泡沫混凝土在桥头路基处理的应用分析

2020-08-06

四川水泥 2020年8期

（中国市政工程西北设计研究院有限公司，福建泉州 362000）

作为现阶段道路桥梁工程常见问题病害，桥头跳车问题的存在不仅影响到桥梁工程质量，亦会增大出现交通事故的出现几率。常规处理技术的应用，无法做到对桥头跳车问题的有效抑制，甚至会增大桥头跳车问题的发生几率。在此背景下，泡沫混凝土因具备施工便捷、压缩性低、流动性强等特点而被应用于桥头路基处理，可以在显著降低桥头跳车问题发生率的同时，提升道路桥梁工程的安全性与耐久性。

1 工程概况

某工程为城市次干路，设计车速为40km/h，双向4 车道，桥梁2 座，桥面宽32m，其中大桥采用2×145m 下承式简支提篮系杆拱桥，中桥采用1-30m预应力混凝土简支小箱梁桥，大桥与中桥距离较近，两桥间路基段约31m。考虑到该工程桥头路基存在软基，且两座桥梁距离较近，为了控制桥头路基段工后沉降，桥头两侧路基采用泡沫混凝土进行回填，具体处理方案为：桥头两侧处理长度为15m，处理高度以桥台高度为准，大桥2 号台4.61m、0号台4.31m；小桥桥台为3.42m，两桥之间其余路处理均为换填50cm。具体桥头路基处理如下图所示。

图一：桥头路基处理图

2 桥头路基处理中泡沫混凝土的应用

2.1 泡沫混凝土特性分析

相较于常规混凝土的应用，泡沫混凝土具备以下优势特点：（1）自重轻。经大量实践研究证明，泡沫混凝土自重要远远小于常规填料，通常情况泡沫混凝土的自重为每立方米6KN，进有常规填料总重量的75%左右。也正因该材料自重的优势，应用于地基处理可以降低地基沉降问题的出现率，确保地基的附加应力保持在允许范围内[1]。（2）地压缩性。该材料的压缩模量较为显著，意味着使用该材料后，路基的变形抵抗能力会大幅度增加，并减少填料压缩变形现象的发生。（3）施工便捷。相较于常规填料的应用，该材料的使用无需开展振捣与碾压作业，并且在地基扰动方面表现优异，其施工成本得到降低。

2.2 材料要求

结合该工程施工要求、现场情况的分析，明确材料使用具体规范，具体为：（1）在保证各项材料质量达标的前提下，要求水泥、外加剂材料符合气泡稳定性标准要求，并达到规定抗压强度[2]。（2）常规添加材料包括外加剂、骨料以及水泥材料等，而为保证泡沫混凝土的泡沫效果达到预期要求，需重视对发泡剂材料的合理应用。具体施工期间，规定发泡剂的应用需符合以下技术要求。①混凝土中存在的气泡需保持细微且均匀的分布；②规定混凝土内气泡必须达到标准的泌水率标准，且控制气泡时间呈现出互不连通的状态；③泡沫混凝土的拌制，需按标准将发泡率控制在20 以上，而发泡混凝土的稀释倍率则需控制在40 以上。（3）严控材料计量精度，规定发泡剂、水泥、外加剂等材料的计量偏差均需控制在±2%内，避免因原材料计量精度控制不到位而影响到泡沫混凝土性能[3]。（4）明确规定泡沫混凝土相关要求，规定构件若长度超过15m，需结合实际情况将变形缝的设置间距控制在5～15m，并且需结合实际情况将变形缝设置于断面突变位置。而针对填缝材料的应用，采用聚苯乙烯泡沫板，将其厚度控制在20～30mm，保证变形缝的填充效果；若采用厚木板材料，则需将其厚度控制在10～20mm 之内。（5）视情况在泡沫混凝土内添加防水剂等材料，如浇注位置在地下水位下，添加适量防水剂来保证泡沫混凝土性能[4]。

2.3 施工工艺

1 准备工作

为保证桥头地基处理施工的顺利开展，需按照相应技术规范开展施工准备工作，结合现场情况的分析进行施工位置平整、清理作业。待场地处理完成后检查其处理效果是否满足桥头地基处理具体要求。

2 基础施工

要想进一步提升基础施工质量，需结合以下几点强化基础作业：①严格按照该工程设标准进行基础开挖。待挖掘作业结束后，借助专用测量仪器检查基坑宽度，控制基础挖掘宽度要大于设计标准。②结合现场情况的分析，判断是否需进行防排水处理，并保证防排水措施的实施可以充分发挥出应有的效用[5]。③该工程桥头位置为软土地基，需按照设计要求进行基地平整、压实作业。

3 泵送浇注

泡沫混凝土浇注作业的开展采用泵送方式，保证其浇注效果达标标准要求。具体浇注作业中，需按照规范要求控制浇注面与浇注管出料口之间保持水平的状态。结合实际情况控制浇注厚度，如面积狭小位置，其浇注厚度需控制在1m 以下，而其余位置泡沫混凝土浇注厚度的最大厚度均控制在0.8m左右。等到浇注作业完毕，视情况实施相应防护措施，如在混凝土表面进行土工布、塑料薄膜的覆盖，保证泡沫混凝土的养护时间最少为3d[6]。同时，做好混凝土的防雨措施，避免持续下雨或暴雨天气对尚未完全凝结的泡沫混凝土产生影响。若混凝土表面因雨水侵蚀而发生性质变化，需重新进行泡沫混凝土表层的浇注。需注意，重新浇注前必须先细致清理消泡的表层混凝土。

4 质量检验

需做到在混凝土浇注期间进行湿容重与流动度的检查测验，具体检查方法为：湿容重检测，需以100 立方米泡沫混凝土的连续浇注为周期，开展1 次湿容重自检，若检测结果的偏差值控制在±0.1a（a 为设计值），表明泡沫混凝土浇注的湿容重达标；针对流动度的检测，同样以100 立方米泡沫混凝土的连续浇注为周期，进行1次流动度自检，若检测结果偏差值控制在±20 表明混凝土的流动度达标。

预制边长为100mm 的立方体构6 个，在此基础上按照标准要求进行泡沫混凝土浇注质量检测：①若连续浇注量小于400 立方米时，试件提取控制在每组200 立方，视情况对构造单元各取一组试件；②在配合比相同的前提下，当连续浇注量超出400 立方米时，试件提取的条件为400 立方米。若针对水位下混凝土质量的检测，其检测标准为：①实际混凝土的平均饱和度抗压强度大于设计值，表面混凝土饱和抗压强度达标；②若实际混凝土平均饱和容重值低于设计值，意味着混凝土的饱和容重达标；③若实际混凝土最大饱和容重值低于设计值的1.1 倍左右，表明混凝土最大饱和容重达标。

5 质量验收

为保证桥头路基处理质量达标，涉及到质量验收作业。该工程施工中，对桥头路基处理以及泡沫混凝土的应用做出规范，具体为：①以泡沫混凝土总面积为依据，计算混凝土表面蜂窝的具体面积，标准值为蜂窝面积小于混凝土总面积的1%；②若混凝土表面非受力裂缝的宽度控制在5mm 以内，视为检测合格，若超出宽度需扣分处理；③检查挡板的具体状态，合格的挡板应保持平顺垂直、线形顺适、光洁等，且沉降缝的状态需保持为顺直贯通，若实际沉降缝与挡板的状态未达标，需视情况扣分处理；④检查工程现场清洁情况，若存在工程废弃物处理不到位、生活垃圾未处理情况，需予以扣分处理。