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泡沫土在市政城市桥梁既有线的施工研究

张志艮

摘要：结合现有城市桥梁线路基础边坡的加宽，阐述了泡沫土能在狭窄范围区域进行作业，不受地形地貌的影响，泡沫土是近年来发展起来的一种新型工程材料。具有重量轻、施工好、环保、成本低、生产操作简单等特点。详细介绍了其生产过程和施工质量控制方法。有利于指导施工一线生产，供同行工程技术人员参考借鉴成功经验。
Abstract： Combined with the widening of the existing city bridge line foundation slope， it is stated that foamed soil can be operated in a narrow area without being affected by terrain and landforms. Foamed soil is a new engineering material developed in recent years. It has the characteristics of light weight， good construction， environmental protection， low cost and simple production operation. The production process and construction quality control method are introduced in detail. It is beneficial to guide the construction of front-line production for reference by peer engineering and technical personnel for successful experience.
关键词：泡沫土;既有线路基加宽;工艺流程;生产质量
Key words： foamed soil;widening of existing line foundation;process flow;production quality
：[TU997]                                      ：A                                  ：1006-4311（2020）08-0110-03
1  工程简介
三金潭立交改扩建工程位于汉口江岸区，南与金桥大道高架桥相连，沿线跨越张公堤防洪区、东西湖堤防洪区、金潭小路相交，北至袋黄高速公路，全长2676m，道路宽度24m。修建内容包括：路基拓宽工程和桥梁工程。设计单位是武汉市政工程设计研究院有限公司。三金潭立交改造工程要进行泡沫土施工的部位包含主线左右幅路基16#、18#桥台锥坡、张公堤蓄洪区路基加宽、东西湖堤府河郊野公园路基加宽改造、东西湖堤半桥、半路回填、桥梁范围主线左右幅桥头台背回填、张公堤桥头台背回填的修筑和改建，是改善出城、進城便利的重要工程。为了预防通车后柔性路面和刚性路面沉降不一致，减少桥台搭板沉降产生跳车，桥台两端采用泡沫土灌注。
2  泡沫土
泡沫土指的是由发泡剂、水泥等物质元素形成的建筑辅助土壤，普遍被应用在道路桥梁等领域。泡沫土的应用十分普遍，所涉及的材料也十分常见，大多为金属网片、泡沫板等。在其填充材料的规格上，应该选用Φ1～2mm@5cm×5cm冷镀锌丝网同时应确保其材料特性的健全、无腐蚀、网眼无断裂。
2.1 发泡剂
发泡剂的相关标准：
发泡剂作为一种重要的填充材料，它能够使对象物质形成大分子空洞，其匀质性指标应符合表1的相关规定。在建筑施工的过程中，发泡剂的执行标准为50吨检验批次。
2.2 水泥
水泥应符合GB175-2007的要求。试验根据施工现场的实际情况，选取袋装水泥检验频次为每200吨1个检验批，针对不同的项目元素，设定相应的试验方法。（表2）
2.3 水
采用府河水进行相应的实验，同时应确保所取样水的相关标准应符合“混凝土水质标准”（JGJ63）的要求，从严保障样品水的安全和清澈，防止因掺入杂质形成不良反应，以此确保发泡剂的发泡性能和泡沫土壤的质量稳定性。
3  施工前准备
3.1 泡沫土技术指标
3.2 配合比
3.2.1 试验室配合比
试验室的配料是根据合格的原材料进行的，这些原料需要一定的外在条件来实施：
①在消泡试验中，对于湿密度的增加应该保持在10%以下;
②湿密度的调试应该遵循图纸设定的初始需求;
③流值要和图纸设定的数值相适应;
④28d抗压强度应大于1.0兆帕;
⑤泡沫土的标准沉降率不超越3%。
3.2.2 施工配合比
施工组合应按以下方式进行：
①原材料测试必须进行并确保测试的合理性。
②在施工搅拌的过程中，应该严格遵循相应的元素配比，进行调和搅拌。
③施工中对泡沫土湿密度和流量值的调试应该保持在最佳状态。
④泡沫土在建筑中应该遵循科学的配合比。
⑤实验过程中，泡沫土湿密度增加率不超过10%。
施工配合比试配验证由施工方试验室实施，业主代表、监理单位见证。
4  路基加宽设计
原府河大桥，不能满足现在车流量的通行能力，需要对原府河桥进行加宽改造修建。经防洪设计院、市政设计院现场踏勘同意采用气泡土回填施工。主桥路基双向加宽24m，想到泡沫土浇筑与原路基有侧压力及2.8m高的回填土自重力，改性地基的承载力将增加。
4.1 地基处理
原桥梁锥坡基础采用CFG桩处理。最外侧的GFG桩距路基底部3.5m。需要加宽的路基远远超过这个距离。为保证沉降安全和边坡稳定，对新建加宽路基里程部位要进行加固处理。结合张公堤蓄洪实际情况，采用水泥搅拌桩加固处理。
4.2 路基加宽段设计
①张公堤路堤填筑所在的里程为K1+468.345—K1+559.612，填筑的宽度为12m为了减小开挖对堤防影响采用“半桥、半路型式”。
②张公堤路面填筑控制。考虑到路面冲洗及雨季排水通畅，在张公堤堤顶预留一定标高。减掉张公堤路基边线位置的路面高度，在进行泡沫土施工浇筑时厚度控制好标高。在这里，测量技术人员被要求在施工前测量新路面的实际高度。
③泡沫土参数的确定。湿密度γ≤950kg/m3，抗壓强度应大于或等于1.0MPa。
④泡沫土与原桥台相结合位置采用开挖台阶状的连接进行了处理，泡沫土的面层和地面层都加设了钢筋网片加强连接力。
5  加宽段泡沫土路基施工工艺
5.1 换填开挖：泡沫土施工前，验收和浇筑现场的基础应不含水和软土，场地应平整，压实度符合设计要求。开挖过程中观察原桥台的稳定性，确保原桥台的整体稳定。
5.2碎石垫层、中粗砂隔离层施工完毕，要达到验收要求
5.3 泡沫土的配置步骤如图1所示，即在水泥和水完全混合成泥浆后，加入泡沫装置产生的气泡。
5.4 保护壁或者模板
泡沫土在一定程度上是可移动的，因此必须在施工前架设模板或防护墙，如图2所示。为了有效地防止泡沫土的渗漏现象，在施工前必须注意加固墙板与地基之间的间隙以保证浆体不发生渗漏。另外，必须对模板和挡土墙进行有效加固，确保模板和挡土墙的强度和稳定性满足施工要求。
5.5 泡沫土浇筑施工质量控措施
5.5.1 浇筑方法的确定
浇注、铺设：泡沫土沿4m纵向布置横向沉降缝，宽度1cm，间隙用夹板填充。将路堤纵向底部分段，形成台阶连接，并根据设计图纸确定台阶的位置和高度。路堤底部沿纵向水平，便于施工。泡沫土壤中的气泡既独立又分散。因为具备良好的流动性和固化后的自立性，浇筑时不需振捣和碾压作业。为了减少气泡的溶解和材料的分离，在施工过程中必须使用正确的浇注法（浇注法如图3所示），并控制浇注的厚度。根据大量的试验结果总结经验，一个构件的最大厚度一般不超过1m，最小不小于0.25m。同时，施工时要避免雨天。泡沫土的浇筑施工工序如图3。
为了有效地保证泡沫土中气泡的均匀性，在施工过程中有必要对原路面行驶车辆带来的振动进行控制。泡沫土浇筑从软管前端开始，出口插入泡沫土中，以消除气泡，防止离析（见图4）。针对不可避免的需要，采用槽式浇注，并采取适当措施，防止泡沫土的施工质量。此外，雨天停止施工作业。
5.5.2 分层浇筑厚度的设置
在进行泡沫土铺设的过程中，受土质自身特性的影响，在浇筑的过程中不可避免的出现压缩气泡的现象。正因为如此，在浇筑泡沫土后，或多或少会出现一定的沉降问题。将泡沫土壤逐层浇注。建筑施工人员每次浇注一层泡沫土时，气泡的数量会随之增多，影响浇筑效果。为了将这一问题控制在低发阶段，施工人员应该注重泡沫土浇筑的厚度。既不能太厚，防止其不易干爽且气泡增多，也不能太薄，虽然减少气泡但是施工质量不过硬。根据实验结果可看出，泡沫土的分层浇筑的厚度应该保持在0.3～0.7m范围之间。
但是需要特别注意的是，当施工现场较为狭窄且封闭的时候，假定为0.9m的浇注厚度并不会影响施工效果。当施工量为2654.2m3时，工程所需的时间为16天。
6  养护
泡沫土充填后，为了防止因快速干燥而产生的裂缝，固化后必须将麻袋盖好。此外，假如施工中下雨，对固化前的泡沫土要进行遮蔽，防止雨淋。对于大方量泡沫土，应注意加强工艺维护，以确保由于维护不足，造成裂痕。
7  去除模具
施工过程中，泡沫土所需的模板、防护墙不能去除，当其防护模具可以去除后，必须要经过相应的论证和检测，确定泡沫土达到设计强度才能拆除。
8  结语
根据本文所述内容，泡沫土在市政城市桥梁既有线的施工中具有重要的作用。在现代城市建设中，泡沫土的应用范围随着生产技术的发展得以不断延伸。尤其是在土地资源匮乏、征地难度较大的地区，泡沫土的施工技术也在进行更新优化。本项目中，通过对泡沫土和路基、路面及防撞结构的有效衔接，通过提高泡沫土的成本效益，确保桥梁工程的施工过程更加规范。充分发挥泡沫土重量轻、施工好、成本低、技术操作简单等特点，使桥梁路基沉降被限定在稳定的范围内，为城市桥梁既有线的施工建设提供先进的技术支撑，在推广泡沫土应用上做出积极的探索。
参考文献：
[1]气泡混合轻质土道路工程的应用[J].交通科技，2009.
[2]CJJ/T 177-2012，气泡混合轻质土填筑工程技术规程[S].
[3]JG/T266-2011，泡沫混凝土[S].
[4]CECS 249-2008，泡沫轻质土技术规程[S].

-全文完-