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摘要：文章简要介绍气泡混合轻质土概念及发展过程，气泡混合轻质土8大主要优点；结合工程实例，介绍气泡混合轻质土处理桥梁台背的特点，说明气泡混合轻质土是一种非常值得推广的新材料、新技术。
关键词：气泡混合轻质土; 桥梁台背处理; 推广； 新材料； 新技术
中图分类号：C39文献标识码： A
1气泡混合轻质土的概念机发展过程
气泡混合轻质土系指水泥(需要时亦掺入细粒的砂或砂性土)、水与足够细小稳定的气泡群,按一定的比例经充分混合搅拌并最终凝固成型的一种新型轻质填料。该材料与水泥混凝土类似,水泥是其主要固化剂, 亦可掺入早强剂等外加剂及粉煤灰或石灰等外掺料。
20世纪80年代末期,日本、荷兰等国开始研究气泡轻量土。1985年美国在世界贸易中心建设中采用大量的气泡混合轻质土处理地基,减轻上部荷载。日本于1986年,用其处理公路滑坡,以减轻填土荷重。1988年英国伦敦DorkLand地区修建港口商业中心,采用气泡混合轻质土填筑路基,解决了普通填土沉降大的问题。
国内,2002年顾欢达等对影响气泡轻质土工材料施工稳定性的因素进行了试验研究。2003年河海大学朱伟等对气泡混合轻质土及生产方法进行了研究。经过多年的施工及研究，2012年《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》由广东冠生土木技术有限公司等单位编制出版，标志着我国气泡混合轻质土施工技术得到了进一步推广。
2气泡混合轻质土优点
2.1 轻质性：干体积密度为300-1600KG/M3，相当于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右。气泡混合轻质土能大大地降低填土荷重，减轻建筑物整体荷载。
与其它几种常见土建材料相比，气泡混合轻质土的容重相对较低。但气泡混合轻质土的这种轻质性, 是有别于EPS 等土工泡沫塑料的，EPS 等土工泡沫几乎没有重量。（见表1）
表1几种主要土建材料的容重比较 KN/m³
2.2整体性：可现场浇注施工，与主体结合紧密，不需留界隔缝和透气管。
2.3 低弹减震性：气泡混合轻质土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
2.4 抗压性：抗压强度为0.6-25.0MPA，强度可通过配合比进行自由的调整。
2.5 耐水性：现浇气泡混合轻质土吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
2.6 耐久性：与主体工程寿命相同。
2.7 环保性：气泡混合轻质土所需原料为水泥和起泡剂，起泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患， 并且具有施工噪音低等优点。
2.8 施工速度快，节约投资：只需使用简单的机器可实现自动化作业，可实现800米的远距离输送(通过中转站，运送距离可达1500m)，工作量为150—300M3/工作日。气泡混合轻质土填土均匀且不需碾压作业，施工工期短，综合造价低。
3工程实例
3.1工程概况
中铁某公司所承建的龙岩古武高速公路三角铺中桥3#台右幅的桥头台背采用气泡混合轻质土填筑。此处桥台表层承载力为200kPa，若采用挡墙方案修筑的挡墙较高，且自然坡度较陡，经过设计比选采用轻质土代替高挡墙，可收陡脚，方便桥台施工，且气泡混合轻质土对地基承载力要求较低。
3.2气泡混合轻质土施工
3.2.1施工配合比：
气泡混合轻质土的配合比根据设计强度、湿容重、流动性等要求进行选择，针对本项目工程设计要求，根据《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》计算公式计算及试验，采用表5施工配合比。
表5 施工配合比
3.2.2 基础开挖及砌筑预制块
根据设计图纸进行施工放样及基础开挖。从上至下应逐级开挖台阶。台阶尺寸按设计图纸实施，并设置内倾大于4%的横坡，保证气泡混合轻质填土的稳定性。开挖完成有在基底换填30cm后级配碎石，换填宽度大于气泡混合轻质填土浇筑基础，以便提高地基承载力。
砌筑预制块。气泡混合轻质填土侧面采用水泥面板防护，面板为预制板，由角钢进行固定。面板的作用是防止气泡混合轻质土的风化、保护轻质填土构造体，美化外观。由于面板在气泡混合轻质土固化后会与其合为一整体，因而可不考虑气泡混合轻质土固化后产生的侧压。
按照设计混凝土配合比进行面板基础混凝土施工。施工时，为了防止气泡混合轻质土的溢出，施工中面板之间，面板与地基之间的间隙应尽量消除。另外，要防止面板产生扭曲变形，可在面板中应用管材进行加固。
3.2.3 发泡与搅拌
气泡混合轻质土的配置步骤如图1所示，即在水泥、水充分混合成浆状之后，通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。保证浆物混合均匀，并尽量做到迅速混合，杜绝使用超过发泡时间的气泡群。
图1 气泡混合轻质土的制作方法
3.2.4气泡混合轻质土泵送
气泡混合轻质土泵送一般是由管道或直接泵送。气泡混合轻质土中的气泡，在由管道或泵管输送的过程中消解量是极小的。如果使用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话，由于输送过程中的振动使得气泡消解，湿润度、空气含量将发生变化，流动性也降低。根据本工程的特点，施工机械就近布设，故采用泵管输送。
3.2.5浇筑
气泡混合轻质土中气泡既有独立细微的特点，也具有分散性。因此施工中要避免过度振动。考虑到气泡的消解及材料分离的限度，其浇筑方法如图2所示。
由于气泡遇雨会大幅消解，因此要避免雨天施工。填筑气泡混合轻质土时，由于其自身重量的影响，会压缩气泡和消泡。因此，填筑后的气泡混合轻质土有时会出现紧缩而导致湿容重增加的情况，浇注厚度一般控制在 0.5—1.0m。分层分块浇注，从下往上，下层终凝后浇注上一层；根据浇筑面错开浇筑。台阶处根据浇筑分区及浇筑方量按0.6—0.8m的厚度浇筑。
圖2 气泡混合轻质土的浇注方法
3.3施工缝的设置及养护
气泡混合轻质填土应注意每隔一定间距沿全断面设置施工缝，缝宽1cm，用沥青木板或夹板填塞满。填土本身的施工缝设置位置应与面板及面板基础的施工缝一一对应。施工缝每5到15m设置一道。
气泡混合轻质土浇筑完成后，为了防止由于急速干燥而产生裂缝，在轻质土终凝后及时铺设防渗土工布。此外，如果施工中下雨，对固化前的气泡混合轻质土要进行遮盖，避免雨淋。对于大体积气泡混合轻质土，更应注意加强过程养护。
3.4质量控制及验收
施工过程中应检验气泡混合轻质土的湿容重和流动度，并按要求填写检验记录，各指标误差控制标准及检测频率见下表6。
表6 控制标准及检测频
抗压强度试验方法：每天浇筑时取样，制作两组10x10x10cm的试样共六个。检验试样7d的抗压强度及28d的抗压强度。试验结果取3个试样的平均值。
经过对现场取样试件进行28天抗压强度试验，试件强度满足设计要求。
3.5 施工概况
备3天，浇筑施工12天。正常施三角埔中桥气泡混合轻质土施工总工期为15天，施工准工时，气泡混合轻质土浇筑能力为300m³/天；水泥面板的安装能力为27㎡/天。由于本工程施工工期短，质量良好，受到业主好评。
4结语
气泡混合轻质土是一种先进的轻质填土技术，经过工程实例证明，具有施工机械、人员需求较少，施工速度快，施工质量良好，综合造价低，无环境污染等特点，是一种非常值得推广的新材料、新技术。
参考文献：
[1]陈忠平, 邓江, 王树林, 等, 气泡混合轻质填土新技术[M]．北京：人民交通出版社, 2004.
[2]《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》CJJ/T177-2012．北京：中国建筑工业出版社
[3]黄月华 气泡混合轻质土在地铁隧道减荷中的应用．广东：广东交通职业技术学院学报，2008年3月．第7卷第1期
关键词：气泡混合轻质土; 桥梁台背处理; 推广； 新材料； 新技术
中图分类号：C39文献标识码： A
1气泡混合轻质土的概念机发展过程
气泡混合轻质土系指水泥(需要时亦掺入细粒的砂或砂性土)、水与足够细小稳定的气泡群,按一定的比例经充分混合搅拌并最终凝固成型的一种新型轻质填料。该材料与水泥混凝土类似,水泥是其主要固化剂, 亦可掺入早强剂等外加剂及粉煤灰或石灰等外掺料。
20世纪80年代末期,日本、荷兰等国开始研究气泡轻量土。1985年美国在世界贸易中心建设中采用大量的气泡混合轻质土处理地基,减轻上部荷载。日本于1986年,用其处理公路滑坡,以减轻填土荷重。1988年英国伦敦DorkLand地区修建港口商业中心,采用气泡混合轻质土填筑路基,解决了普通填土沉降大的问题。
国内,2002年顾欢达等对影响气泡轻质土工材料施工稳定性的因素进行了试验研究。2003年河海大学朱伟等对气泡混合轻质土及生产方法进行了研究。经过多年的施工及研究，2012年《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》由广东冠生土木技术有限公司等单位编制出版，标志着我国气泡混合轻质土施工技术得到了进一步推广。
2气泡混合轻质土优点
2.1 轻质性：干体积密度为300-1600KG/M3，相当于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右。气泡混合轻质土能大大地降低填土荷重，减轻建筑物整体荷载。
与其它几种常见土建材料相比，气泡混合轻质土的容重相对较低。但气泡混合轻质土的这种轻质性, 是有别于EPS 等土工泡沫塑料的，EPS 等土工泡沫几乎没有重量。（见表1）
表1几种主要土建材料的容重比较 KN/m³
2.2整体性：可现场浇注施工，与主体结合紧密，不需留界隔缝和透气管。
2.3 低弹减震性：气泡混合轻质土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
2.4 抗压性：抗压强度为0.6-25.0MPA，强度可通过配合比进行自由的调整。
2.5 耐水性：现浇气泡混合轻质土吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
2.6 耐久性：与主体工程寿命相同。
2.7 环保性：气泡混合轻质土所需原料为水泥和起泡剂，起泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患， 并且具有施工噪音低等优点。
2.8 施工速度快，节约投资：只需使用简单的机器可实现自动化作业，可实现800米的远距离输送(通过中转站，运送距离可达1500m)，工作量为150—300M3/工作日。气泡混合轻质土填土均匀且不需碾压作业，施工工期短，综合造价低。
3工程实例
3.1工程概况
中铁某公司所承建的龙岩古武高速公路三角铺中桥3#台右幅的桥头台背采用气泡混合轻质土填筑。此处桥台表层承载力为200kPa，若采用挡墙方案修筑的挡墙较高，且自然坡度较陡，经过设计比选采用轻质土代替高挡墙，可收陡脚，方便桥台施工，且气泡混合轻质土对地基承载力要求较低。
3.2气泡混合轻质土施工
3.2.1施工配合比：
气泡混合轻质土的配合比根据设计强度、湿容重、流动性等要求进行选择，针对本项目工程设计要求，根据《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》计算公式计算及试验，采用表5施工配合比。
表5 施工配合比
3.2.2 基础开挖及砌筑预制块
根据设计图纸进行施工放样及基础开挖。从上至下应逐级开挖台阶。台阶尺寸按设计图纸实施，并设置内倾大于4%的横坡，保证气泡混合轻质填土的稳定性。开挖完成有在基底换填30cm后级配碎石，换填宽度大于气泡混合轻质填土浇筑基础，以便提高地基承载力。
砌筑预制块。气泡混合轻质填土侧面采用水泥面板防护，面板为预制板，由角钢进行固定。面板的作用是防止气泡混合轻质土的风化、保护轻质填土构造体，美化外观。由于面板在气泡混合轻质土固化后会与其合为一整体，因而可不考虑气泡混合轻质土固化后产生的侧压。
按照设计混凝土配合比进行面板基础混凝土施工。施工时，为了防止气泡混合轻质土的溢出，施工中面板之间，面板与地基之间的间隙应尽量消除。另外，要防止面板产生扭曲变形，可在面板中应用管材进行加固。
3.2.3 发泡与搅拌
气泡混合轻质土的配置步骤如图1所示，即在水泥、水充分混合成浆状之后，通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。保证浆物混合均匀，并尽量做到迅速混合，杜绝使用超过发泡时间的气泡群。
图1 气泡混合轻质土的制作方法
3.2.4气泡混合轻质土泵送
气泡混合轻质土泵送一般是由管道或直接泵送。气泡混合轻质土中的气泡，在由管道或泵管输送的过程中消解量是极小的。如果使用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话，由于输送过程中的振动使得气泡消解，湿润度、空气含量将发生变化，流动性也降低。根据本工程的特点，施工机械就近布设，故采用泵管输送。
3.2.5浇筑
气泡混合轻质土中气泡既有独立细微的特点，也具有分散性。因此施工中要避免过度振动。考虑到气泡的消解及材料分离的限度，其浇筑方法如图2所示。
由于气泡遇雨会大幅消解，因此要避免雨天施工。填筑气泡混合轻质土时，由于其自身重量的影响，会压缩气泡和消泡。因此，填筑后的气泡混合轻质土有时会出现紧缩而导致湿容重增加的情况，浇注厚度一般控制在 0.5—1.0m。分层分块浇注，从下往上，下层终凝后浇注上一层；根据浇筑面错开浇筑。台阶处根据浇筑分区及浇筑方量按0.6—0.8m的厚度浇筑。
圖2 气泡混合轻质土的浇注方法
3.3施工缝的设置及养护
气泡混合轻质填土应注意每隔一定间距沿全断面设置施工缝，缝宽1cm，用沥青木板或夹板填塞满。填土本身的施工缝设置位置应与面板及面板基础的施工缝一一对应。施工缝每5到15m设置一道。
气泡混合轻质土浇筑完成后，为了防止由于急速干燥而产生裂缝，在轻质土终凝后及时铺设防渗土工布。此外，如果施工中下雨，对固化前的气泡混合轻质土要进行遮盖，避免雨淋。对于大体积气泡混合轻质土，更应注意加强过程养护。
3.4质量控制及验收
施工过程中应检验气泡混合轻质土的湿容重和流动度，并按要求填写检验记录，各指标误差控制标准及检测频率见下表6。
表6 控制标准及检测频
抗压强度试验方法：每天浇筑时取样，制作两组10x10x10cm的试样共六个。检验试样7d的抗压强度及28d的抗压强度。试验结果取3个试样的平均值。
经过对现场取样试件进行28天抗压强度试验，试件强度满足设计要求。
3.5 施工概况
备3天，浇筑施工12天。正常施三角埔中桥气泡混合轻质土施工总工期为15天，施工准工时，气泡混合轻质土浇筑能力为300m³/天；水泥面板的安装能力为27㎡/天。由于本工程施工工期短，质量良好，受到业主好评。
4结语
气泡混合轻质土是一种先进的轻质填土技术，经过工程实例证明，具有施工机械、人员需求较少，施工速度快，施工质量良好，综合造价低，无环境污染等特点，是一种非常值得推广的新材料、新技术。
参考文献：
[1]陈忠平, 邓江, 王树林, 等, 气泡混合轻质填土新技术[M]．北京：人民交通出版社, 2004.
[2]《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》CJJ/T177-2012．北京：中国建筑工业出版社
[3]黄月华 气泡混合轻质土在地铁隧道减荷中的应用．广东：广东交通职业技术学院学报，2008年3月．第7卷第1期