气泡混合轻质土在驳岸工程中的应用

严燕娟，董蕃宗，刘华根

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市200092)

气泡混合轻质土在驳岸工程中的应用

严燕娟，董蕃宗，刘华根

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市200092)

气泡混合轻质土由于其容重小、稳定性好等特征，已逐渐被广泛应用在各个工程领域。结合上海青浦区驳岸工程实例，阐明气泡混合轻质土的形成原理及其施工技术，介绍了气泡混合轻质土在驳岸工程中的应用，为类似工程的施工提供参考和借鉴。

气泡轻质土;驳岸工程;施工

0 引言

气泡混合轻质土(Foamed Mixture Lightweight Soil)是近年开发的新型土工材料。它指将制备的气泡群按一定比例加入到由水泥、水及可选添加材料制成的浆料中，经混合搅拌、现浇成型的一种微孔类轻质材料［1］。由于加入气泡群，该材料密度比一般土体小，且密度和强度可以调整，隔热、隔音效果因为气泡作用加强，施工方便，耐久性强。由于以上优点，国内外已将其广泛应用于道路加宽，软基处理，地铁上方填土等工程领域［2］。

上海位于长江三角洲地区，水网发达，河道交错。驳岸工程中，有时为满足景观或市政道路需求，河道驳岸后填土较高，驳岸下需采用抗滑桩基满足土坡整体稳定要求。但常因驳岸下存在管线等其他障碍物，桩基施工困难。泡沫轻质土为解决该问题提供了一种新思路。

1 工程背景

(1)工程概况

上海市青浦区徐泾港是该区域内河网水系的重要组成部分，承担着青浦区腹地防汛排涝、航运、转换水体、水资源调度和美化自然环境等重要任务。因徐泾港桥改建，该工程按规划对徐泾港桥下及桥两侧河道驳岸进行改造。

(2)地质参数

根据勘察资料显示，拟建场地内分布的土层自上而下可划分为8大层及若干亚层，其中①层为人工堆填，②层～⑤层为全新世Q4沉积层，⑥层～⑧层为晚更新世Q3沉积层。地基土具体构成情况见表1。

(3)驳岸设计

根据道路设计要求，徐泾港桥台后道路标高比原地坪提高约1.5 m，需对驳岸边坡整体稳定采用瑞典条分法进行复核。经计算，设计驳岸底板下滑弧面安全系数不满足《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)要求，需施打抗滑桩基。

但因徐泾港桥下存在燃气管、规划电力管、规划雨水管、规划信息管以及规划污水管等诸多管线，造成底板下桩基施工困难。其中部分管线仍在运行，管线搬迁既难以实施也耗费时间。该工程考虑在驳岸后采用气泡混合轻质土换填，降低驳岸后填土的荷载。

驳岸采用桩基方案与桥台后换填轻质土方案对比见表2。

经过计算，轻质土容重为8 kN/m3，换填土标高从3.5 m至5.0 m，换填长度从桥台后向道路侧纵向延伸14 m。此方案无须施工桩基，保证了驳岸的整体稳定，满足了道路标高要求，具体见图1。

2 气泡混合轻质土施工

(1)气泡混合轻质土形成原理

气泡混合轻质土中气泡的产生一般有预先形成方式、后形成方式和混合形成方式等。相比较于后两种气泡产生方式，预先形成方式发泡率较高，泡径均匀，且能较好的控制气泡的数量［3］，从而控制轻质土的密度，运用比较广泛。

发泡液在发泡装置中与压缩空气混合，制备成气泡群，再与水泥浆机械搅拌，充分混合，生成泡沫混合轻质土。然后将搅拌好的浆体浇筑入模，养护成型。具体过程见图2。

表1 地基土构成与特征一览表

表2 驳岸采用桩基与桥台后填轻质土方案对比

图1 徐泾港桥下驳岸换填土设计断面图

图2 气泡轻质混合土制作流程

(2)输送

搅拌完成后的气泡轻质土一般泵送。若采用翻斗车或预拌混凝土车输送，输送途中由于振动作用气泡消解，影响轻质土重度，也降低其流动性。泵送过程中，气密性好，气泡消解量极小，能保证其质量要求。因此一般采用泵送。

(3)浇筑

气泡混合轻质土施工过程中应避免过度振动，其气泡混合轻质土半成品自泵送至出管浇筑时间限制在30 min内，以减少因气泡的消减对质量的影响。

同时为保证浇筑质量，每层浇筑厚度为25～50 cm，一般不宜超过50 cm。单个浇注区浇注层的浇注施工时间应控制在水泥浆初凝时间内，宜一次性浇注完毕，必要时最多分两次浇注。浇筑时气温不低于15℃，最短浇筑间隔时间按8 h控制；否则，浇筑间隔时间应不低于12 h。

(4)养护

若施工中遇雨，气泡混合轻质土在固化前表面应采取遮雨措施，防止雨水破坏轻质土中的气泡，影响轻质土的重度和强度。

气泡混合轻质土在浇筑过程中一般不需要每层都采取特别保护措施，但浇筑完成后为了防止由于急速干燥而产生裂缝，宜在表面采用塑料薄膜进行覆盖保湿养护。

泡沫轻质土浇筑硬化成型后，在强度未达到设计强度前，不宜直接进入使用状态。

3 结语

气泡混合轻质土作为一种新型的填土材料，容重约为普通土的1/3～1/2，能够有效降低驳岸后回填土荷载，且自身具有一定强度，可在0.6～1.0 MPa内调整采用，保证驳岸整体稳定安全。同时，气泡混合轻质土流动性良好，输送距离远，无需振捣、压实，对周围环境影响小，施工便捷高效，随时浇筑成型，当驳岸工程遇到特殊条件限制时有一定的技术优势。

［1］ CJJ/T 177-2012，气泡混合轻质土填筑工程技术规程［S］.

［2］ 蔡力，陈忠平，吴立坚.气泡混合轻质土及其应用综述［J］.公路交通科技，2005(22)∶71-74.

［3］ 李英姿.气泡混合轻质土在加固软土地基中的应用［J］.材料与装备，2008(4)∶66-68.

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1009-7716(2015)08-0250-03

2015-04-03

严燕娟(1988-)，女，江苏常州人，硕士研究生，工程师，从事港口码头及城市防洪设计工作。