桥梁引道路基填筑气泡混合轻质土施工技术

林 晓 旭， 钟 波

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

天保湾大桥位于成都市天府新区成都直管区沈阳路西段，是锦江西片区接入天府大道的重要通道。洗瓦堰中桥位于天保湾大桥东侧引道上，洗瓦堰中桥上跨洗瓦堰河道，且与洗瓦堰河道斜交60°，设计为斜交正做，采用1×25 m跨简支小箱梁一跨跨越洗瓦堰河道，桥梁全宽175 m，全长33.767 m。引桥段道路红线宽度为62 m，标准路幅划分为6 m(人行道)+13 m(底层辅道)+24 m(双向六车道)+13 m(底层辅道)+6 m(人行道)=62 m。为减小洗瓦堰中桥上的永久荷载，对洗瓦堰中桥桥面之上的引道路基填筑采用气泡混合轻质土。

2 气泡混合轻质土的制备

(1)拌和站的设置。天保湾大桥项目在洗瓦堰河道靠老成仁路一侧设立了一座占地约150 m2的气泡混合轻质土拌和站(采用两个水泥罐，自重为6 t，最大存储量为60 t水泥，出料口高度为1.5 m，水泥罐总高度为12 m)，设备摆放的地面为路床压实土，路基稳定，承载力满足要求。

(2)原材料的选择和计量。水泥采用强度为42.5R的普通硅酸盐水泥。拌和水采用一般生活用水，参照普通水泥混凝土用水标准，本工程用水就近采用污水处理厂经处理后达到排放标准且检测合格的水。发泡剂选用的稀释倍率为40～100倍，发泡倍率为20～25倍，符合国家相关环保要求，室内容湿重试验允许误差为±0.8 kN/m3。原材料计量采用先进的全自动压力式电子传感器方式称量，精确度为±2%。

(3)主要技术指标。气泡混合轻质土设计参数。容重：路槽下80 cm范围内不大于5.5 kN/m3，其余区域不大于5 kN/m3；设计抗压强度：路槽下80 cm范围内不小于0.8 MPa，其余区域不小于0.6 MPa[1]。

(4)配合比选择。气泡混合轻质土的配合比需根据强度、湿容重、流动性等要求进行选择，针对该项目的设计要求，对所采用的水泥等原材料进行了多次配合比试配工作，经过筛选，最终选用的配合比见表1。

3 气泡混合轻质土施工工艺

3.1 工艺流程

施工准备→发泡、混合搅拌→气泡混合轻质土输送→气泡混合轻质土浇筑→养护、脱模。

表1 原材料配合比表

3.2 施工准备

(1)临时设施准备。气泡混合轻质土拌和站、贮水池、料场、照明等。

(2)消防设施。仓库、搅拌场地等均按规定配备足够的灭火器材；按规定设置消防水池；场地内至少设有三条通道，可作为应急消防通道使用。

(3)试验室建设。为满足现场施工质量控制和检测需要设置工地试验室并进行各种试验，确定施工配合比，为工程施工提供指导以保证工程质量。试验室的整体布局考虑了生产配合比的试配、强度、流动值及容重的检测所需用的试验仪器。

(4)场地准备。在浇筑气泡混合轻质土之前，应首先做好施工现场的防、排水工程等施工准备工作。

(5)设备准备。本工程气泡混合轻质土施工主要采用30 L/min的发泡装置、90 m3/h的轻质土拌和设备和60 m3/h的泵送设备各一套，0.6 m3空压机3台，3 in(1 in=2.54 cm)的泵送管长度为600 m。

(6)材料准备。强度为42.5R的普通硅酸盐散装水泥3 300 t，发泡剂6 000 L。

(7)人员准备。管理人员5人，生产工人12人。

3.3 发泡与混合搅拌

气泡混合轻质土的配置步骤如图1所示，即在水泥、水充分混合成浆状之后，将通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。

图1 气泡混合轻质土制作方法框图

3.4 气泡混合轻质土的输送

气泡混合轻质土中的气泡在由管道或泵管输送的过程中消解量极小。但如果使用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话，由于振动使气泡消解，湿润度、空气含量将发生变化，流动性亦降低。因此，针对该工程的特点采用管道进行泵送。为保证气泡混合轻质土的稳定性，减少材料离析，将搅拌场所设在距最远施工点500 m以内处。如果输送距离超限则必须采取设置中继泵送装置等措施。

3.5 气泡混合轻质土的浇筑

气泡混合轻质土路堤每隔15 m设置沉降缝，缝宽1 cm，缝间采用木板填充。基坑底面沿纵向横向均为水平状，以便于施工。

气泡混合轻质土中的气泡既有独立细微的特点，也具有分散性。为减少气泡的消解及材料分离现象，施工过程中要避免过度振动(浇筑方法见图2)，并且要控制好浇筑厚度，根据已有的施工经验，一次浇筑的最大厚度不能超过1 m，最小不小于0.3 m。同时，需避免雨天施工。

由于气泡混合轻质土填筑采用自流平施工，其成型面是水平的，因此，当填筑体顶面有坡度要求时，则需要在填筑体顶层通过设置台阶予以实现。该台阶按图2设置，台阶部位采用路面基层或底基层材料调平(图3)。

图2 气泡混合轻质土浇筑方法框图

图3 坡度调平设计参考图

根据该工程的实际情况，轻质土施工可分为三个施工区域。该工程计划先施工区域3，待挡墙施工完成后再施工区域1和区域2。现根据每个施工区域的实际情况及规范要求对施工区域进行轻质土浇筑的分仓：轻质土浇筑区1分为8个仓进行浇筑，浇筑区2分为6个仓进行浇筑，浇筑区3分为8个仓进行浇筑(图4、5、6)。因浇筑区3的轻质土施工与两侧挡墙的施工需同时进行，为不影响工期，在区域3挡墙内侧预留3 m的空间并用模板隔开，以保证挡墙的正常施工，同时浇筑气泡混合轻质土，待挡墙施工完成之后再对该区域进行轻质土浇筑。

图4 轻质土浇筑区1分仓平面图

图5 轻质土浇筑区2分仓平面图

图6 轻质土浇筑区3分仓平面图

气泡混合轻质土按水平分层进行浇筑施工，根据设计要求，每层的浇筑厚度不小于1 m，整体填筑厚度较小时，每层的浇筑厚度不小于30 cm。

因区域1和区域2的整体填筑高度较小，故将每层的浇筑厚度控制为不小于30 cm。浇筑区域3的部分位置整体填筑高度超过3 m，但考虑到实际施工时两侧挡墙尚未施工完成，两侧需要用模板充当临时挡墙，当单层轻质土浇筑厚度为1 m时，模板两侧的侧压力较大，存在爆模的风险，故在区域3轻质土整体填筑高度超过3 m时将单层轻质土浇筑厚度控制在60 cm以上。

3.6 养 护

气泡混合轻质土浇筑施工完毕，应及时将塑料薄膜铺设在路基顶部，保持水分以达到养护的目的。由于气泡混合轻质土基本上可以连续施工，故在施工过程中无须养护。

4 气泡混合轻质土的施工质量控制

为确保气泡混合轻质填土的工程质量符合设计要求及有关规范的规定，项目部实施了过程控制为主，工后检测为辅的方法，从人员、设备、材料、施工前的准备、工程施工过程等方面对工程质量进行了预控。

(1)人员。实行岗位责任制，做到定机、定人、定岗、定责。每处施工现场确定一名项目负责人，制定详细的操作手、自检人员岗位责任制。对现场施工和质检人员进行培训，从管理人员到工人均强化质量意识。凡参加气泡混合轻质土施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范，明确岗位责任，做到未经培训不得上岗。

(2)设备控制。设备是保证施工质量的前提，进场的轻质土拌和机必须满足设备性能状态良好、配备有足够的易损件、配备先进的称量工具和能自动打印生产记录等设备要求。

(3)原材料控制。只有合格的材料才能保证合格的工程，在施工过程中建立了健全的材料管理台帐。施工中使用的水泥应经过自检并合格后方可进场，进场后的水泥应按批进行报检，报请监理工程师抽检合格后方可投入使用。

(4)施工过程控制。施工过程中安排专人检验气泡混合轻质土的湿容重和流动度，并按要求填写检验记录，对成型后的轻质土需每天进行沉降观测并做好观测记录。

(5)成品保护。原则上，在轻质土路基与常规路基交界面处，应在轻质土路堤施工结束后立即按设计图纸进行锥坡施工；锥坡施工前，为避免雨水冲刷、保护面板基础周边土层导致其失稳，可敷设水泥砂浆于面板和常规路堤填土交界面处起临时防护作用。路面施工前，为避免轻质土因强度不够可能引起的破坏，在轻质土强度尚未达设计要求时，严禁在轻质土顶面行驶车辆或其它施工机械。

5 结 语

笔者通过对气泡混合轻质土的原材料选用、配合比选择、施工方法和工艺及质量控制要点进行分析，总结了天保湾大桥引桥桥面路基填筑施工采用的气泡混合轻质土对减小桥面永久荷载起到的重要作用，可供类似工程参考。