气泡混合轻质土在某立交桥台背填筑中的应用

1、气泡混合轻质土在某立交桥台背填筑中的应用doc气泡混合轻质土在某立交桥台背填筑中的应用作者：欧阳琼亮罗枫摘要：中江高速公路港口立交位于珠江三角洲河网区，地势低平宽阔，鱼塘、沟渠交 错成网，地基表层全部是三角洲相淤泥，厚达40 m多。地基上的含水量大，压缩性高、 强度低、渗透性差，属于超软弱地基。为了减少桥头跳车，结合现场工期要求，在部分桥 头路段采用气泡轻质土进行填筑。桥头跳车是由于台背回填土与桥面出现不同的沉降，致使路面与桥面连接处开裂，这 种病害主要在软土路基段出现，是公路建设界长期以来未能解决的难题。软基路段的桥头 跳车产生的原因比较复杂，主要是因不良地基及台背填料自身压缩导致的沉降、刚

2、柔性突 变等原因引起。对于不良地基路段，我们长期以来都是着眼于提高地基承载力，很少从减 少软基附加应力为目的轻型填土的方面考虑，文章结合工程实际，对气泡混合轻质土的特 点、施工工艺及施工效果作简单的描述。气泡混合轻质填土是一种最为先进的轻型填土技术。轻质填土是指通过使用一些特殊 技术制造出容重小于一般土体的填土材料。这种填土材料主要有3类：（1）泡沫塑料（EPS） 块体；（2）泡沫塑料颗粒（EPS粒）混合土；（3）气泡混合土。气泡混合轻质土不仅具有轻质 性、流动性、固化后的自立性等特点，而且它的密度及压缩强度可通过配合比进行自由的 调整。这种填土技术可大大地降低填土荷重，使填土更加均匀且不需碾

3、压作业，具有施工 噪音低，施工工期短等优点。由于其优良的力学性能和经济指标，在经济发达国家是一种 深受欢迎并且被广泛使用的土建高新技术。1工程概况中江高速公路港口立交位于珠江三角洲河网区，地势低平宽阔，鱼塘、沟渠交错成网, 地基表层全部是三角洲相淤泥，厚达40多m。根据地质勘察结果，地基上的含水量大，压 缩性高、强度低、渗透性差，属于超软弱地基。港口立交于2000年底动工，该处软基深 度近40 m,桥头处软基处理原设计采用砂垫层结合袋装砂井及超我预压，在经过近3年的 填筑及预压后，在沉降速率基本达到设计要求后进行反开挖，开始桥台施工。根据软土路 段的特点，分析桥头跳车通病的原因，结合本工程工期

4、的要求，决定在港口 JK、KX匝道桥台处设置试验段进行气泡混合轻质土施工。为了对比施工效果，KJ匝道桥 台依旧使用普通土填筑。2气泡轻质土的填筑施工2. 1施工准备（1）首先对地基进行开挖、整平夯实、加固，防止发生松垮崩溃。为了让气泡混合轻 质土与地面充分融合必须对地基进行整平。夯实加固后，如仍不能确保牢固，则设置防止 滑溜的加固柱。防、排水工程气泡混合轻质土因为内部有气泡，吸水时其湿润度密度便会增加，从而有损其轻质性, 引起强度下降。为此，重视轻质性与强度，阻断从外吸水，不让已填筑的轻质土两侧等表 面滞水，必须依靠适当的出水孔向外排水。以下即为具体做法。防水工程。在气泡混合轻质土的上下底面铺

5、设土工布，可以有效地起到防水作用, 另外，不得己工程暂停，将气泡混合轻质土放置时，用遮水板或是柏油乳剂可以进行简易 防水。排水工程。背面填土处的涌水较多时，在水容易汇集之处，采取地下排水。在 用气泡混合轻质土填土处需处理排水问题时，如果可以向纵向方向引出，就在填土内设置 横向地下排水工程。另当不知从背面填土的涌水是否会对气泡混合轻质土造成影响时，有 必要并用遮水板。（3）保护壁保护壁的作用是防止气泡混合轻质土的风化、保护轻质填土构造体。它是用一些可作 模型框架的墙壁材料或砂浆喷涂的方法制得。设定保护壁时，要对气泡混合轻质土相适应的施工性、经 济性进行分析、考虑。特别是使用墙壁材料时，要对风荷载

6、、填筑气泡混合轻质土产生的 侧压及气泡混合轻质土构造体的整体稳定性等因素加以分析考虑。同时，为了防止流体混 凝土的溢出，施工中壁板之间，壁板与地基之间的间隙应尽量消除。另外，要防止模型产 生曲变形。为了防止挡板的曲变形，模型应用单管进行加固。如果有必要。应考虑挡板及 外支撑，保持保护壁的稳定。此外，由于保护壁在气泡混合轻质土固化后会与其合为一整体，因而可不考虑气泡混 合轻质土填筑后产生的侧压。另外，地基上多使用混凝土，为了能够支撑墙壁材料，一般 须将壁高栏等处的荷重直接由壁材本身分散。2. 2发泡、混合搅拌发泡方式一般有以下几种：（1）使用发泡剂的后成形方式；（2）使用起泡剂的混合成形 方式；

7、（3）预先成形方式。其中，后成形发泡方式对气泡量的控制较困难，因此不大被使 用。具体的发泡方式如图1所示。针对本工程的特点，采用较容易控制气泡的数量和分布, 操作简单易行的预先成形发泡方式为本工程的发泡方式。预先成形发泡方式中，稀释液在发泡装置中和压缩后的空气一起受到压力。混合后， 使之产生气泡。与制成的水泥浆在机械作用力的作用下充分混合搅拌后，形成气泡混合轻 质土。一部分气泡在水泥浆与气泡群的混合和输送时被消解掉了。因此，气泡的投入量应根 据消泡的比例、设计所需湿润度的气泡群的多少来定。气泡的消解比例会因起泡剂的种类 而异。目前具体操作中最大程度也未超过5 %,预计常为3 %左右的损失。如果

8、施工疏 忽的话，结果可能导致1 mo的误差，同时湿润度也会改变，这为施工中的重点与难点，应重点控制。气泡混合轻质土的配置步骤如图1所示，即在砂质土、水泥、水充分混合成浆状之后, 通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。如果配置步骤出差错，浆物混合不均匀的话，会 影响其强度及流动性。因为气泡在发泡之后极短时间内就会开始消解，所以发泡后要迅速 将之与水泥浆混合，同时，对于制成品也一样，5 min后就开始消解，因此尽量做到迅速 混合，杜绝使用超过发泡时间的气泡群。2. 3输送 2. 3. 1输送气泡混合轻质土配置完成后的输送一般是由配管进行泵送或直接泵送。气泡混合轻质土中的气泡，在由配管或泵管输送的过程

9、中消解量是极小的。但如果使 用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话，由F振动使得气泡消解，湿润度、空气含量将发 生变化，流动性也降低。因此，针对本工程的特点，使用泵管输送。2. 3. 2输送距离的确定，保证成品质量从目前气泡混合轻质土的原料来看，材料分离、气泡的稳定性等允许消耗的最大距离 为配管输送500 m。因此，为保证混凝土的稳定性，施工场所的距离设在500 m以内。砂 质土越多，输送中材料分离、气泡的消解量越大，其质量也会大打折扣。一般情况，其输 送距离标准参照表1所示。如果输送距离超过标准，必须设置中继泵送装置或气泡混合蛇 管等补救措施。本工程中，KX匝道气泡混合轻质土不掺加砂，即砂、水泥比例为OdK匝道桥台的气泡 混合轻质土则掺加砂，砂、水泥的比例为1。泵送的距离为分别为100 m、120 m,符合下 表中输送距离的要求，能确保气泡混合轻质土的施工质量。2. 4浇注