橋涵臺背泡沫輕質土回填施工技術應用

施 德 （安徽水利開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233010）

1 引言

當前，公路建設中，橋涵臺背回填基本上采用改善土或透水性材料（多為砂礫石或碎石）回填，施工工序為層層碾壓、夯實（邊角處）密實，需要投入大量的人力配合機械設備施工，且質量難以控制，工后普遍存在由于不均勻沉降導致的橋（涵）頭跳車現象。泡沫輕質土回填施工技術不僅節(jié)約了人力和物力，保證了施工質量，且大大縮短了工期，為后期類似項目的橋涵臺背回填提供了寶貴施工經驗，應用前景廣闊。

2 工法特點

①泡沫土具有輕質、低彈減震、保溫、隔熱、防腐、自密實等特性。

②施工設備單一，可在狹小的空間內施工；結合泡沫輕質土自流平的特性，填充自密實，無需振搗碾壓，施工便捷。

③采用泡沫輕質土施工，其性能穩(wěn)定，施工簡便，無需振搗及壓實等工藝減少人為因素影響，質量可靠，成型后的實體整體性強，工后沉降小，不易跳車。

④泡沫水泥輕質土所需原料為水泥和發(fā)泡劑，發(fā)泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質，避免了環(huán)境污染。

3 適用范圍

泡沫輕質土作為一種輕質、高強、環(huán)保性材料，其應用范圍十分廣泛，主要適用于橋涵臺背回填、墻背回填、管線回填、貧混凝土填層、作夾芯構件等。

4 工藝原理

使用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與必需組分水泥基膠凝材料、水、及可選組分集料、摻和料、外加劑按照一定比例攪拌，并經過物理化學作用硬化形成的一種輕質材料——泡沫輕質土。然后將其填充于橋涵臺背處，與常規(guī)的填土或碎石相比，該材料具有輕質、密度和強度可調、良好的施工性和環(huán)保性等特點。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

圖1 泡沫輕質土施工流程圖

圖2 泡沫輕質土拌合工藝流程圖

5.2 操作要點

5.2.1 施工準備

①機械設備調試

泡沫輕質土的制作設備的物理發(fā)泡裝置，應采用壓縮空氣與發(fā)泡劑稀釋液混合的方式生成泡沫。嚴禁攪拌發(fā)泡形成泡沫；物理發(fā)泡裝置應能穩(wěn)定的生成泡沫，并準確控制泡沫重度。

其設備計量系統應通過檢測機構標定，確保設備的各項性能完好，滿足施工要求。設備的生產能力和設備性能應滿足連續(xù)作業(yè)要求，發(fā)泡劑、水泥、水、外加劑和外摻料等計量精度應不大于±2%。

新拌泡沫輕質土采用配管泵送，管道鋪設宜保持水平順直。泵送水平距離不應大于500m，垂直高度不應大于30m，當泵送超過上述范圍時，應采用泡漿分離中繼泵送的方法，在澆筑部位200m內的位置進行泡漿混合繼續(xù)泵送。

②材料進場及檢驗

原材料進場后，應按規(guī)定抽樣復檢，不得在工程中使用不合格材料。材料存放滿足取用方便，做好防雨、防潮、防暴曬等相關措施工作，使其不至變質降低材料使用性質。

不同品種、規(guī)格、等級、廠家、產地、出廠日期的原材料不得混存、混用。

5.2.2 基坑清理及模板安裝

①待施工的涵臺處，在其準備附近進行場地平整，場地內做好防排水工作避免積水對機械和材料造成不利影響。場地大小能滿足一體機和水泥和發(fā)泡劑存放和操作手操作要求即可，具體視臺背材料用量的大小而定。做好施工電源、用水、便道的準備。

②在澆筑泡沫混凝土之前應做好基底防、排水工作，坑槽開挖好后應在最低處開挖寬度不超過1m的泄水口，防止槽內積水。

③清理施工區(qū)域基坑底部積水，雜物，保證在澆注時基坑底部無雜物、無積水。做好基層清潔，不能有油污，浮漿，殘灰及雜物等。

④施工前做好施工區(qū)域的清理工作，確保澆注施工無障礙，保證施工期滿足環(huán)保要求。當在地下水位以下澆筑時，應有降水措施，嚴禁在基底積水的狀態(tài)下建筑施工。

⑤作業(yè)層的隱蔽驗收手續(xù)要辦好。

⑥施工前應復合±50cm水平控制墨線。施工過程中，不允許有其他工種在場穿插進行施工。

⑦模板安裝應拼接緊密，不應漏漿，模板表面宜涂刷隔離劑。泡沫輕質土所用金屬網不得有明顯銹跡，金屬網在變形縫位置應斷開鋪設，不得露出泡沫輕質土表面。泡沫輕質土澆筑體宜設置防水土工膜，且應避免刺破。

5.2.3 泡沫輕質土的拌合

①拌合水泥漿液

打開設備攪拌機開關，設備自動上水，水量達到時按照配合比計算所需的水泥量進行水泥加入，邊加入水泥遍攪拌直至水泥漿液拌合均勻無結塊。

②稀釋漿液制作

打開設備造泡機開關，設備自動上水，邊上水邊加入發(fā)泡劑在造泡機內制成發(fā)泡劑稀釋液，為便于得到合適的泡沫，需將按照發(fā)泡劑的稀釋倍率通過計算確定加入單位水質量的發(fā)泡劑量。

③泡漿混合

漿制備好的水泥漿和稀釋劑泵入泡漿攪拌裝置中，進行混合形成泡沫輕質混凝土漿。隨后通過泵送管道送入澆筑斷面成型。

5.2.4 泡沫輕質土的澆筑成型

①泡沫輕質土必須按一定的厚度分層澆注，當下填筑層終凝后方可進行上填筑層填筑。分層厚度一般控制在30～80cm，太薄不利于單層泡沫輕質土的整體性，太厚容易引起下部泡沫輕質土中的氣泡壓縮影響容重，同時對施工操作帶來不便。泡沫輕質土填筑每工作面間隔14h澆注1層為宜，適當控制豎向填筑速度。

②當填筑面積較大，在泡沫輕質土初凝前不能完成整層填筑時，必須分塊。分塊面積的大小應首先參考沉降縫位置，根據泡沫輕質土的初凝時間、設備供料能力以及分層厚度確定（縱向填筑分塊5～15m為易，橫向澆注寬度大于15m也應進行分塊）。

③填筑施工過程中要避免過度振動，泵送管出口應始終與填筑面保持水平，避免消泡和材料離析現象發(fā)生。圖2、圖3列出了施工中可能出現的三種填筑方式。其中，方式A為正確方式，方式B和方式C為不正確方式，施工時應避免。

圖3 泡沫輕質土施工填筑方式對比圖

5.2.5 泡沫輕質土的養(yǎng)護

①泡沫輕質土每層澆筑完畢終凝后，應立即覆蓋塑料薄膜或土工布灑水保濕養(yǎng)護，防止水份散發(fā)過快，引起收縮裂縫。灑水次數應能保持泡沫輕質土處于濕潤狀態(tài)，防止失水和過量水浸泡。養(yǎng)護用水應與拌制用水相同。冬季施工不宜灑水養(yǎng)護。

②泡沫輕質土澆筑體養(yǎng)護時間不應少于7d。對摻有礦物摻合料的輕質土澆筑體，其養(yǎng)護時間不應少于14d。

③禁止直接在泡沫輕質土表面停滯機械、車輛或堆壓雜物；泡沫輕質土表面澆筑層強度≥0.4MPa或路床彎沉滿足設計要求時，應先在其表面鋪設一層厚度不小于200mm的覆蓋層，方可在其表面行駛施工作業(yè)車輛或工程機械。

6 材料

6.1 水泥

采用P.O42.5的硅酸鹽水泥。水泥進場必須分廠家，按批、按品種分類堆放，并且必須有出廠合格證明及試驗資料。嚴禁使用超期和受潮結塊的水泥。

6.2 發(fā)泡劑

采用無污染的HT復合發(fā)泡劑，材料應有出廠合格證，出廠性能報告，產品使用說明等。

6.3 外加劑

外加劑應符合《混凝土外加劑》（GB 8076）的規(guī)定。

6.4 水

井水(淡水)。應符合JGJ 63規(guī)定，不含有影響泡沫穩(wěn)定性、水泥強度及耐久性的有機物、油垢等雜質。

7 質量控制

①泡沫輕質土在施工過程中，應分別對產品的濕密度、流值、力學性能試驗，取樣檢測，檢測結果不合格，不進行下一道工序施工。

②泡沫輕質土硬化后，應分別對頂面高程、平面位置、平面尺寸進行檢測，檢測結果不合格，不進行下一道工序施工。

③施工中對現澆泡沫輕質土的氣泡容重、濕容重、流值嚴格控制，確保工程質量。

④泡沫輕質土由于其強度較混凝土低得多，且采用垂直填筑，回填時應注意泡沫輕質土強度＜0.6 MPa時，禁止回填普通土。

使用STLINK 作為仿真器，當LDC1000 檢測到存在金屬或硬幣時，它會比較檢測到的數據。然后，在軟件中設置改變閾值以區(qū)分和識別導線和硬幣的閾值，并且設置硬幣閾值是700。

⑤泡沫輕質土澆注完成后7d內，嚴禁直接在泡沫輕質土頂面行駛車輛和其他施工機械。

8 安全措施

①對進場的各類機械設備進行驗收，并向操作工人進行詳細的安全技術交底、培訓，使其熟練掌握各種機械性能及操作規(guī)程。

②所有機具運至施工現場后，應由專業(yè)電工進行檢測、調試、確定無故障后，方可進行施工；專用機具必須設置專用的配電箱。

③施工用電必須符合要求，必須架空，不得隨意拖地，架空時不得使用金屬作桿件，應采用三相五線制。

④空氣壓縮機購買時應按使用規(guī)格購買，不得使用大容量，大功率的空壓機。

⑤進場工人必須統一穿工作服，配好安全帽。在加發(fā)泡劑時應戴好橡膠手套，盡量做到不直接與皮膚接觸。

⑥若在施工過程中發(fā)泡劑的泡沫噴到工人頭部或不小心手或腳等部位沾污發(fā)泡劑時，應立即用清水沖洗。

⑦對發(fā)泡劑的搬運及使用需注意：搬運、使用作業(yè)場地必須通氣，搬運、使用過程中作業(yè)人員必須使用防護工具，防止直接接觸，避免發(fā)泡劑接觸強酸化劑；搬運或使用后，作業(yè)人員必須清洗手部和臉部；發(fā)泡劑必須存放在通氣良好的場所。

9 環(huán)保措施

①加強施工人員環(huán)保及文明施工意識，組織學習文明施工條例及有關常識，進行崗前教育。

②施工現場采用封閉式管理，四周采用通透式圍欄維護，并在相關部位設置明顯的標牌，警示標志等。施工場地各類材料按照指示標牌分類堆放，做到井然有序。

③施工現場設置沉淀池等污水處理系統，避免施工污水直接排到地方水系中，施工期間注意節(jié)約水資源，避免浪費。

④場地內設置垃圾池，回收各類建筑垃圾。定期安排工人進行垃圾的清理及處理工作。

⑤配備專用灑水車，每天定時對施工區(qū)域及施工便道進行灑水，防止揚塵。

⑥合理安排作業(yè)時間，避免在夜間施工，減少噪音污染，做到文明施工，環(huán)保施工。

10 結束語

通過采用本施工技術組織橋涵臺背回填施工，不僅有效提高了施工進度，而且保證了工程質量。因泡沫輕質土的良好性能，其在公路、鐵路、橋梁等基礎設施建設、地質環(huán)境治理、建筑基坑回填、建筑節(jié)能等各個領域均有廣泛應用，具有良好的經濟效益和社會效益，在公路工程建設中具有廣泛的應用前景。