公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝

泡沫輕質(zhì)土作為一種輕質(zhì)材料，是由物理與化學方法制成的。首先將發(fā)泡劑制備成泡沫，按照一定的比例和水、摻合料、水泥基膠凝材料以及外加劑等混合攪拌，最后對其進行硬化處理就得到泡沫輕質(zhì)土。實際上，泡沫輕質(zhì)土屬于加氣混凝土的一種，只是在加氣混凝土中比較特別。泡沫輕質(zhì)土在公路橋梁臺背回填施工中的應用，可使橋頭跳車的情況得到緩解，有利于人們行車舒適度的提升。

        一、泡沫輕質(zhì)土的組成分析

　　泡沫輕質(zhì)土的基本構(gòu)成包括發(fā)泡劑、膠結(jié)材料以及細骨料。其中，發(fā)泡劑為表面活性成分，發(fā)泡劑的水溶液與空氣反應，可生成大量的泡沫。發(fā)泡劑可使液體表面張力降低，同時在液膜表面以電子層排列的形態(tài)呈現(xiàn)，將空氣包圍其中形成氣泡，大量的氣泡聚集在一起就成了泡沫。膠結(jié)材料主要包括主劑和輔劑：主劑主要包括水泥類，具有固結(jié)、強化土體骨架的作用；輔劑主要包括硅粉、石灰石粉以及粉煤灰等輔助材料，主要起催化以及早凝的作用，并且輔劑的添加也可以節(jié)約主劑的使用，降低施工的成本。細骨料一般采用優(yōu)質(zhì)砂，但是成本較高。因此更提倡采用施工廢棄土，包括河沙、碎石粉以及石灰石粉等。在進行細骨料的制作時，需要進行相關(guān)試驗，確保廢棄土材料作為細骨料時的擴散度以及單軸抗壓強度。

　　二、泡沫輕質(zhì)土的物理特性分析

　�。ㄒ唬┹p質(zhì)性和密度變化

　　泡沫輕質(zhì)土中的微小氣泡群數(shù)目較多，其容重相比于一般的土體明顯更小，并且泡沫輕質(zhì)土的容重可通過土體中膠凝材料及氣泡含量的調(diào)整而變化，能夠在5-16 范圍內(nèi)變化。泡沫量的增加可使泡沫輕質(zhì)土的容重減小。

　�。ǘ�）流動性

　　泡沫輕質(zhì)土具有良好的流動性，可采用泵壓進行一定距離的輸送，在施工過程中比較方便。施工用水量對泡沫輕質(zhì)土流動性的影響最大，在施工過程中，可通過水灰比的改變實現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土流動性的調(diào)整。

　　（三）透水性

　　通常膠凝材料的水化物會填充普通水泥固化類輕質(zhì)土的土粒間隙，增加膠凝材料的用量，將降低其透水性。透水性的變化和砂土的粒度特性有關(guān)。具有強透水性的砂土，增大膠凝材料的使用，將導致透水系數(shù)明顯下降。并且，固化輕質(zhì)土養(yǎng)護隨時間的推移，其將生成更多的水化物。泡沫輕質(zhì)土含有泡沫成分，屬于不飽和土的一種，其透水系數(shù)通常為 。

　�。ㄋ模┪�水性

　　泡沫輕質(zhì)土與水長時間接觸后，將吸收一定的水分，導致自身密度增大。若泡沫輕質(zhì)土在積水處使用，則需要做好防水措施，防止泡沫輕質(zhì)土出現(xiàn)吸水的狀況。

　　三、泡沫輕質(zhì)土的力學特性分析

　�。ㄒ唬﹩屋S抗壓強度

　　泡沫輕質(zhì)土具有較好的粘聚力，使用中需要對其單軸抗壓強度進行檢驗。泡沫輕質(zhì)土的制作，要求其單軸抗壓強度應在 左右。增加泡沫的混合比，將降低泡沫輕質(zhì)土的單軸抗壓強度，而增加膠凝材料的使用，將導致單軸抗壓強度也隨之增加。此外，泡沫輕質(zhì)土的單軸抗壓強度也與材料制作所用水泥的質(zhì)量有關(guān)。

（二）三軸壓縮特性與破壞準則

　　為泡沫輕質(zhì)土開展以粘性土為試件的三軸壓縮試驗，使用普通的硅酸鹽水泥作為膠凝材料。試驗結(jié)果表明，泡沫輕質(zhì)土正常狀態(tài)下的破壞包絡線具有幾個內(nèi)部摩擦角 的典型不飽和土的特性，結(jié)合試件波動以及 小的情況進行考慮，得出飽和輕質(zhì)土的破壞準則的界限應為抗壓屈服應力。

　�。ㄈ�）耐久性

　　泡沫輕質(zhì)土的主要組成成分包括水泥，所以其耐久性和水泥混凝土差別不大。通常根據(jù)循環(huán)荷載、干濕循環(huán)以及凍融循環(huán)等因素對強度的影響進行泡沫輕質(zhì)土耐久性的研究。試驗結(jié)果表明干濕循壞以及凍融循壞對泡沫輕質(zhì)土強度所造成的影響不明顯，在車輛循環(huán)荷載的條件下，泡沫輕質(zhì)土的使用壽命相比于公路更長。

　　四、公路橋梁臺背回填泡沫輕質(zhì)土施工工藝的分析

　　（一）工藝原理分析

　　第一、使地基附加應力減輕。軟基沉降變形實際上與效應力原理有關(guān)。而泡沫輕質(zhì)土的容重相比于普通填土更小，泡沫輕質(zhì)土在臺背過渡段回填的應用，可使地基附加應力相比于采用普通填土回填的附加應力更小，使工后的沉降量有效減小。

　　第二、使橋臺和路基的過渡更加平緩。相比于其他臺背填料，泡沫輕質(zhì)土在強度、壓縮性以及剛度方面均占有優(yōu)勢，采用泡沫輕質(zhì)土進行臺背的回填，可使橋臺結(jié)構(gòu)和臺背回填土的剛?cè)嵬蛔兊玫接行Ь徑猓�能夠有效解除橋頭跳車的問題。

　　第三、過渡段縱向厚度漸變。臺背回填泡沫輕質(zhì)土的施工，采用過渡段縱向填厚漸變的方法，可使臺背回填段的工后沉降更加平緩，同時結(jié)合橋頭搭板的共同發(fā)揮作用，可使橋頭跳車的問題得到有效解決。

　�。ǘ�）施工流程及操作要點分析

　　第一、劃分施工范圍。在施工準備階段，首先結(jié)合施工要求以及施工水平劃分建筑層與澆筑區(qū)，規(guī)劃好澆筑施工的實施。

　　第二、開挖路基。結(jié)合設(shè)計圖紙的指示，開挖臺背回填段的路基。

　　第三、清理基底。將建筑區(qū)基底的雜物清除，使基底滿足無松軟土以及無積水的要求，對基底土層進行碾壓，使其壓實度滿足 的標準。

　　第四、進行臨時模板的安裝。根據(jù)施工方案進行臨時模板的安裝，考慮到泡沫輕質(zhì)土較好的流動性，需要確保臨時模板安裝嚴密，避免發(fā)生漏漿等情況。

　　第五、生成泡沫。對發(fā)泡劑進行稀釋處理，然后將壓縮空氣加入發(fā)泡機當中進行泡沫的制作。在制造泡沫之前，務必確保發(fā)泡劑按照一定的比例稀釋。

　　第六、制備水泥漿。拌和站集中供應水泥漿，其應采用流量進行水泥漿拌和的計量。泡沫輕質(zhì)土對水泥漿中的水泥強度要求不高，但前提是所用水泥之前必須經(jīng)過消泡試驗，從而確保其濕密度增加率符合標準。水泥漿應連續(xù)制備，在進行輕質(zhì)土澆筑時，應避免出現(xiàn)局部初凝以及消泡等情況，對施工的質(zhì)量造成影響。在施工現(xiàn)場應進一步攪拌水泥漿，從而使其滿足無沉積、均勻的條件，并且將過濾網(wǎng)設(shè)置在出料口位置，避免存在較大的顆粒材料對甭管造成堵塞。進行施工時，需檢測各車水泥漿重度，從而使水泥漿的質(zhì)量與穩(wěn)定性得到保障。

　　第七、生成泡沫輕質(zhì)土。通過混合水泥漿與氣泡加壓生成泡沫輕質(zhì)土，在施工時，在機器啟動的過程中，需科學調(diào)整其生產(chǎn)參數(shù)，從而使輕質(zhì)土的流量以及濕密度均符合規(guī)范。

　　第八、進行泡沫輕質(zhì)土的澆筑。泡沫輕質(zhì)土的澆筑應控制好單層澆筑厚度，使其在 的范圍之內(nèi)，同時控制好澆筑的時間。澆筑過程中，應確保分區(qū)模板的穩(wěn)固，注意澆筑區(qū)間的密封處理。單個澆筑層及區(qū)間的澆筑應將澆筑時間控制在水泥漿初凝時間內(nèi)，澆筑層的建筑遵循自下而上的原則。澆筑人員的澆筑操作必須按照規(guī)范進行。

　　第九、成品保護。做好泡沫輕質(zhì)土表面的遮雨處理，并且在澆筑硬化達到標準前，禁止車輛的通行。采用塑料薄膜對泡沫輕質(zhì)土的表面進行保濕養(yǎng)護。此外，路面結(jié)構(gòu)層的施工，應確保最后一層澆筑層達到一定的強度，在施工過程中，也應避免大型機械的直接碾壓。