泡沫混凝土在桥台临近处路堤中的应用

泡沫混凝土在桥台临近处路堤中的应用

全成超

广东顺建规划设计研究院有限公司佛山顺德528300

摘要：结合泡沫混凝土的特性、技术经济可行性，道路软土路基处理方法及软土路基工后沉降等，本文探讨轻质泡沫混凝土在作为路基回填料，对减小桥头路基的工后沉降，减轻桥头跳车的工程问题的可行性。

关键词：桥头跳车；工后沉降；软土路基处理；台后填料；泡沫混凝土

引言：在道路工程建设中，桥头路基下沉式常见的工程病害，大部分已建道路均有桥头跳车现象，这是工程建设的难题。造成桥头跳车的主要原因为路基的工后沉降与刚性桥台间，随着时间的推移，高差不断增大引起纵断突变而造成的。由于处理方案、工期、经济及路基填料本身压缩的客观等因素，路基的沉降不可避免。本文结合软土路基的常见处理方式，探讨台后路基填料的选用对路基沉降的影响，探讨泡沫混凝土作为台后回填料的可行性。

1、桥头路基沉降的原因及处理方式

根据公路路基设计规范及城市道路路基设计规范的要求，高速公路、一级公路及城市快速路、主干路，桥台临近处路堤的容许工后沉降≤10cm；作为干线公路的二级公路及城市次干路、支路的桥台临近处路堤的容许工后沉降≤20cm。经过调查，在部分已建道路上，桥台后路堤的工后沉降往往大于规范规定值，从而产生桥台跳车现象。造成桥台临近路堤工后沉降的原因主要有：工程建设期间选用的处理方案不当；软土层过厚，深层处理无法穿透软弱土层；改扩建工程工期限制及经济原因；台后填料自身的压缩等。

目前，桥台临近软土路基的处理，集中在通过真空预压、加固土桩、CFG桩及刚性桩等方式进行深层处理；台背的回填料主要为透水性好的砂砾、中粗砂及砂石混合料。在深层处理能穿透软弱土层的地区，通过深层处理等方式，工后沉降基本能达到规范要求。但在珠三角等冲击平原地区，软土层普遍偏厚，局部地方达40～50m。深层处理常无法穿透软弱土层，因此结合深层处理，可考虑选用轻质的桥台台背填料回填，减少路基的附加荷载，从而减少路基的工后沉降。现工程上应用的轻质填料主要有土工泡沫塑料、泡沫轻质土，轻质泡沫混凝土，本文探讨轻质泡沫混凝土作为桥台台后回填料的可行性。

2、泡沫混凝土的性能论述

泡沫混凝土是用物理方法将泡沫剂制备成泡沫，再将泡沫加入到由水泥、骨料、掺合料、外加剂和水制成的料浆中，经混合搅拌。浇筑成型、养护而成轻质微孔混凝土。

泡沫混凝土具有轻质性、整体性、低弹减震性、抗压性、保温、耐火等性能，作为路基填料，主要应用其轻质性以减少路基荷载，整体性增强路基的抗变形性及低弹减震性以提高路基的对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。

泡沫混凝土干密度范围大致为100～1600kg/m3，密度等级分为A01～A16十六个等级，强度大致范围为0.3～3.0MPa。其密度等级见下表：

作为桥台台后路基填料，可选用A05～A07密度等级的泡沫混凝土，强度等级≥1.0MPa。举5m高桥台为例，砂石填料重度约为18KN/m3，泡沫混凝土约为6KN/m3，折换后，相当于减少约3m填土，这对控制台背路基的工后沉降非常有利。

3、泡沫混凝土经济性分析

对于泡沫混凝土的经济性，主要针对路基填料缺乏、建筑材料靠外运的地区进行分析，举顺德地区为例，A05～A07密度等级的泡沫混凝土造价为150元/m3左右，砂石混合料约157元/m3。可见从经济性上，在填料缺乏地区采用泡沫混凝土作为回填料是合理的。另外，现泡沫混凝土施工方便，只需使用水泥发泡机便可作业。

4、泡沫混凝土作为路堤填料的设计

泡沫混凝土作为路堤回填料时，应采取有效的防护措施，不得直接裸露，边坡可设置支挡结构的直立式路堤，或设置成包边护坡的斜坡式路堤，泡沫混凝土范围可设置成台阶式，外包粘土后种植绿化等形式。

泡沫混凝土路堤与一般路段路基间应设置过渡段，采用台阶式衔接，台阶的高度可采用0.5～1.0m，坡比宜设置成1:1～1:2，台阶铺设土工布。泡沫混凝土路堤宜沿路堤纵向设置变形缝，距离根据工程实际情况，控制在10～20m，变形缝宽宜为10～20mm。泡沫混凝土路堤顶面宜设置镀锌铁丝网及土工膜，并延伸至一般路堤侧不小于2.0m。

5、泡沫混凝土施工

泡沫混凝土拌合物的初凝时间不应大于2.0小时，运输时应保持其浆料的均匀性，不得产生离析，运输时间不应大于其初凝时间，不得中途停留；拌合物至现场后，应二次搅拌使泡浆充分混合。泡沫混凝土拌合物水平泵送距离应＜500m，当大于500m时，应采用泡浆分离中继泵送方法泵送。泡沫混凝土在现浇中不得振捣，泡浆的留置时间不宜大于30分钟。浇筑厚度＞3m时，应分层浇筑。单次浇筑的厚度不应＞1m，再次浇筑时间应在前次浇筑面达到终凝为准。单次浇筑厚度＞1m时，采取合理的施工方案，做好降温措施。

6、泡沫混凝土存在的缺陷

a、开孔率偏高：由于泡沫混凝土中的Na、K等对气泡的破坏作用，使得其中的气孔多为开孔，易影响泡沫混凝土的水密性，施工时应加强控制。b、开裂、吸水：硬化泡沫混凝土表面开裂，导致吸收大量外来水分。施工时可添加纤维缓解开裂，吸水可加憎水剂解决。

结语：桥过渡段软土路基不均匀沉降的问题一直影响着道路行车的舒适性，增加道路后期维护成本，在软弱土层较厚的地区，在结合成熟的深层处理方案的同时，采用轻质泡沫混凝土作为台背回填料，进一步降低地基附加荷载，减少路堤荷载对软基的工后沉降，为可行有效的一种处理方法。现在泡沫混凝土的技术发展较快，在工程建设中，可持续研究其性能及经济性，总结工程经验，以使其在道路建设中发挥广泛的应用。

参考文献：

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