气泡混合轻质土在蒲都高速路基回填中的应用

于飞

（中铁建昆仑路桥建设有限公司，成都 267800）

1 台背沉降原因分析及危害

高速公路施工通常工程量大，工期紧，施工环境差，桥涵台背回填，结构物边角部位碾压机具很难进行全覆盖或充分的平整碾压，路基局部填料颗粒间隙较大，后期受上部车辆荷载及填土自重影响，填料迅速压缩至路基快速沉降，易发生“跳车”现象；桥涵多布置于沟壑峡谷地段，台背地基地质情况落相对较差，在填土重力荷载对软弱地基附加压力的作用下，易造成桥台整体性后倾，发生不均匀沉降，不利于车辆安全行驶。

2 气泡混合轻质土特性

气泡混合轻质土是一种先进的轻型填土材料。这种填土材料是通过在固化剂中（通常为水泥浆）加入气泡经充分拌和而成，气泡混合轻质土不仅具有轻质性（容重 5～13kN/m3）、良好的流动性 （最大泵送距离可达 500m）、固化后自立性等特点，而且它的容重和抗压强度均可通过试验配合比进行相应的改进，有优化的空间。成都三绕高速蒲江至都江堰段，临溪河特大桥及陈家河 2#桥的桥台台背回填均采用了气泡混合轻质土填筑技术。

3 台背回填设计指标

容重设计：路槽以下 80cm 以内湿容重等级不大于 W6,其余区域湿容重等级不大于 W5。

强度设计：路槽以下 80cm 以内强度等级不小于 CF0.8,其余区域强度等级不小于 CF0.6。

4 施工主要机具

主要施工机具配置如表1所示。

表1 主要施工机具配置

轻质土设备开机生产前，机械操作人员必须按照轻质土拌合设备操作规程做好开机准备工作，并严格按设计配合比要求设定的参数，进行试生产时，首先调整泡沫质量，保证泡沫密度控制在 48～52kg/m3。

5 施工工艺

5.1 配合比试验

通过最初拟定的3组配合比数据，经实验必选后，将最佳配合比上报监理实验室（见表 2），经批复后取用。

表2 气泡混合轻质土配合比

5.2 面板基础施工

台背设计范围开挖验槽完毕后，回填基础承载力检测合格后方可进行面板基础施工，基底铺设 30cm 碎石垫层，由于面板基础位于原地面以下 50cm，基础可直接利用开挖土模施工，有利于基础侧向土压力受力，可避免回填土不密实。

面板基础为 C30 混凝土，采用罐车运输，搭设溜槽入仓工艺，基础混凝土顶面按设计要求预留面板坐浆卡槽，槽深6cm、宽 5cm，采用 10cm×5cm 方木作为开槽模具预埋基础混凝土中，按面板放样边线准确安装木方位置，确保方木边线与面板外边线一致。在实际施工中，拟定混凝土强度达到 50%时，方可取出木方形成面板坐浆卡槽。

5.3 碎石垫层施工

考虑到气泡混合轻质土与常规填土间存在变形差异，面板基础混凝土施工完成后开始铺设轻质土最下部碎石垫层，垫层厚度和压实度严格按照设计要求铺设，施工前要按设计修整基底，必须在基面夯实、整平后，监理工程师检验认可后方能进行碎石垫层施工，同时按设计间距和位置安装排水PVC 管，气泡混合轻质土基底承载力应大于 100kPa，碎石垫层压实度不小于 94%，碎石垫层的铺设厚度为 30cm。

5.4 面板施工

根据现场情况，面板采用现场预制工艺，采用可拆卸式钢模浇筑，模板可使用角钢加工，模板数量根据面板数量确定。面板尺寸严格按照设计要求预制，采用 C20 细石混凝土浇筑，浇筑前应在模板内部涂刷脱模剂，面板预制完成后应统一堆放，专人保管。

5.5 面板安装

底层面板安装：面板安装关键在于最底层面板的安装质量控制，安装时应先定出面板的外边线，然后在面板基础坐浆槽内铺垫 M10 砂浆，逐块安装底层面板，面板槽内坐浆应饱满从缝隙挤出，面板侧面同样应保证砂浆挤出，勾缝后砂浆厚度约控制在 1cm。面板顶部标高应保持一致，误差不超过±5mm，同时吊垂线，保证面板安装的垂直度。

第二层面板安装：应在下层面板顶面饱满铺设砂浆，上层面板与下层面板应错缝安装，不能形成通缝。面板从一边逐块往另一边安装，每安装完成2块后使用 φ6mm 拉杆钢筋将面板与角钢点焊连接，焊接定位前一定要检查面板安装的垂直度、标高和位置等。

面板每次安装高度可根据轻质土分层浇筑厚度确定，宜控制在 80～150cm。如采用移动式施工架，则每次可将面板安装高度增加，但必须考虑角钢自身的柔性不易过高。

5.6 轻质土回填浇筑

经过监理单位验收合格后方可进行浇筑作业。浇筑前及时布置好泵送软管，保证软管有足够长度，检查软管中间接头有无脱落、漏水、弯折、挤压的地方。检查浇筑点应保证内部无明显积水，无杂物。轻质土浇筑作业时，施工人员必须穿工作鞋、戴保护手套、安全帽。

轻质土浇筑不需振捣，直接采用泵管浇筑后自流平，浇筑时为减少轻质土浇筑不规范引起消泡，施工过程中泵送管出口应始终与填筑面保持水平。

浇筑时，应采用分块分层浇筑方式，分块是指严格按照沉降缝分幅跳跃式浇筑；分层是指轻质土每次浇筑厚度最大不应超过 1m，待下部轻质土终凝后才能进行上层轻质土浇筑作业；应均匀控制每层浇筑厚度，宜单层 25～100cm，单层不能出现部分过高或过低情况，养护时间控制在 3d 为宜。

5.7 HDPE 防渗土工膜铺设

为防止顶面渗水、积水渗入气泡混合轻质土引起容重变化，在其顶面铺设一层 HDPE 防渗土工膜，厚度不小于 0.3mm，搭接宽度不小于 10cm，在轻质土顶面反包 100cm 固定。

6 结语

轻质气泡混合轻质土应用于成都三绕桥梁台背回填中后，经过 1年的沉降观察期考验，发现该新型填筑材料可避免传统台背填土碾压不充分造成台背填土沉降现象，减小填土重力荷载和台背地基的土压力，避免桥台倾斜发生不均匀沉降。具有填筑过程不需设备碾压、对现有社会交通干扰少，施工噪声低，施工工期短，施工占地小等优点。