氣泡混合輕質土在路橋過渡段的應用研究

摘? 要：本文在全面掌握氣泡混合輕質土工程特性的基礎上，結合具體工程案例，對路橋過渡段氣泡混合輕質土施工流程進行了分析，最后通過試驗檢測，分析了沉降控制情況，結果表明：氣泡混合輕質土在路橋過渡段差異沉降控制中具有良好的施工效果。

關鍵詞：氣泡混合輕質土;路橋過渡段;工程特性

中圖分類號：U416.1??? 文獻標識碼：A?????? 文章編號：2096-6903（2020）06-0000-00

0引言

橋梁作為公路建設的重點工程，在路橋過渡段處極易出現(xiàn)“橋頭跳車”等病害，當車輛在此處通行時，將會出現(xiàn)跳躍、沖擊等現(xiàn)象，從而影響行車速度及行車舒適性，甚至會損壞橋梁質量及引發(fā)安全事故。氣泡混合輕質土作為一種性能優(yōu)越的無機材料，在路橋過渡段施工中得到了廣泛應用。此類材料不僅能夠減小對地基的附加應力，還能降低對橋臺構造物的水平推力，從而有效控制不均勻沉降，提高路堤穩(wěn)定性。

1氣泡混合輕質土的工程特性

1.1容重

與一般水泥混凝土材料相比，氣泡混合輕質土內氣泡含量多，相對較輕。據(jù)相關研究表明，配合比設計、水環(huán)境等均會影響材料的容重。表1為常見幾種材料的容重情況。

由此可見，氣泡混合輕質土的容重范圍為5～12kN/m3。通常情況下，在整個生產(chǎn)加工過程中，材料容重都會發(fā)生一定改變，氣泡混合輕質土內氣泡含量大，相比之下，容重偏小。因此，氣泡含量多少將直接影響氣泡混合輕質土的容重。

1.2滲透性

在水環(huán)境條件下，由于氣泡混合輕質土內部存在孔隙骨架結構，因此其極易出現(xiàn)滲透情況。一般可通過滲透系數(shù)來分析此類材料的滲透性，研究表明容重降低，滲透系數(shù)隨之增長。此外，固化劑同樣會制約滲透系數(shù)，輕質土孔隙骨架可填充基質土和固化劑的拌和物，伴隨齡期的不斷增加，氣泡混合輕質土透水性將越來越小。

1.3導熱性

相比普通填筑材料，氣泡混合輕質土具有良好的隔熱性，且導熱系數(shù)低。當輕質土內泡沫量較多時，將大幅降低導熱系數(shù)。根據(jù)相關標準規(guī)定，當氣泡混合輕質土容重為6 kN/m3時，熱傳導率為0.1;當容重為9 kN/m3時，熱傳導率為0.175。

1.4流動性

氣泡混合輕質土具有較高流動性，原因在于此類材料內部無粗集料，僅含有細集料，同時，氣泡混合輕質土還存在自流平特性，在施工時，基于上述特點，無需振搗、壓實。一般情況下，可在160～200 mm之間控制氣泡混合輕質土的流值。研究表明對其流動性影響最大的因素為水、泡沫的含量多少。

第一，當具有較大水流量時，伴隨水含量的不斷增多，氣泡混合輕質土的流動性也將隨之增加。由于此材料內含有一定量的水泥漿液，在水量增長的同時，水灰比也會隨之增加，進而會嚴重影響材料強度。因此，必須做好水量控制工作，避免材料強度過度下降，最終影響工程施工質量與安全。

第二，在整個施工過程中，隨著泡沫量的不斷增加，氣泡混合輕質土的容重將隨之下降，進而影響其流動性。一般來講，當泡沫量增多后，將會對其流動性產(chǎn)生阻礙，進而出現(xiàn)流動性下降等情況。

2工程概況

本文以鄭開大道上跨機西高速二期改建工程為例，為降低工后沉降，減少占地，改建工程在橋臺背和路基兩側廣泛采用氣泡輕質土填筑，同時選用噴錨措施對兩側加以防護。

3施工工藝流程

3.1配合比設計

氣泡群應選擇發(fā)泡設備提前制備，不適合采用攪拌方式制取氣泡群。制備氣泡混合輕質土前期，需確定設計配合比，待確定后，即可進行拌和消泡試驗，確保質量滿足施工要求。根據(jù)工程路基材料要求，氣泡混合輕質土容重不大于6.0kN/m3。

3.2輸送

氣泡混合輕質土一般可采用配管泵送，輕質土的流動性、澆筑高度均會影響輸送距離。一般來講，為避免對輕質土質量造成不利影響，泵送距離不得超過500 m，根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，可適當縮短泵送距離，以200m左右為準，便于施工。

3.3發(fā)泡、混合拌和

在空氣壓力作用下，可進行發(fā)泡施工，待發(fā)泡量達到設計要求后，即可將其和水泥漿進行均勻攪拌，并向施工場地澆筑。在泵送設備、泵送管道內，新拌氣泡混合輕質土的停滯時間需控制在1 h以內。

3.4澆筑和鋪設

根據(jù)工程實際情況，需分層、分塊進行氣泡混合輕質土澆筑施工。結合現(xiàn)場情況，進行澆筑區(qū)合理劃分并繪制成圖。澆筑過程中，保證和澆筑面水平，施工中不得出現(xiàn)振動過度現(xiàn)象。此外，還要在0.3～0.8 m之間做好單層厚度控制及澆筑間隔時間控制工作。一般，須在下一層澆注終凝前完成上一層澆注作業(yè)。澆注過程中，根據(jù)工程需求，不宜采用噴射法。澆注時如遇到下雨天，應及時覆蓋未硬化的澆注體表層。每班施工結束后，需及時清理干凈澆注設備、泵送管道的殘留物，避免堵塞管道或影響設備運行質量。

3.5質量控制

按照表2質量標準，對氣泡混合輕質土施工情況進行合理控制，保證質量滿足規(guī)范要求，提高施工質量。

4路基施工過程沉降監(jiān)測分析

為驗證橋頭路基處氣泡混合輕質土的應用效果，掌握基底沉降分布情況，決定在第1斷面與第2斷面的中間部位均進行一個沉降標設置。表3為監(jiān)測結果。

由表3可見，第1斷面監(jiān)測中最高沉降值為0.034 m，第2斷面的最高沉降值為0.046 m，隨著施工時間的不斷增加，兩個斷面測點的沉降值均呈下降趨勢，并逐步趨向穩(wěn)定。

5結語

綜上所述，伴隨國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國公路建設規(guī)模持續(xù)擴大，過渡段差異沉降是最常見的一種路橋病害形式，其將會嚴重影響行車舒適性，甚至會損害橋臺等部位或造成更為嚴重的交通安全事故。因此，必須重視公路工程過渡段病害問題，根據(jù)工程實際情況，合理選擇防治措施，最大限度降低損壞程度，提高道路使用性能，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的最大化發(fā)展。

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收稿日期：2020-04-18

作者簡介：陸新焱（1984—），男，湖北武漢人，研究生，工程師，研究方向：橋梁與隧道。

Study on Application of Air Bubble Mixed Light Soil in Road Bridge Transition Section

LU Xinyan

（Henan Anluo Expressway Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract：On the basis of fully mastering the engineering characteristics of air bubble mixed light soil， combined with specific engineering cases， this paper analyzes the construction process of air bubble mixed light soil in the transition section of road and bridge， and finally analyzes the settlement control situation through test detection. Thus， it can be concluded that the bubble mixed light soil has good construction effect in differential settlement control of road bridge transition section.

Keywords： air bubble mixed light soil; road bridge transition section; engineering characteristics