求相鄰土工布間的搭接寬度超過10 cm，并在氣泡混合輕質土的頂層進行1 m左右的反包處理，保障施工的質量。

4)拌合并運輸氣泡混合輕質土，施工人員需要嚴格按照氣泡混合輕質土的配合比進行氣泡混合輕質土的拌合，利用發(fā)泡槍進行壓縮空氣、稀釋水以及發(fā)泡劑的混合，形成施工所需的氣泡；利用攪拌機將水泥、水以及外加劑拌合為水泥漿；最后將氣泡和水泥漿進行混合，形成氣泡混合輕質土，由高壓泵進行輸送，進行下一步的澆筑施工。在拌合過程中，施工人員主要通過容重的控制，來保障氣泡混合輕質土的強度。通常來說，用于臺背回填施工的氣泡混合輕質土容重在5 kN/m3左右，設計強度在0.8 MPa左右。在上述工程施工中，施工單位采用蛇形泵及承壓膠管完成氣泡混合輕質土的運輸，泵送距離最高可達500 m。但是根據施工現場的實際狀況，氣泡混合輕質土的泵送距離在200 m以內。

5)氣泡混合輕質土的澆筑，在澆筑過程中，氣泡混合輕質土需要在路堤縱向10 m的位置，進行橫向沉降縫的設置，沉降縫的寬度為2 cm，通過夾板進行沉降縫的填充。在路堤底面縱向部位，施工單位需要采用分段施工方法，將施工部位進行臺階狀連接，臺階具體的位置和高度由設計圖決定。路堤底面橫向部位需要設計為水平狀，提高施工的便捷性。與此同時，由于氣泡混合輕質土具有良好的流動性，在施工結束后可以固化，不需要采取振搗或者機械碾壓處理，也不需要進行維護。大量實踐經驗表明，氣泡混合輕質土需要采取分層澆筑施工方式，每一層的澆筑厚度需要控制在0.25 m～0.8 m之間，并且要在天氣晴朗的情況下進行氣泡混合輕質土的澆筑，避免雨天施工，保障氣泡混合輕質土的質量。

2.2 氣泡混合輕質土技術的應用要點

在應用氣泡混合輕質土技術開展臺背回填施工時，施工單位需要注意如下要點，保障臺背回填施工的質量，從根本上杜絕橋頭跳車問題的出現。

1)在氣泡混合輕質土的澆筑過程中，采用分層澆筑方法，并將分層的厚度控制在0.3 m～0.8 m之間，合理控制澆筑的速度，確保氣泡混合輕質土可以在規(guī)定時間內凝固結硬，在一層輕質土凝結后再進行下一層的澆筑；

2)施工單位需要在氣泡混合輕質土的頂層設置鋼筋網，以此提升氣泡混合輕質土的抗裂性能；

3)在氣泡混合輕質土的施工完成后，施工單位對其進行覆蓋處理，覆蓋超過20 cm的覆蓋層后，才可以允許車輛或者施工機械通過[2]。

最為重要的是，施工單位需要根據施工現場的實際狀況，進行氣泡混合輕質配合比的設計。在臺背回填施工開展之前，施工單位需要安排試驗人員進行配合比設計，確保氣泡混合輕質土符合施工的要求。基于本文分析的臺背回填，施工單位采用的氣泡混合輕質土配合比如下：設計強度超過0.8 MPa、水泥采用350 kg/m3、水采用215 kg/m3、氣泡體積為672.1 L/m3、濕密度為598.6 kg/m3。

2.3 輕質填土橋臺和普通填土橋臺的對比

為了明確氣泡混合輕質土的優(yōu)勢，筆者將工程中施工的輕質填土橋臺和普通填土橋臺進行了對比分析。兩處橋臺與路基連接處附近的軟基深度接近，橋臺兩側的地質情況和填土高度基本相同。筆者在普通填土橋臺和輕質填土橋臺中分別選擇了三個代表性的觀測點，進行沉降量及土壓力的檢測。施工后三個多月的時間里累計沉降量數據統(tǒng)計結果表明，普通填土橋臺的沉降量為252 mm，248 mm，250 mm，其平均沉降量為250 mm，且有繼續(xù)沉降的趨勢；輕質填土橋臺的沉降量為32 mm，32 mm，31 mm，其平均沉降量為32 mm,且基本處于沉降穩(wěn)定狀態(tài)。普通填土橋臺的土壓力為0.035 MPa，0.036 MPa，0.036 MPa，其平均沉降量為0.036 MPa；由于氣泡混合輕質土固化后能夠自立，輕質填土橋臺在靜態(tài)荷載作用下的土壓力基本趨近于0。由此可以看出，輕質填土橋臺的性能更為突出。

另外，在傳統(tǒng)的施工工藝中，普通填土橋臺需要對軟土地基進行處理，還需要分層填筑，碾壓，檢測等，施工流程較為復雜，整個施工工期約為45 d～50 d；輕質填土橋臺的施工原料為粉煤灰等工業(yè)廢渣，只需要對地基進行簡單處理，施工工期僅為15 d左右，大幅度節(jié)約了施工工期。采用輕質填土橋臺比普通填土橋臺的直接工程費用稍微高一些，但從長遠來看，可降低軟基路段由于工后沉降帶來的高昂維護費用，同時可降低車輛的磨損，提高行車的舒適性和安全性等。由此可以看出，氣泡混合輕質土技術值得推廣應用。

3 結語

在道路橋梁軟土路基段施工中，和普通填土橋臺相比，輕質填土橋臺在沉降量及土壓力方面存在顯著優(yōu)勢。通過本文的分析可知，在橋梁臺背回填施工中，施工單位需要注重氣泡混合輕質土的應用，按照規(guī)范流程進行氣泡混合輕質土的施工，并確保氣泡混合輕質土配合比的科學性及合理性，切實發(fā)揮出氣泡混合輕質土在解決橋頭跳車問題方面的優(yōu)勢。