沈朱威 张华清
北京建达道桥咨询有限公司宁波分公司
摘要：随着我国公路的不断建设，其安全性也备受重视。以往的桥头软基处理方式并不能显著地改善桥头跳车的问题，因为泡沫混凝土自身重量较轻、压缩性较低、流动性较高和施工便利性大等特点，所以泡沫混凝土能够作为优化桥头跳车的施工方式。文章通过理论分析，用泡沫混凝土处理桥头路基的措施能够显著提升公路上行车质量，优化桥头跳车等问题。
关键词：泡沫混凝土；桥头路基；处理；应用
泡沫混凝土作为一种新型的混凝土工艺材料，由于其质地轻，表观密度只有160kg/m3，可以较为可观地减小结构自重，在公路领域中开始得到积极的推广和应用。特别是软土地基路段，高填方路基需要填筑轻质材料，以减小公路对地基的土压力，降低工后沉降，避免通车后路基的不均匀沉降甚至路基失稳等病害的发生。泡沫混凝土与粉煤灰等其他轻质填料相比，具有自立性，即与土体不同，不会产生水平推力。因此，在桥头路段使用泡沫混凝土材料，可以减小台后土压力，节省桥台的工程量。
虽然泡沫混凝土有上述优势，但是在桥头路基处理中，由于缺乏施工经验，还没有得到有效的普及。为保证工程的顺利实施，本文对泡沫混凝土在路基处理中的应用进行探讨。
一、泡沫混凝土的特性
泡沫混凝土具备压缩性能较低、流动性较强、自身重量较轻以及施工便利性较高等特点，能够显著优化桥头跳车等问题，尤其是在高速公路上，可以让行车更加舒适、安全。
泡沫混凝土普遍容重量为6kN/m3，不到常规道路填料的三分之一，能够有效地控制地基的附加应力，从而控制地基的沉降。
泡沫混凝土的压缩模量比较大，抵抗变形的效果比较高，因为填料自身具备非常显著的抗压缩性能，所以填料的压缩变形情况并不明显。
泡沫混凝土的施工面积比较小，施工不需要任何的碾压和振捣，自身所具备的密实性比较高，对地基无明显的影响，泡沫混凝土的施工不会导致周边地基沉降。
泡沫混凝土浇筑之后便能够快速固化自立，对挡土结构物没有明显的推挤影响，能够直接垂直填充。
二、泡沫混凝土作用原理
常规桥头路基填料的容重量比较大，普遍为（20±2）KN/m3，路基填筑在桥头软基当中时，会呈现线性分布，作用在软基顶面上的自重应力便会成为填料容重和填土高度的乘积，进而对软基顶面提供一个附加的应力，通过该应力对软基实行更深层次的扩散，促使软基压缩变形。不同压缩模量的软基所形成的压缩变形量也不相同，压缩模量越低，其形成的压缩变形就会越大。对于软土地基而言，其压缩模量就会越低，从而形成的压缩变形就会越明显，路基整体沉降越大，进而引发桥头跳车。
三、常规处理方式
真空联合堆载预压法造价比较低，但是施工过程中会存在明显的沉降，对路基有一定的要求，要求路径边缘20m范围内不能有建筑物存在，以免导致路基的沉降影响建筑物的安全性。这一种方式处理桥头早期沉降量比较低，但是后期会存在明显的沉降。
预应力管桩法主要是在软基当中插打高强度的预应力管桩，从而实现降低沉降的目的。真空联合堆载预压法和水泥搅拌桩法因为施工工艺的影响，很难实现深软基的处理，但是预应力管桩法能处理深度几十米的沉降，不过其造价较高，在实际设计过程中还会无法穿透软基。
水泥搅拌桩法借助将水泥与原位软基实行搅拌混合构成复合地基，实现优化地基，降低沉降的目标，但是干法、湿法施工的施工难度比较高，并且处理的深度比较浅，普遍只能处理10m左右。
四、施工工艺
1、施工准备
泡沫混凝土填筑工程的施工现场应按交通部颁发的《公路路基施工技术规范》的规定进行场地清理、整平压实等前期准备工作；并且场地条件要求满足挡板安装及泡沫混凝土浇注的要求。
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2、基础施工
⑴基坑应按设计提出的相关意见要求进行开挖，基底的宽度应不小于设计值；
⑵基坑应做好防、排水等施工工作；
⑶基底土为碎石土、粘性土等时，应按照设计提出的压实度要求进行整平压实。
3、泵送浇注
采用配管泵送的方式进行泡沫混凝土的泵送。浇注期间，浇注管的出料口应当与浇注面保持水平状态。除了狭小面积可按小于1m的要求控制外，其他部位的泡沫混凝土单层浇注厚度必须按照0.3～0.8m的要求进行控制。
在浇注完填筑体的顶层时，应及时覆盖塑料薄膜或土工布，养生时间为3d。当遇到大雨或长时间持续的小雨天气时，对未固化的表层应采取遮雨措施。重新浇注上层前，应对已被雨水消泡的表层进行铲除清理。固化前，应避免对泡沫混凝土的扰动。
4、质量检验
在浇注过程中，按规定检测泡沫混凝土在施工期间的湿容重和流动度。泡沫混凝土的试件采用边长为100mm规格的立方体构件，共做二组6块，并按下列要求实施：
⑴当相同配合比的泡沫混凝土连续浇注不大于400方时，按照每200m3的条件取一组试件，但是每个泡沫混凝土的构造单元应至少取一组试件；
⑵当相同配合比的泡沫混凝土连续浇注大于400m3时，按照每400m3的条件取一组试件。
在地下水位以下浇筑泡沫混凝土时，应在每个构造单元底层取一组试件，其构件合格的判定标准有：饱和抗压强度平均值不小于抗压强度设计值的0.7倍；饱和容重平均值不大于饱和容重设计值；饱和容重最大值不大于饱和容重设计值的1.1倍。
5、交工验收
泡沫混凝土浇筑完成以后，按相关的规定程序进行交工验收。交工验收外观的鉴定内容：
⑴泡沫混凝土表面存在蜂窝的面积不得超过其总面积的1.0%，如不符合要求，每超过5‰减2分；
⑵泡沫混凝土表面出现的非受力裂缝宽度大于5mm时，扣减1～2分；
⑶挡板要求光洁、平顺垂直、板缝均匀，线形顺适，沉降缝必须贯通且要求顺直，否则扣减1～2分；
⑷排水等其他附属工程要求齐全，生活垃圾、工程废弃物等处理合理，否则扣减1分。
五、泡沫混凝土在桥头路基中的应用
压缩沉降主要来源于施工条件、填充材料以及台前台背的防护排水工程的实际情况。为了降低台背施工后的沉降情况，普遍会使用多孔隙的渗透性填充材料，但是因为桥台周边较为狭窄，在施工过程中，压实机不能紧靠台背，填充颗粒间隙无法完全消除，导致填充质量较弱，无法达到预定的质量标准和要求。在公路自重以及车辆的垂直和振动负荷的影响下，填充材料便会不可避免的形成压缩沉降，从而引发跳车。按照相关研究结果显示，在路提压实程度在95%以上时，每一米填土高度在施工完成之后的沉降就会增加10mm。
泡沫混凝土自身重量较轻，在软基当中的附加应力非常小，由分层综合法能够得知，软基沉降的系数非常小。与此同时，泡沫混凝土压缩模量比较大，抗压缩变形能力非常强，自身的压缩变形系数就会非常低，所以在桥头的应用中能够显著降低桥头跳车的情况。除此之外，在地基当中打下小木桩能够优化软土地基，在铺设范围内构成复合地基，从而提升软基的压缩模量，控制地基的变形状况。使用泡沫混凝土作为路基填充材料，其因为填充料的容量低，在下卧层未加固位置所受到的附加应力就会比较低，能够显著控制软基处理深度不足这一难题，从而控制下卧软基沉降这一目标。
结语：综上所述，使用泡沫混凝土能够显著优化桥头软基的处理质量，有效的杜绝桥头跳车情况的发生，并且还能够显著降低桥台的土压力以及桥台桩基所承载的弯曲距力，控制桥台和桩基的侧移状况，延伸桥台结构物的使用寿命，值得在工程中广泛应用。
参考文献:
[1]张恒.桥头跳车搭板在线抬升研究[D].武汉理工大学，2014.
[2]王志斌.泡沫混凝土在桥头路基处理中的应用[J].交通世界(工程技术)，2015，(7).
[3]刘佳奇，霍冀川，雷永林，等.泡沫混凝土的研究进展[J].化学工业与工程，2010，(1).
论文作者:沈朱威,张华清
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：混凝土论文; 泡沫论文; 桥头论文; 路基论文; 容重论文; 地基论文; 桥台论文; 《防护工程》2018年第21期论文;