橋梁引道路基填筑氣泡混合輕質土施工技術

林 曉 旭， 鐘 波

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

天保灣大橋位于成都市天府新區成都直管區沈陽路西段，是錦江西片區接入天府大道的重要通道。洗瓦堰中橋位于天保灣大橋東側引道上，洗瓦堰中橋上跨洗瓦堰河道，且與洗瓦堰河道斜交60°，設計為斜交正做，采用1×25 m跨簡支小箱梁一跨跨越洗瓦堰河道，橋梁全寬175 m，全長33.767 m。引橋段道路紅線寬度為62 m，標準路幅劃分為6 m(人行道)+13 m(底層輔道)+24 m(雙向六車道)+13 m(底層輔道)+6 m(人行道)=62 m。為減小洗瓦堰中橋上的永久荷載，對洗瓦堰中橋橋面之上的引道路基填筑采用氣泡混合輕質土。

2 氣泡混合輕質土的制備

(1)拌和站的設置。天保灣大橋項目在洗瓦堰河道靠老成仁路一側設立了一座占地約150 m2的氣泡混合輕質土拌和站(采用兩個水泥罐，自重為6 t，最大存儲量為60 t水泥，出料口高度為1.5 m，水泥罐總高度為12 m)，設備擺放的地面為路床壓實土，路基穩定，承載力滿足要求。

(2)原材料的選擇和計量。水泥采用強度為42.5R的普通硅酸鹽水泥。拌和水采用一般生活用水，參照普通水泥混凝土用水標準，本工程用水就近采用污水處理廠經處理后達到排放標準且檢測合格的水。發泡劑選用的稀釋倍率為40～100倍，發泡倍率為20～25倍，符合國家相關環保要求，室內容濕重試驗允許誤差為±0.8 kN/m3。原材料計量采用先進的全自動壓力式電子傳感器方式稱量，精確度為±2%。

(3)主要技術指標。氣泡混合輕質土設計參數。容重：路槽下80 cm范圍內不大于5.5 kN/m3，其余區域不大于5 kN/m3；設計抗壓強度：路槽下80 cm范圍內不小于0.8 MPa，其余區域不小于0.6 MPa[1]。

(4)配合比選擇。氣泡混合輕質土的配合比需根據強度、濕容重、流動性等要求進行選擇，針對該項目的設計要求，對所采用的水泥等原材料進行了多次配合比試配工作，經過篩選，最終選用的配合比見表1。

3 氣泡混合輕質土施工工藝

3.1 工藝流程

施工準備→發泡、混合攪拌→氣泡混合輕質土輸送→氣泡混合輕質土澆筑→養護、脫模。

表1 原材料配合比表

3.2 施工準備

(1)臨時設施準備。氣泡混合輕質土拌和站、貯水池、料場、照明等。

(2)消防設施。倉庫、攪拌場地等均按規定配備足夠的滅火器材；按規定設置消防水池；場地內至少設有三條通道，可作為應急消防通道使用。

(3)試驗室建設。為滿足現場施工質量控制和檢測需要設置工地試驗室并進行各種試驗，確定施工配合比，為工程施工提供指導以保證工程質量。試驗室的整體布局考慮了生產配合比的試配、強度、流動值及容重的檢測所需用的試驗儀器。

(4)場地準備。在澆筑氣泡混合輕質土之前，應首先做好施工現場的防、排水工程等施工準備工作。

(5)設備準備。本工程氣泡混合輕質土施工主要采用30 L/min的發泡裝置、90 m3/h的輕質土拌和設備和60 m3/h的泵送設備各一套，0.6 m3空壓機3臺，3 in(1 in=2.54 cm)的泵送管長度為600 m。

(6)材料準備。強度為42.5R的普通硅酸鹽散裝水泥3 300 t，發泡劑6 000 L。

(7)人員準備。管理人員5人，生產工人12人。

3.3 發泡與混合攪拌

氣泡混合輕質土的配置步驟如圖1所示，即在水泥、水充分混合成漿狀之后，將通過發泡裝置產生的氣泡加入其中而成。

圖1 氣泡混合輕質土制作方法框圖

3.4 氣泡混合輕質土的輸送

氣泡混合輕質土中的氣泡在由管道或泵管輸送的過程中消解量極小。但如果使用預拌混凝土車和翻斗車進行輸送的話，由于振動使氣泡消解，濕潤度、空氣含量將發生變化，流動性亦降低。因此，針對該工程的特點采用管道進行泵送。為保證氣泡混合輕質土的穩定性，減少材料離析，將攪拌場所設在距最遠施工點500 m以內處。如果輸送距離超限則必須采取設置中繼泵送裝置等措施。

3.5 氣泡混合輕質土的澆筑

氣泡混合輕質土路堤每隔15 m設置沉降縫，縫寬1 cm，縫間采用木板填充。基坑底面沿縱向橫向均為水平狀，以便于施工。

氣泡混合輕質土中的氣泡既有獨立細微的特點，也具有分散性。為減少氣泡的消解及材料分離現象，施工過程中要避免過度振動(澆筑方法見圖2)，并且要控制好澆筑厚度，根據已有的施工經驗，一次澆筑的最大厚度不能超過1 m，最小不小于0.3 m。同時，需避免雨天施工。

由于氣泡混合輕質土填筑采用自流平施工，其成型面是水平的，因此，當填筑體頂面有坡度要求時，則需要在填筑體頂層通過設置臺階予以實現。該臺階按圖2設置，臺階部位采用路面基層或底基層材料調平(圖3)。

圖2 氣泡混合輕質土澆筑方法框圖

圖3 坡度調平設計參考圖

根據該工程的實際情況，輕質土施工可分為三個施工區域。該工程計劃先施工區域3，待擋墻施工完成后再施工區域1和區域2。現根據每個施工區域的實際情況及規范要求對施工區域進行輕質土澆筑的分倉：輕質土澆筑區1分為8個倉進行澆筑，澆筑區2分為6個倉進行澆筑，澆筑區3分為8個倉進行澆筑(圖4、5、6)。因澆筑區3的輕質土施工與兩側擋墻的施工需同時進行，為不影響工期，在區域3擋墻內側預留3 m的空間并用模板隔開，以保證擋墻的正常施工，同時澆筑氣泡混合輕質土，待擋墻施工完成之后再對該區域進行輕質土澆筑。

圖4 輕質土澆筑區1分倉平面圖

圖5 輕質土澆筑區2分倉平面圖

圖6 輕質土澆筑區3分倉平面圖

氣泡混合輕質土按水平分層進行澆筑施工，根據設計要求，每層的澆筑厚度不小于1 m，整體填筑厚度較小時，每層的澆筑厚度不小于30 cm。

因區域1和區域2的整體填筑高度較小，故將每層的澆筑厚度控制為不小于30 cm。澆筑區域3的部分位置整體填筑高度超過3 m，但考慮到實際施工時兩側擋墻尚未施工完成，兩側需要用模板充當臨時擋墻，當單層輕質土澆筑厚度為1 m時，模板兩側的側壓力較大，存在爆模的風險，故在區域3輕質土整體填筑高度超過3 m時將單層輕質土澆筑厚度控制在60 cm以上。

3.6 養 護

氣泡混合輕質土澆筑施工完畢，應及時將塑料薄膜鋪設在路基頂部，保持水分以達到養護的目的。由于氣泡混合輕質土基本上可以連續施工，故在施工過程中無須養護。

4 氣泡混合輕質土的施工質量控制

為確保氣泡混合輕質填土的工程質量符合設計要求及有關規范的規定，項目部實施了過程控制為主，工后檢測為輔的方法，從人員、設備、材料、施工前的準備、工程施工過程等方面對工程質量進行了預控。

(1)人員。實行崗位責任制，做到定機、定人、定崗、定責。每處施工現場確定一名項目負責人，制定詳細的操作手、自檢人員崗位責任制。對現場施工和質檢人員進行培訓，從管理人員到工人均強化質量意識。凡參加氣泡混合輕質土施工的人員上崗前首先要了解、掌握、重溫有關施工技術規范，明確崗位責任，做到未經培訓不得上崗。

(2)設備控制。設備是保證施工質量的前提，進場的輕質土拌和機必須滿足設備性能狀態良好、配備有足夠的易損件、配備先進的稱量工具和能自動打印生產記錄等設備要求。

(3)原材料控制。只有合格的材料才能保證合格的工程，在施工過程中建立了健全的材料管理臺帳。施工中使用的水泥應經過自檢并合格后方可進場，進場后的水泥應按批進行報檢，報請監理工程師抽檢合格后方可投入使用。

(4)施工過程控制。施工過程中安排專人檢驗氣泡混合輕質土的濕容重和流動度，并按要求填寫檢驗記錄，對成型后的輕質土需每天進行沉降觀測并做好觀測記錄。

(5)成品保護。原則上，在輕質土路基與常規路基交界面處，應在輕質土路堤施工結束后立即按設計圖紙進行錐坡施工；錐坡施工前，為避免雨水沖刷、保護面板基礎周邊土層導致其失穩，可敷設水泥砂漿于面板和常規路堤填土交界面處起臨時防護作用。路面施工前，為避免輕質土因強度不夠可能引起的破壞，在輕質土強度尚未達設計要求時，嚴禁在輕質土頂面行駛車輛或其它施工機械。

5 結 語

筆者通過對氣泡混合輕質土的原材料選用、配合比選擇、施工方法和工藝及質量控制要點進行分析，總結了天保灣大橋引橋橋面路基填筑施工采用的氣泡混合輕質土對減小橋面永久荷載起到的重要作用，可供類似工程參考。