基于泡沫輕質土的橋梁橋頭路基施工技術分析

摘 要：為探討基于泡沫輕質土的橋梁橋頭路基施工技術，采用實際案例結合理論實踐的方法，立足泡沫輕質土的特性，分析了泡沫輕質土在橋梁橋頭路基施工中應用的重難點和解決方法，并提出相應的質量控制措施。分析結果表明，在橋梁橋頭路基施工中合理應用泡沫輕質土，可有效減小橋臺和道路連接位置出現的沉降差異，降低出現橋頭跳車問題造成的影響，提升車輛行駛的舒適性和安全性，而且泡沫輕質土在實際施工中質量可控，易于施工，可在類工程中得到大范圍推廣和應用。

關鍵詞：泡沫輕質土；橋梁橋頭；路基；養護文章編號：2095-4085（2024）03-0109-03

1 工程概述

京港澳高速公路湖北省豫鄂界至軍山段改擴建工程第JGATJ-3標段，起迄樁號為K1080+000～K1111+600，全長31.6km。對拼寬路段的橋頭臺背、涵洞通道升級改造（增大孔徑）的涵洞臺背、高橋臺（臺背高度＞6m）、路基改橋，采用泡沫輕質土填筑，填筑寬度按照2m底寬、1∶1坡率范圍，拼寬臺背應前設鋼板樁或支護樁等措施。

2 泡沫輕質土的特性

泡沫輕質土，是通過氣泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經過發泡機的泵送系統進行現澆施工，經自然養護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質填筑材料，和傳統路基填土材料相比，泡沫輕質土主要具有以下幾方面特性：

（1）輕質：這是泡沫輕質土最主要的特性，其干體積密度為300～1 600kg/m3，相當于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，因此可大幅度減輕建筑物整體荷載。根據不同的工程需要，其重度可在4～12kN/m3的范圍選擇。

（2）整體性：可現場澆筑施工，與主體結合緊密，不需留界隔縫和透氣管。

（3）低彈減震性：泡沫輕質土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

（4）密度和強度的可調節性：根據不同的材料組成用量、不同的氣泡率，可以調整其密度和強度。調整現澆泡沫輕質土的組成成份比例，即調整配合比，現澆泡沫輕質土的容重和強度可根據需要在一定范圍內自由調節。

（5）耐水性：現澆氣泡混合輕質土吸水性較小，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

（6）良好的施工性能：只需使用簡單的機器可實現自動化作業，可實現800m的遠距離輸送，由于泡沫輕質土具有良好的流動性，所以在施工過程中不需要通過碾壓和振搗，能夠實現狹小空間的操作。

3 應用泡沫輕質土的重難點分析

重難點一：泡沫輕質土對施工的連續性、施工工藝參數和指標有較為嚴格的要求，由于本項目施工中施工單位首次使用了泡沫輕質土，如何保證泡沫輕質土供應的連續性，以及選擇好有針對性的施工參數是本工程施工的主要難點。

重難點二：本工程泡沫泡沫土底部為碎石墊層頂鋪設，下路床頂部鋪設一層防滲土工膜，以免出現滲漏情況，但在實際施工中，由于現場施工空間有限，很多大型機械設備難以達到制定位置，大大提升了土工膜、金屬網鋪設施工的難度。

重難點三：輕質泡沫土屬于是一種新型的填料回填，在實際施工中缺乏成功的經驗，再加上本工程現場條件復雜，施工工序多，施工范圍大。使得如何保證各道工序能夠實現無縫對接，促使泡沫輕質土 施工能夠連續不間斷的開展，就成為了本工程施工的重難點。

4 橋梁橋頭路基泡沫輕質土施工要點

4.1 施工準備和技術指標

結合本工程現場場地條件和工程特點，在泡沫輕質土施工中，為最大限度上保證水泥漿液質量，并充分考慮避免材料分離、泵管壓力損耗等情況，確定最大管道輸送距離為500m，這就要求攪拌站應布置在距離施工現場500m的范圍內。若輸送的距離超過了設計標準，需要增加中轉站或者重新建站［1］。本工程選擇在劉家嘴中橋大里程K1082+400～K1082+480右幅路基位置布設泡沫輕質土拌和站，拌和站占地面積320m2（長40m×寬8m），場地采用20cm厚C20混凝土進行硬化處理，并配置一臺全自動泡沫輕質土設備，產能100m3/h，并配置2個35t臥式粉料罐，有效滿足了泡沫輕質土連續施工的要求。

在泡沫輕質土施工中技指標的選擇是否科學合理直接關系到整個工程的施工質量和效果，本工程施工中涉及到的技術指標比較多，濕密度、抗壓強度、發泡劑性能、配合比等。

泡沫輕質土在橋梁橋頭路基施工中應用時要確保最佳濕密度和滿足要求的抗壓強度。

發泡劑是組成泡沫輕質土的主要原材料，發泡劑的性能直接關系到泡沫輕質的質量，因此在應用發泡劑時，所選擇發泡劑的性能應滿足表1中的要求。

在泡沫輕質土路基施工中為最大限度上發揮出此種路基填料的優勢和性能，泡沫輕質土的配合比流值應控制在170～190mm范圍，可按照表2所示的配合比來配制泡沫輕質土。

在實際施工中，為最大限度上提升施工質量和效率，降低施工難度，在泡沫輕質土配制施工中，可在滿足設計要求的前提下，加入適量的粉煤灰和礦粉，改善泡沫輕質土的性能。

4.2 防滲土工膜及鋼筋網鋪設

該工程在碎石基層上鋪設了防滲土工膜和鋼筋網。土工膜采用了GH-1型聚乙烯土工膜，具有特定性能要求。防滲土工膜鋪設時，底部需要在泡沫輕質土四周沿著保護壁向上包裹1m，通過壓條密封安裝。將泡沫輕質土路基頂部的防滲土工膜鋪設在金屬網的上方，通過熱焊法連接成一體，搭接寬度控制為不小于5cm。實際鋪設操作中，盡量拉近平展，以免局部卷起，必要時，可借助U型釘進行錨固。金屬網采用規格為φ1.5mm@2.5cm×2.5cm冷鍍鋅鐵絲網，于泡沫輕質底面以上約0.5m和中部各鋪設一層鋼筋網抓經3.2mm@10cm×10cm，于下路床底面和頂面各鋪設一層鍍鋅金屬網φ1.5mm@2.5cm×2.5cm。通過U形釘將金屬網牢牢錨固，縱向錨固間距控制為2m左右，橫向錨固間距為1m左右，相臨兩片鋼筋網需重疊搭接，且確保搭接寬度不小于2.5cm。

4.3 泡沫輕質土施工

在本工程施工中為有效應對現場條件復雜，泡沫輕質土施工工藝要求嚴格的問題，需嚴格按照工藝流程圖進行施工。由于本工程泡沫輕質土施工范圍較大，需要結合施工現場的地質條件和邊界條件，選擇分區澆筑方法，澆筑區域劃分時應同時滿足以下要求：其一是單個澆注區頂面面積最大不應超過400m2；其二是單個澆注區長軸方向長度不宜超過30m；其三是泡沫輕質土縱向上每大約10～15m設置一道沉降縫，沉降縫采用膠合板，膠合板厚度1.8cm［4］。

正式進行泡沫輕質士澆筑之前，各分區間隔需要用預制面板牢固支撐，本工程預制面板的規格為0.9m×0.3m×0.04m（長×寬×厚），由C30小石子混凝土預制而成，內側采用直徑為6mm的拉桿連接固定。在面板拼裝施工中必須嚴格按照施工方案、工序工序的規定進行施工，各道面板在固定之前，嚴禁開展下一道工序施工。且面板拼縫處需采用1cm厚M10砂漿進行勾縫處理，以免在澆筑泡沫輕質土澆筑時出現漿液滲漏問題。

為提升最終施工效果，本工程澆筑泡沫輕質土時采用了分層澆筑方法，控制每層澆筑厚度在30～100cm之間，單層澆筑區澆筑層的澆筑時間最長不應超過水泥漿的初凝時間，上下兩層澆筑的時間間隔不能超過8h。泡沫輕質土澆筑時要從長軸中間位置開始，逐步向附近兩端澆筑。若采用了兩條及兩條以上的澆筑管道，也可以從兩端開始，向中間進行澆筑。尤其是在進行出料口位置上澆筑時，嚴禁出現懸空情況，特別移動澆筑管、自出料口取樣、掃平表面，或者是需要沖散澆筑區域多余的泡沫時，出料口離當前泡沫輕質土流動表面的最大高差要控制在1m以內［5］。表面掃平施工中應盡量保證澆筑口處于水平狀態，以盡量降低澆筑口到澆筑泡沫輕質土表面的距離。每層泡沫輕質土要盡量一次性澆筑完成，在一些特殊情況下，也可以分兩次澆筑，但應控制在兩次澆筑時間在6～24h以內。當泡沫輕質土路基頂面澆筑到設計標高之后，及時覆蓋上塑料薄膜對其進行覆蓋，定期灑水保濕養護，養護時間應控制在7d以上。

4.4 施工效果分析

現澆泡沫輕質土工程完成后，還需對其質量進行系統的檢驗。其中現場實測項目作為其重要的一環，即通過現場抽樣的方法，并依照規定的頻率及計分方法對施工質量進行檢測計分。在施工過程中，需要按照預定的檢測方法和頻率對現澆泡沫輕質土的關鍵指標進行測定，例如濕密度、流動度等。如果發現不符合要求的情況，應及時采取措施進行糾正。評定階段則根據評分值來判斷工程質量是否合格。如果評分值不低于75分，那么該分項工程就被認定為合格；反之，如果評分值低于75分，則該分項工程被認定為不合格。評分得分計算公式如下：

評定得分=∑［檢查項目得分×權值］∑檢查項目權值

檢查項目得分=檢查項目合格率×100。

經過現場實際檢測發現，在案例工程施工中，結合工程特點和施工工藝的特性，找到施工中存在的重難點，并采取有針對性的解決方法和措施，可有效保證泡沫輕質土施工質量，從而降低施工難度，保障施工任務能夠高效、有序的完成。

5 結語

綜上所述，結合實際案例，分析了基于泡沫輕質土的橋梁橋頭路基施工技術，得出以下幾點結論：

（1）在應用泡沫輕質土加固橋梁橋頭路基時，做好施工準備，并選擇有針對性的施工工技術指標，是保證各道工序得順利開展的關鍵。

（2）基層處理是泡沫輕質土施工的前提條件，在基層上鋪設土工防滲膜和鋼絲網，可為泡沫輕質土施工提供良好的工作面，可有效解決滲漏問題和不均勻沉降問題，在施工中值得高度重視。

（3）泡沫輕質土填料是一種直接澆筑，無需碾壓的新型路基填筑填料，雖然缺乏成熟可借鑒的經驗，但在實際施工中只要嚴控每道施工工序，做好配合比設計、配制、澆筑、養護等工作，可有效保證施工質量。

參考文獻：

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