橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土技術(shù)應(yīng)用

范海波

（北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100022）

0 引言

采取泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)進(jìn)行橋梁臺背回填的過程中，施工單位一定要對泡沫輕質(zhì)土的主要特征及其技術(shù)優(yōu)勢做到足夠明確，然后以工程概況為依據(jù)，合理應(yīng)用此項施工技術(shù)，包括基槽開挖和降水技術(shù)，澆筑區(qū)域和澆筑層劃分技術(shù)，混凝土保護(hù)面板制作和安裝技術(shù)，泡沫輕質(zhì)土制作技術(shù)，泡沫輕質(zhì)土澆筑技術(shù)，以及成品保護(hù)技術(shù)等，同時應(yīng)采取合理的措施進(jìn)行施工質(zhì)量控制。這樣才可以充分發(fā)揮泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)的優(yōu)勢，保證橋梁臺背回填施工效果，滿足橋梁工程的實際建設(shè)及應(yīng)用需求。

1 工程概況

某公路橋梁工程項目的總長度是1km，原來為雙向四車道形式，其路基寬度是26m。為適應(yīng)該公路橋梁工程的實際交通需求，現(xiàn)需要將其擴(kuò)建為雙向六車道形式，其路基寬度需要拓展到34.5m。施工過程中，為有效避免橋頭跳車問題，管理單位和施工單位共同研究之后，決定采取泡沫輕質(zhì)土對其橋梁臺背進(jìn)行回填施工。表1 為該公路橋梁工程橋梁臺背填筑施工中的泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)參數(shù)。

表1 橋梁臺背填筑施工中的泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)參數(shù)

2 泡沫輕質(zhì)土特征及其技術(shù)優(yōu)勢

2.1 泡沫輕質(zhì)土

所謂泡沫輕質(zhì)土，是指通過物理方法，先用發(fā)泡劑水溶液進(jìn)行泡沫制備，再將其同水、水泥基膠凝材料、摻和料、組分集料、外加劑等必須組分按照一定比例混合到一起并進(jìn)行攪拌，最后使其在物理化學(xué)作用下硬化，形成輕質(zhì)填充材料。就本質(zhì)而言，泡沫輕質(zhì)土屬于加氣混凝土的一種，也是一個特殊的加氣混凝土品種[1]。在當(dāng)前的公路橋梁建筑工程中，泡沫輕質(zhì)土具有較為廣泛的用途和明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，尤其是在公路橋梁的臺背填充施工中，其應(yīng)用優(yōu)勢更是十分顯著。合理應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)，不僅可以有效保證橋梁臺背填充施工質(zhì)量，也可以進(jìn)一步提升其整體結(jié)構(gòu)性，能夠更好地滿足公路橋梁工程的實際建設(shè)及應(yīng)用需求。

2.2 泡沫輕質(zhì)土特征

就目前公路橋梁臺背填充施工中所應(yīng)用的泡沫輕質(zhì)土來看，其主要特征包括以下幾個方面：第一，質(zhì)量輕。因為泡沫輕質(zhì)土的內(nèi)部被很多氣泡均勻填充，所以其整體質(zhì)量較輕，且能夠根據(jù)實際施工要求調(diào)整重量，應(yīng)用起來較為靈活。第二，密度和強(qiáng)度均可調(diào)節(jié)。在采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行橋梁臺背填充施工時，施工單位可根據(jù)實際需求調(diào)節(jié)其密度和強(qiáng)度，以此確保應(yīng)用效果。第三，施工便捷。泡沫輕質(zhì)土主要通過輸送泵來運(yùn)輸和澆筑，其施工技術(shù)簡單、便捷，輸送和施工速度也很快，且對施工環(huán)境沒有過高要求，即使是在一些比較狹小的空間，也可以順利運(yùn)輸和澆筑，這樣可在提升施工效率的同時降低工程成本，實現(xiàn)建設(shè)效果與施工單位經(jīng)濟(jì)效益的雙提升。第四，強(qiáng)度高。泡沫輕質(zhì)土自身具有較高的強(qiáng)度，在施工中可以垂直填筑，這樣可以降低整體橋梁臺背所受壓力，有效降低橋頭跳車問題發(fā)生概率，為交通安全提供有效保障。

2.3 泡沫輕質(zhì)土技術(shù)在橋梁臺背回填中的主要應(yīng)用優(yōu)勢

泡沫輕質(zhì)土技術(shù)在橋梁臺背回填中的主要應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，可減輕地基的附加應(yīng)力。相較于普通的回填土，泡沫輕質(zhì)土的容量僅占其1/3～1/2。通過泡沫輕質(zhì)土對橋梁臺背進(jìn)行過渡回填處理之后，其地基附加應(yīng)力會比普通回填土回填之后的附加應(yīng)力小很多，這樣便可顯著降低施工后的沉降量。第二，可使橋臺與路基之間實現(xiàn)剛?cè)徇^渡，相較于其他形式的臺背填充材料，泡沫輕質(zhì)土具有更高的強(qiáng)度和更低的壓縮性，且其自身剛度也很大。因此，通過泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行橋梁臺背回填，可有效緩解橋臺和臺背之間的剛?cè)嵬蛔兦闆r，進(jìn)而有效避免橋頭跳車問題[2]。

3 泡沫輕質(zhì)土技術(shù)在橋梁臺背回填中的具體應(yīng)用

3.1 基槽開挖和降水

在橋梁臺背基坑開挖前，施工單位首先要做好測量放線工作，使基坑高程和平面部位等參數(shù)與實際工程要求相符。然后以基坑的設(shè)計尺寸為依據(jù)，合理確定其開挖斷面形式，并通過檢測確定具體的承載力參數(shù)，使其滿足實際工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在基槽開挖施工中，施工單位一定要保證支護(hù)施工效果，以此確?；鄣姆€(wěn)定性。如果施工位置具有較為豐富的地下水，則可以通過防水混凝土材料進(jìn)行處理，以免地下水在毛細(xì)或凍融作用下?lián)p壞泡沫輕質(zhì)土。在此過程中，施工單位也要在現(xiàn)場建立合理的排水結(jié)構(gòu)，防止浸水引起的基槽缺陷，有效保證基槽開挖施工質(zhì)量，為后續(xù)施工奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.2 澆筑區(qū)域和澆筑層劃分

由于橋梁臺背回填施工中泡沫輕質(zhì)土的施工量很大，因此在具體施工中，泡沫輕質(zhì)土本身的質(zhì)量、澆筑施工中形成的水化熱以及高溫條件等都會對其工程質(zhì)量產(chǎn)生較大影響?；诖?，在橋梁臺背泡沫輕質(zhì)土填筑施工之前，施工單位一定要根據(jù)實際工程情況合理劃分澆筑區(qū)域及澆筑層，并通過分區(qū)、分層的施工方式進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆筑施工。該工程中，施工單位首先按照工程設(shè)計圖紙對泡沫輕質(zhì)土的澆筑區(qū)域進(jìn)行了科學(xué)劃分，在每一個澆筑區(qū)域，將各層泡沫輕質(zhì)土的澆筑厚度控制在0.5～1m，同時保證單層厚度的泡沫輕質(zhì)土澆筑在初凝前完成，有效保證泡沫輕質(zhì)土澆筑施工質(zhì)量[3]。

3.3 混凝土保護(hù)面板預(yù)制和安裝

由于泡沫輕質(zhì)土具有很好的流動性，所以在填筑施工中，為避免漏漿情況，需緊密拼接保護(hù)面板，以保證澆筑施工效果。按照該工程的實際需求，保護(hù)面板結(jié)構(gòu)采用的是C30 混凝土材料，面板長度是90cm，寬度是30cm，厚度是4cm。由于設(shè)計厚度較小，所以在具體施工中，考慮到實際應(yīng)用需求，特選擇細(xì)石混凝土材料制作保護(hù)面板。預(yù)制過程中，施工人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計方案設(shè)置預(yù)埋鋼筋，以此確?；炷帘Ｗo(hù)面板的后續(xù)安裝質(zhì)量。施工中，主要采用平板振搗器進(jìn)行振搗，在此過程中，需確保振搗的均勻性，不可出現(xiàn)漏振和過振等情況。尤其是邊角位置，更應(yīng)做到均勻振搗。同時應(yīng)密切關(guān)注混凝土保護(hù)面板的密實度，在密實度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)之后，振搗施工應(yīng)立即停止，并用塑料薄膜做好其表面的覆蓋工作，防止混凝土保護(hù)面板在溫濕度影響和風(fēng)干作用下出現(xiàn)裂縫[4]。完成混凝土保護(hù)面板覆蓋養(yǎng)護(hù)后，需要通過運(yùn)輸車將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，并嚴(yán)格按照工程設(shè)計要求進(jìn)行拼裝。拼裝過程中，需確保各個保護(hù)面板之間的緊密性，避免漏漿，確保泡沫輕質(zhì)土澆筑施工質(zhì)量。

3.4 泡沫輕質(zhì)土制作

泡沫輕質(zhì)土的制作工藝包括以下幾個要點：第一，通過壓縮空氣以及發(fā)泡劑制作泡沫，制作過程中不可攪拌泡沫，發(fā)泡率需要嚴(yán)格按照實際工程設(shè)計要求來設(shè)置，以此確保后續(xù)施工質(zhì)量。第二，需要分別制作水泥漿及泡沫輕質(zhì)土，且要采用專用的水泥漿車運(yùn)輸水泥漿，以免兩種不同材料混合，影響施工效果。第三，在泡沫輕質(zhì)土制作設(shè)備的選擇上，要選用具備自動計量功能的。具體的材料制備過程中，需根據(jù)實際需求合理調(diào)節(jié)流量，使其與實際工程設(shè)計相符。第四，制作過程中，一定要控制好泡沫輕質(zhì)土的攪拌時間，該工程中，攪拌時間控制在2h 以內(nèi)。

3.5 泡沫輕質(zhì)土澆筑

采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行橋梁臺背填充施工時，需要合理應(yīng)用澆筑施工技術(shù)，這樣才可以有效保證橋梁臺背填充施工效果，為整體公路橋梁工程施工質(zhì)量提供保障。泡沫輕質(zhì)土的澆筑施工要點包括以下幾個方面：第一，施工過程中，需嚴(yán)格按照設(shè)計要求控制好單層泡沫輕質(zhì)土的澆筑厚度，在同一個區(qū)段，其上下兩個相鄰澆筑層的施工間隔時間也應(yīng)該控制在合理范圍內(nèi)，具體間隔時間需要根據(jù)施工期間的實際氣溫來確定[5]。第二，對于每一個分區(qū)，在澆筑之前，都應(yīng)該將混凝土保護(hù)面板安裝牢固，并通過塑料布做好密封處理，有效避免泡沫輕質(zhì)土沿保護(hù)面板縫隙滲流。第三，在對單個澆筑區(qū)域進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆筑施工時，每一個澆筑層的澆筑時間都不應(yīng)超過水泥漿的初凝時間，上一個澆筑層完成初凝之后，才可以進(jìn)行下一個澆筑層的澆筑施工。第四，泡沫輕質(zhì)土的澆筑應(yīng)盡量沿著澆筑區(qū)域的長軸方向，從一端朝另一端進(jìn)行施工，如果應(yīng)用的澆筑管超過1 條，可從一端開始，并排朝另一端澆筑；也可以通過對角澆筑的形式進(jìn)行施工。第五，在泡沫輕質(zhì)土澆筑施工中，如果其澆筑管需要移動，則一定要沿其放置的方向前后移動，不可左右移動；如果因特殊情況需要左右移動，則需要盡量將澆筑管提出到已經(jīng)澆筑的泡沫輕質(zhì)土表面，然后再實施左右移動。第六，在掃平面的過程中，泡沫輕質(zhì)土澆筑口應(yīng)盡可能保持水平，且應(yīng)盡量與正在澆筑的泡沫輕質(zhì)土表面距離近一些。第七，對于已經(jīng)完成澆筑但是并未完全固化的泡沫輕質(zhì)土，施工期間應(yīng)盡量減少或避免在其上走動，以此確保整體質(zhì)量。表2為該公路橋梁工程臺背填充施工中泡沫輕質(zhì)土澆筑施工技術(shù)參數(shù)控制情況。

表2 泡沫輕質(zhì)土澆筑施工技術(shù)參數(shù)控制情況

3.6 成品保護(hù)

在泡沫輕質(zhì)土澆筑施工完成后，需要做好成品養(yǎng)護(hù)工作，這也是確保技術(shù)應(yīng)用效果、提升整體工程質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，在泡沫輕質(zhì)土澆筑施工完成后，施工單位應(yīng)立即開展成品養(yǎng)護(hù)工作。具體養(yǎng)護(hù)中，主要的技術(shù)措施包括以下幾個方面：第一，當(dāng)泡沫輕質(zhì)土澆筑施工到工程設(shè)計標(biāo)高后，需要將塑料薄膜覆蓋在其表面，以此來進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。針對路床位置的泡沫輕質(zhì)土，在每一層澆筑施工完成后，都需要通過塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，以此確保其保濕養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。完成最后一層泡沫輕質(zhì)土層的澆筑施工之后，需進(jìn)行整體橋梁臺背養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)齡期應(yīng)控制在7d 及以上。第二，完成路基泡沫輕質(zhì)土澆筑施工后，需要在其最后一層強(qiáng)度達(dá)到0.4MPa 及以上的情況下，再進(jìn)行路面施工。施工過程中，為確保路基層養(yǎng)護(hù)效果，不可讓大型機(jī)械設(shè)備直接行走在泡沫輕質(zhì)土結(jié)構(gòu)上，應(yīng)通過邊緣卸料和向中間推平的方式進(jìn)行路面層的碾壓施工[6]。第三，在泡沫輕質(zhì)土結(jié)構(gòu)硬化成型之后，如果其強(qiáng)度沒有達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，則需要繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不可將橋梁工程直接投入使用。第四，完成橋梁臺背的泡沫輕質(zhì)土澆筑施工之后，如果遇到了大雨天氣、暴雨天氣或連續(xù)的小雨天氣，對于沒有固化的泡沫輕質(zhì)土結(jié)構(gòu)，施工單位一定要采取有效的避雨措施，避免其被雨水浸泡。這樣才可以使橋梁臺背填筑中的泡沫輕質(zhì)土成品結(jié)構(gòu)得到有效的保護(hù)，以此確保整體施工質(zhì)量，為后續(xù)的使用安全奠定堅實的基礎(chǔ)。

4 泡沫輕質(zhì)土技術(shù)在橋梁臺背回填中的質(zhì)量控制措施

采用泡沫輕質(zhì)土技術(shù)進(jìn)行橋梁臺背回填施工時，施工單位應(yīng)注意以下幾項質(zhì)量控制要點：第一，采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行橋梁臺背回填之前，要確保橋臺結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，這樣才可以確保整體回填質(zhì)量，避免回填施工對橋臺結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。第二，施工過程中，一定要以橋梁工程中的橋臺、涵洞頂部以及橋涵背后回填壓實度標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，合理控制各項泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)參數(shù)。第三，在泡沫輕質(zhì)土澆筑施工中，一定要確保每一個澆筑層的壓實效果，使每一個泡沫輕質(zhì)土澆筑層的厚度都保持均勻。第四，在具體施工中，應(yīng)盡量選擇大噸位機(jī)械設(shè)備來實施碾壓施工，其間需根據(jù)實際情況控制好其振動力，以免路基結(jié)構(gòu)遭到破壞。第五，施工中，對于壓路機(jī)無法進(jìn)入的位置，可通過沖擊夯的形式來夯擊施工，以此確保泡沫輕質(zhì)土結(jié)構(gòu)的夯實效果。第六，在對泡沫輕質(zhì)土結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓實施工時，其壓實寬度需小于設(shè)計寬度10cm，且需保證每一個泡沫輕質(zhì)土澆筑層的平整度和壓實度都達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，以此確保路拱結(jié)構(gòu)的合理性[7]。第七，在泡沫輕質(zhì)土回填施工范圍內(nèi)，不可進(jìn)行孔眼和腳手架的預(yù)留，同時應(yīng)通過人工補(bǔ)夯的方式，對拐角或回填邊緣位置進(jìn)行進(jìn)一步的壓實處理。第八，在具體施工過程中，施工單位應(yīng)對施工現(xiàn)場周邊環(huán)境做好監(jiān)測，避免施工對周邊環(huán)境造成擾動，并防止周邊環(huán)境對施工質(zhì)量和施工安全造成不良影響。

5 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代公路橋梁建設(shè)施工中，臺背回填是一項至關(guān)重要的施工環(huán)節(jié)。合理應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)，可極大程度地避免橋頭跳車問題，顯著提升實現(xiàn)整體橋梁臺背結(jié)構(gòu)質(zhì)量和性能?；诖?，在此類工程的實際施工中，施工單位一定要結(jié)合具體的工程情況，根據(jù)實際施工要求，合理應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土施工技術(shù)，并控制好各個施工流程與技術(shù)參數(shù)，同時應(yīng)采取合理的措施，為施工質(zhì)量提供保障，在確保交通安全的同時促進(jìn)交通建設(shè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。