橋涵臺背泡沫輕質(zhì)土回填施工技術(shù)應(yīng)用

施 德 （安徽水利開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233010）

1 引言

當(dāng)前，公路建設(shè)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(jī)械設(shè)備施工，且質(zhì)量難以控制，工后普遍存在由于不均勻沉降導(dǎo)致的橋（涵）頭跳車現(xiàn)象。泡沫輕質(zhì)土回填施工技術(shù)不僅節(jié)約了人力和物力，保證了施工質(zhì)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(jīng)驗，應(yīng)用前景廣闊。

2 工法特點

①泡沫土具有輕質(zhì)、低彈減震、保溫、隔熱、防腐、自密實等特性。

②施工設(shè)備單一，可在狹小的空間內(nèi)施工；結(jié)合泡沫輕質(zhì)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(zhì)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(zhì)量可靠，成型后的實體整體性強(qiáng)，工后沉降小，不易跳車。

④泡沫水泥輕質(zhì)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(zhì)，避免了環(huán)境污染。

3 適用范圍

泡沫輕質(zhì)土作為一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、環(huán)保性材料，其應(yīng)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(gòu)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(jīng)過物理化學(xué)作用硬化形成的一種輕質(zhì)材料——泡沫輕質(zhì)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(zhì)、密度和強(qiáng)度可調(diào)、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(zhì)土施工流程圖

圖2 泡沫輕質(zhì)土拌合工藝流程圖

5.2 操作要點

5.2.1 施工準(zhǔn)備

①機(jī)械設(shè)備調(diào)試

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

其設(shè)備計量系統(tǒng)應(yīng)通過檢測機(jī)構(gòu)標(biāo)定，確保設(shè)備的各項性能完好，滿足施工要求。設(shè)備的生產(chǎn)能力和設(shè)備性能應(yīng)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(yīng)不大于±2%。

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

②材料進(jìn)場及檢驗

原材料進(jìn)場后，應(yīng)按規(guī)定抽樣復(fù)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(guān)措施工作，使其不至變質(zhì)降低材料使用性質(zhì)。

不同品種、規(guī)格、等級、廠家、產(chǎn)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(zhǔn)備附近進(jìn)行場地平整，場地內(nèi)做好防排水工作避免積水對機(jī)械和材料造成不利影響。場地大小能滿足一體機(jī)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(zhǔn)備。

②在澆筑泡沫混凝土之前應(yīng)做好基底防、排水工作，坑槽開挖好后應(yīng)在最低處開挖寬度不超過1m的泄水口，防止槽內(nèi)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(dāng)在地下水位以下澆筑時，應(yīng)有降水措施，嚴(yán)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(yīng)復(fù)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(jìn)行施工。

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

5.2.3 泡沫輕質(zhì)土的拌合

①拌合水泥漿液

打開設(shè)備攪拌機(jī)開關(guān)，設(shè)備自動上水，水量達(dá)到時按照配合比計算所需的水泥量進(jìn)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(jié)塊。

②稀釋漿液制作

打開設(shè)備造泡機(jī)開關(guān)，設(shè)備自動上水，邊上水邊加入發(fā)泡劑在造泡機(jī)內(nèi)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(zhì)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(jìn)行混合形成泡沫輕質(zhì)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(zhì)土的澆筑成型

①泡沫輕質(zhì)土必須按一定的厚度分層澆注，當(dāng)下填筑層終凝后方可進(jìn)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(zhì)土的整體性，太厚容易引起下部泡沫輕質(zhì)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(zhì)土填筑每工作面間隔14h澆注1層為宜，適當(dāng)控制豎向填筑速度。

②當(dāng)填筑面積較大，在泡沫輕質(zhì)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(yīng)首先參考沉降縫位置，根據(jù)泡沫輕質(zhì)土的初凝時間、設(shè)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(yīng)進(jìn)行分塊）。

③填筑施工過程中要避免過度振動，泵送管出口應(yīng)始終與填筑面保持水平，避免消泡和材料離析現(xiàn)象發(fā)生。圖2、圖3列出了施工中可能出現(xiàn)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(yīng)避免。

圖3 泡沫輕質(zhì)土施工填筑方式對比圖

5.2.5 泡沫輕質(zhì)土的養(yǎng)護(hù)

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

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

③禁止直接在泡沫輕質(zhì)土表面停滯機(jī)械、車輛或堆壓雜物；泡沫輕質(zhì)土表面澆筑層強(qiáng)度≥0.4MPa或路床彎沉滿足設(shè)計要求時，應(yīng)先在其表面鋪設(shè)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(jī)械。

6 材料

6.1 水泥

采用P.O42.5的硅酸鹽水泥。水泥進(jìn)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(yán)禁使用超期和受潮結(jié)塊的水泥。

6.2 發(fā)泡劑

采用無污染的HT復(fù)合發(fā)泡劑，材料應(yīng)有出廠合格證，出廠性能報告，產(chǎn)品使用說明等。

6.3 外加劑

外加劑應(yīng)符合《混凝土外加劑》（GB 8076）的規(guī)定。

6.4 水

井水(淡水)。應(yīng)符合JGJ 63規(guī)定，不含有影響泡沫穩(wěn)定性、水泥強(qiáng)度及耐久性的有機(jī)物、油垢等雜質(zhì)。

7 質(zhì)量控制

①泡沫輕質(zhì)土在施工過程中，應(yīng)分別對產(chǎn)品的濕密度、流值、力學(xué)性能試驗，取樣檢測，檢測結(jié)果不合格，不進(jìn)行下一道工序施工。

②泡沫輕質(zhì)土硬化后，應(yīng)分別對頂面高程、平面位置、平面尺寸進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果不合格，不進(jìn)行下一道工序施工。

③施工中對現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土的氣泡容重、濕容重、流值嚴(yán)格控制，確保工程質(zhì)量。

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

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

⑤泡沫輕質(zhì)土澆注完成后7d內(nèi)，嚴(yán)禁直接在泡沫輕質(zhì)土頂面行駛車輛和其他施工機(jī)械。

8 安全措施

①對進(jìn)場的各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行驗收，并向操作工人進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底、培訓(xùn)，使其熟練掌握各種機(jī)械性能及操作規(guī)程。

②所有機(jī)具運至施工現(xiàn)場后，應(yīng)由專業(yè)電工進(jìn)行檢測、調(diào)試、確定無故障后，方可進(jìn)行施工；專用機(jī)具必須設(shè)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(yīng)采用三相五線制。

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

⑤進(jìn)場工人必須統(tǒng)一穿工作服，配好安全帽。在加發(fā)泡劑時應(yīng)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(yīng)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(hù)工具，防止直接接觸，避免發(fā)泡劑接觸強(qiáng)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(qiáng)施工人員環(huán)保及文明施工意識，組織學(xué)習(xí)文明施工條例及有關(guān)常識，進(jìn)行崗前教育。

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

③施工現(xiàn)場設(shè)置沉淀池等污水處理系統(tǒng)，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(nèi)設(shè)置垃圾池，回收各類建筑垃圾。定期安排工人進(jìn)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(jìn)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(jié)束語

通過采用本施工技術(shù)組織橋涵臺背回填施工，不僅有效提高了施工進(jìn)度，而且保證了工程質(zhì)量。因泡沫輕質(zhì)土的良好性能，其在公路、鐵路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、地質(zhì)環(huán)境治理、建筑基坑回填、建筑節(jié)能等各個領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在公路工程建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。