气泡混合轻质土在临近既有高速公路桥桩施工中的应用

胥德怀 杨卫峰 杨天侠

（中铁十二局集团有限公司 山西太原 030024）

气泡混合轻质土在临近既有高速公路桥桩施工中的应用

胥德怀 杨卫峰 杨天侠

（中铁十二局集团有限公司 山西太原 030024）

本文结合具体工程实例，介绍了气泡混合轻质土在临近既有高速公路桥桩施工中的应用,气泡土因其自重较轻，施工时无需碾压，可大幅降低填土荷载，减少对临近桥桩的不利影响，且工后沉降小，应用前景广阔。

气泡土；临近桥桩；施工工艺

1 工程概况

某高速公路互通A匝道在AK0+390～AK0+450段下穿主线高架桥，匝道左侧距离高架桥右线1号桩仅0.65m，右侧距离高架桥左线2号桥桩约2.0m，桥桩附近路基填土高2～4m，该段路基最高填土约5.8m。常规的路基填土方案可能会对桥桩造成不利影响，主要有：

⑴因承台两侧堆土的不平衡性，会导致桩侧土体产生沉降，桩基摩擦力减小，甚至引起局部的负摩擦力，负摩擦力会引起桩身的局部拉应力，影响桩身的耐久性；

⑵桩身周围土体收到填料自重及施工碾压产生的附加应力会产生侧向变形，导致桩基侧向受推，由于本桥桩是群桩且下端嵌入岩体锚固，在横向推力作用下桩身会产生较大弯矩，导致桥墩产生背离填土方向的位移。

为保证既有桥梁安全性，该段路基采气泡混合轻质土填筑。

图1 气泡混合轻质土路基填筑平面图

2 主要技术标准

气泡混合轻质土具有优良的物理力学性能，是一种含有大量均匀气孔的新型轻质填土材料。本项目采用气泡混合轻质土技术参数如下：

容重：不大于6.5kN/m 。

设计无侧限抗压强度：不小于1.0MPa。

流动度：180±20mm。

采用如下配合比：

表2 采用配合比

3 施工工艺

3.1 发泡、拌合

气泡混合轻质土的制作程序如下图所示，将起泡剂和水按一定比例连续制成稀释液加入发泡装置，将产生的气泡群迅速与水泥浆混合，充分搅拌而成。气泡群密度应为48-52kg/m3，气泡量是影响气泡土轻质性和流动性的关键因素，搅拌过程中部分气泡会消解，消解量的大小主要与发泡剂种类有关，所以要通过试搅拌确定消泡比率。

图2 气泡混合轻质土制作流程

3.2 泵送

搅拌成型后的气泡土应尽量避免受到振动或冲击，以免气泡群消解，施工一般采用泵送，一级泵送距离可达500m。施工前应进行现场勘查，泵管布设时尽量采用直线或大半径曲线，减少急弯，必要时可采用辅助措施跨越障碍物，同时加强泵管转弯及变坡点处接头检查和紧固工作，确保接口平滑，减缓管道跳动。

3.3 浇筑

面板宜采用水泥混凝土预制板，强度等级不低于C25，面板之间的接缝、面板与地基之间要填充密实，避免漏浆。

气泡土施工时自动密实，无需振捣和碾压。泵送管出口应与浇筑面保持水平，不宜采用喷射方式浇筑，以免混入新气泡；也不宜没入浇筑面过深，避免气泡群压缩、消解。

图1 ：气泡土浇筑示意图

考虑到当地施工温度在25℃～32℃之间，为了保证气泡混合土的强度和整体性，一次施工厚度不超过1m，最小施工厚度不小于0.25m，浇筑时水平分层分块浇筑，每层浇筑的时间间隔大于24h。

4.4 纵横坡调整

因气泡土流动性大，浇筑过程无法调整纵横坡，浇筑前应充分考虑浇筑区段划分及固化台阶设置，最后采用底基层材料调整。

4.5 养护

气泡混合轻质土浇筑完成后，如气候炎热干燥，土体水分会过快蒸发会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，所以浇筑完成后应立即对浇筑面覆盖塑料薄膜或土工布保湿养生，养生时间不宜少于7d。

4.6 沉降缝的设置

填筑体长度超过15m时，应按10m～15m间距沿全断面设置沉降缝，缝宽不宜小于10mm。填缝材料宜选用聚苯乙烯板或沥青木板，并与面板及基础预留沉降缝位置一一对应。

4.7 固化后的质量管理

气泡混合轻质土固化后的质量管理，需确认28d无侧限抗压强度是否达到设计标准。但因为试验结果需要28d后才能得到，多数工程28d后已经完工，要确认其强度并不简单。因气泡混合轻质土7d无侧限抗压强度与28d强度具有良好的线性关系，可以根据7d的无侧限抗压强度来判断28d强度。其经验公式如下：

qu28≈2.33q7（线性倍率为2.33，实际施工中通常取2）

5 施工效果

对施工后的气泡混合轻质土路基进行沉降观测，工后140d沉降已趋于稳定，最大沉降量仅为8mm，满足设计及规范要求。在施工过程中，对临近的既有高速公路桥墩位移经行观测，当气泡土填筑完成后，最大水平位移小于1mm，顺利完成施工任务。

6 结语

在高速公路建设中，受征地及场地空间等多方面影响，选线时从临近既有构造物旁穿越经常无法避免，气泡土在临近既有构造物施工中具有如下特点：⑴重量轻，无需碾压，极大减轻了地基附加应力，工后沉降小；⑵自立性好，可垂直填筑，节约用地，适合狭窄场地施工；⑶泵送距离远，制作点与施工点可分离布设，便于施工组织。

[1]CJJ/T 177-2012 气泡混合轻质土填筑工程技术规程[M]，北京住房和城乡建设部发布，2012

[2]杨帆，轻质气泡土在罗长高速公路马尾互通匝道桥台台背软基处理中的应用[J],福建交通科技，2014

[3]吴亚男，侧向填土对桥梁高墩下部结构影响分析[J]，公路交通科技，2015

[4]段绍团，气泡轻质土在公路工程中的应用及其经济效益[J]，山西建筑，2011

[5]风龙，浅谈气泡混合轻质土的特点和在工程施工中的应用[J]，施工技术，2015

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1007-6344（2017）01-0039-02

胥德怀，1990年2月25日，男，甘肃静宁，本科，助理工程师，岩土工程，铁道工程，中铁十二局集团有限公司，030024