现浇气泡混合轻质土在高速公路桥梁减跨施工中的应用.doc

1、1现浇气泡混合轻质土在高速公路桥梁减跨施工中的应用摘要：本文通过某高速公路桥梁减跨采用现浇气泡混合轻质土施工案例，介绍了新型轻质材料现浇气泡混合轻质土的技术应用，将桥台优化为简单的单排桩桩柱式桥台并减少因锥坡放坡而增加的桥跨，降低工 程造价，缩短施工工期，节约施工用地。 关键词：公路桥梁减跨气泡混合轻质土施工 中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概况 某高速第四合同段全长 6.8 公里，有四座大桥，一座中桥，地理环境复杂，地质条件差。其平民 2 号桥上跨山涧排洪沟，桥高约 10 米，原设计为 6-20 米跨简支连续梁桥，桥台采用肋板式桥台，桥台台背有较厚的腐殖质层和强

2、风化地层，承载力差。采用传统的砂砾回填方法，承载力要求高，换填方量大，分层填筑施工工期长，且解决桥头跳车问题成为一个重点难点。而对于不良地基路段，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。气泡轻质土的出现为我们提供了一个新的契机。鉴于气泡混合轻质土这种新型材料的工艺日益成熟，在平民 2 号大桥采用了该材料进行桥台台背施工。通过一个月的施工组织，气泡轻质土体现了它优越的性能，不仅提高了工程质量，降低了工程造价，而且大大缩短了施工工期。 22 桥梁减跨采用气泡混合轻质土施工技术优势 受现有地形、地貌的限制，设计时为跨越道路、河流等现有建（构）筑物，常设计

3、桥梁。桥较高时，常规工法为解决桥台台前锥坡放坡长度问题，桥跨数量和长度通常以两个台前锥坡坡脚净距为设计控制依据，其结果是桥梁总长往往远大于所跨建（构）筑物要求宽度，本来 1 跨桥可解决的跨越问题需要 23 跨来解决。如采用薄壁式桥台，由于台后填土高，土压力大，桥台存在质量风险。采用气泡混合轻质土可垂直填筑，固化后对结构物的侧压力极小且，可解决土压力和台前锥坡放坡问题，将桥台优化为简单的单排桩桩柱式桥台并减少因锥坡放坡而增加的桥跨，节约施工用地，利于保护自然环境。 3 桥梁减跨施工中气泡混合轻质土的构造设计 工程实施前，设计人员对施工现场地形、地貌进行充分了解调查，结合气泡混合轻质土的轻质性、容

4、重可调性、强度可调性及施工便利等特有效果对桥梁设计进行优化。本工程桥跨由原设计 6 跨减 2 跨，变更为 4-20 米简支连续梁桥，柱式桥台。在气泡混合轻质土的构造设计时设计考虑台背填筑形状、荷载条件等因素，选择适当的湿容重、抗压强度，同时对滑动、倾覆、抗浮等进行验算。本工程气泡混合轻质土湿容重：6.5kN/m3 28d 抗压强度：0.8MPa；保护面板采用 C25 预制混凝土块。4 现浇气泡混合轻质土配合比设计 34.1 设计目标性能： 湿容重：6.5kN/m3 28d 抗压强度：0.8MPa 流动度：180mm 4.2 原材料性能检测 水泥选用华润 P.O 42.5R；发泡剂自产。 4.3

5、 配合比计算 按经验配比，选用水灰比 0.550.68，根据湿容重控制要求选定水泥用量及水用量，气泡质量按下式计算： 式中：mf 每立方气泡混合轻质土的气泡群用量（kg/m3） ； f 气泡群密度（kg/m3） 。 mc 每立方气泡混合轻质土的水泥用量（kg/m3） ； c 水泥的密度（kg/m3） ； mw 每立方气泡混合轻质土的水用量（kg/m3） ； w 水的标准密度（kg/m3） ； 根据设计目标性能及计算，试验配比选定如下进行试配： 4.4.1 试配所用原材料取至工地现场，气泡混合轻质土拌合采用 15L塑料桶手动拌合； 4.4.2 每种配合比试配量按 8L 进行试拌； 4.4.3 试

6、配方法： 4 将发泡剂按 40 倍稀释，既称取 1 份发泡剂与 39 份水兑匀搅拌； 将发泡液通过发泡装置按 20 倍率发泡制得气泡混合，此时称取气泡混合密度为 50（2）g/L； 按计算称量水泥与水，并搅拌均匀； 按计算称取气泡混合，加入到已搅拌均匀的水泥浆中，再次搅拌使得气泡混合均匀分散于水泥浆中，制得气泡混合轻质土； 测量气泡混合轻质土的密度与流动度，并记录； 将所配气泡混合轻质土浇入试模（2 组） ，一组 7 天、一组 28 天。4.5 试配用量及结果如下： 4.6 根据上述试验结果选定最终配合比 5 现浇气泡混合轻质土施工要点 5.1 路基反开挖 5.1.1 在现浇气泡混合轻质土之前

7、应首先做好防、排水工程等施工准备工作。 5.1.2 反开挖：根据施工图纸尺寸要求对现场放样后进行路基反开挖，气泡混合轻质土路堤底部台阶坡面放坡开挖应尽可能做到精细，要求每开挖一级即对放坡面进行平整处理。反开挖完成后、轻质土施工前，应5对轻质土基底进行碾压，确保基底路基土压实度不低于 90%。 5.2 发泡、混合搅拌 根据场地实际情况，气泡混合轻质土拌和站设立在平民 2 号桥 4#台旁路基上，占地约 200m2，设备摆放地面为路床压实土，路基稳定，承载力满足要求。即在水泥、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形成气泡混合轻质土。 5.3 气泡混合轻质土输送 气泡混合轻质土中的气泡

8、，在由管道或泵管输送的过程中消解量是极小的。但如果使用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话，由于振动使得气泡消解，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，采用管道进行泵送，搅拌场所离最远施工点 150 米。在实施过程中，为保证气泡混合轻质土的稳定性，减少材料离析，搅拌场所应设在离最远施工点 500 米以内处。如果输送距离超过 500 米的，必须设置中继泵送装置或气泡混合蛇管等措施。 5.4 浇注、铺设 整个浇筑体水平分层浇筑，每层浇筑的时间间隔不少于 24 小时。气泡混合轻质土路堤每隔 10m 设置沉降缝，缝宽 1cm，缝间用沥青木板填充。气泡混合轻质土中气泡既有独立细微

9、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，并且要控制好浇筑厚度，根据施工经验得出，一次浇注的最大厚度不能超过 1m；最小不小于 0.25m。同时，要避免雨天施工。本工程气泡混合轻质土工程数量为 3349m3, 浇注厚度控制在 30cm80cm 之间。 65.5 养护 气泡混合轻质土浇筑至设计标高后，宜在表面覆盖防渗土工膜进行保湿养护，在强度没有达到设计强度前禁止车辆直接进入。 平民 2 号桥气泡混合轻质土养护 5.6 纵横坡调整 气泡混合轻质土流动性大，浇筑过程中无法实现路面坡度的要求，待浇筑完成后并达到一定强度要求后用底基层材料进行纵向和横向坡度的调整。 6 结束语 本文介绍的是现浇气泡混合轻质土在高速公路桥梁减跨施工中的应用。实际上气泡混合轻质土是工程领域近年开发的一种新型轻质材料，其主要特点是密度比一般土体小，强度和密度可以调整，气泡的体积含有率大，导热系数小，耐震、隔热、隔音及抗冻融性能好，便于施工，固化后可直立等。由于上述特点，气泡混合轻质土还可用于软基处理、道路扩建、桥台台背填土、滑坡地段填土、挡土墙背的填土、隧道洞口以及地下管线回填等方面。 参考文献 1广东省标准气泡混合轻质土填筑工程技术规程 （GDDBJ15-58-2008）