氣泡混合輕質土在臨近既有高速公路橋樁施工中的應用

胥德懷 楊衛峰 楊天俠

（中鐵十二局集團有限公司 山西太原 030024）

氣泡混合輕質土在臨近既有高速公路橋樁施工中的應用

胥德懷 楊衛峰 楊天俠

（中鐵十二局集團有限公司 山西太原 030024）

本文結合具體工程實例，介紹了氣泡混合輕質土在臨近既有高速公路橋樁施工中的應用,氣泡土因其自重較輕，施工時無需碾壓，可大幅降低填土荷載，減少對臨近橋樁的不利影響，且工后沉降小，應用前景廣闊。

氣泡土；臨近橋樁；施工工藝

1 工程概況

某高速公路互通A匝道在AK0+390～AK0+450段下穿主線高架橋，匝道左側距離高架橋右線1號樁僅0.65m，右側距離高架橋左線2號橋樁約2.0m，橋樁附近路基填土高2～4m，該段路基最高填土約5.8m。常規的路基填土方案可能會對橋樁造成不利影響，主要有：

⑴因承臺兩側堆土的不平衡性，會導致樁側土體產生沉降，樁基摩擦力減小，甚至引起局部的負摩擦力，負摩擦力會引起樁身的局部拉應力，影響樁身的耐久性；

⑵樁身周圍土體收到填料自重及施工碾壓產生的附加應力會產生側向變形，導致樁基側向受推，由于本橋樁是群樁且下端嵌入巖體錨固，在橫向推力作用下樁身會產生較大彎矩，導致橋墩產生背離填土方向的位移。

為保證既有橋梁安全性，該段路基采氣泡混合輕質土填筑。

圖1 氣泡混合輕質土路基填筑平面圖

2 主要技術標準

氣泡混合輕質土具有優良的物理力學性能，是一種含有大量均勻氣孔的新型輕質填土材料。本項目采用氣泡混合輕質土技術參數如下：

容重：不大于6.5kN/m 。

設計無側限抗壓強度：不小于1.0MPa。

流動度：180±20mm。

采用如下配合比：

表2 采用配合比

3 施工工藝

3.1 發泡、拌合

氣泡混合輕質土的制作程序如下圖所示，將起泡劑和水按一定比例連續制成稀釋液加入發泡裝置，將產生的氣泡群迅速與水泥漿混合，充分攪拌而成。氣泡群密度應為48-52kg/m3，氣泡量是影響氣泡土輕質性和流動性的關鍵因素，攪拌過程中部分氣泡會消解，消解量的大小主要與發泡劑種類有關，所以要通過試攪拌確定消泡比率。

圖2 氣泡混合輕質土制作流程

3.2 泵送

攪拌成型后的氣泡土應盡量避免受到振動或沖擊，以免氣泡群消解，施工一般采用泵送，一級泵送距離可達500m。施工前應進行現場勘查，泵管布設時盡量采用直線或大半徑曲線，減少急彎，必要時可采用輔助措施跨越障礙物，同時加強泵管轉彎及變坡點處接頭檢查和緊固工作，確保接口平滑，減緩管道跳動。

3.3 澆筑

面板宜采用水泥混凝土預制板，強度等級不低于C25，面板之間的接縫、面板與地基之間要填充密實，避免漏漿。

氣泡土施工時自動密實，無需振搗和碾壓。泵送管出口應與澆筑面保持水平，不宜采用噴射方式澆筑，以免混入新氣泡；也不宜沒入澆筑面過深，避免氣泡群壓縮、消解。

圖1 ：氣泡土澆筑示意圖

考慮到當地施工溫度在25℃～32℃之間，為了保證氣泡混合土的強度和整體性，一次施工厚度不超過1m，最小施工厚度不小于0.25m，澆筑時水平分層分塊澆筑，每層澆筑的時間間隔大于24h。

4.4 縱橫坡調整

因氣泡土流動性大，澆筑過程無法調整縱橫坡，澆筑前應充分考慮澆筑區段劃分及固化臺階設置，最后采用底基層材料調整。

4.5 養護

氣泡混合輕質土澆筑完成后，如氣候炎熱干燥，土體水分會過快蒸發會產生較大的收縮變形，出現干縮裂紋，所以澆筑完成后應立即對澆筑面覆蓋塑料薄膜或土工布保濕養生，養生時間不宜少于7d。

4.6 沉降縫的設置

填筑體長度超過15m時，應按10m～15m間距沿全斷面設置沉降縫，縫寬不宜小于10mm。填縫材料宜選用聚苯乙烯板或瀝青木板，并與面板及基礎預留沉降縫位置一一對應。

4.7 固化后的質量管理

氣泡混合輕質土固化后的質量管理，需確認28d無側限抗壓強度是否達到設計標準。但因為試驗結果需要28d后才能得到，多數工程28d后已經完工，要確認其強度并不簡單。因氣泡混合輕質土7d無側限抗壓強度與28d強度具有良好的線性關系，可以根據7d的無側限抗壓強度來判斷28d強度。其經驗公式如下：

qu28≈2.33q7（線性倍率為2.33，實際施工中通常取2）

5 施工效果

對施工后的氣泡混合輕質土路基進行沉降觀測，工后140d沉降已趨于穩定，最大沉降量僅為8mm，滿足設計及規范要求。在施工過程中，對臨近的既有高速公路橋墩位移經行觀測，當氣泡土填筑完成后，最大水平位移小于1mm，順利完成施工任務。

6 結語

在高速公路建設中，受征地及場地空間等多方面影響，選線時從臨近既有構造物旁穿越經常無法避免，氣泡土在臨近既有構造物施工中具有如下特點：⑴重量輕，無需碾壓，極大減輕了地基附加應力，工后沉降小；⑵自立性好，可垂直填筑，節約用地，適合狹窄場地施工；⑶泵送距離遠，制作點與施工點可分離布設，便于施工組織。

[1]CJJ/T 177-2012 氣泡混合輕質土填筑工程技術規程[M]，北京住房和城鄉建設部發布，2012

[2]楊帆，輕質氣泡土在羅長高速公路馬尾互通匝道橋臺臺背軟基處理中的應用[J],福建交通科技，2014

[3]吳亞男，側向填土對橋梁高墩下部結構影響分析[J]，公路交通科技，2015

[4]段紹團，氣泡輕質土在公路工程中的應用及其經濟效益[J]，山西建筑，2011

[5]風龍，淺談氣泡混合輕質土的特點和在工程施工中的應用[J]，施工技術，2015

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1007-6344（2017）01-0039-02

胥德懷，1990年2月25日，男，甘肅靜寧，本科，助理工程師，巖土工程，鐵道工程，中鐵十二局集團有限公司，030024