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渣、脱硫石膏及选矿尾砂等工业废料）、外加剂按照一定的比例混合搅拌，并经物理、化学作用硬化形成的一种轻质材料。具有轻质、自立、耐久、稳定、高流动性等特点，容重5-12
kN/m3，强度0.3-5
MPa，综合造价为270-330元/m3；具有高流动性，且可自密实，施工便利，终凝后有自立性。
1.2 国内外研究现状
泡沫轻质土在国外出现的时间较早，最早可以追溯到1923年J.A.Eriksson在世界上申请制备泡沫轻质土的专利。
后来，欧美多国如美国、英国、荷兰等也对泡沫轻质土进行研究和应用，亚洲各国包括日本、韩国等也充分利用泡沫轻质土的保温隔热性，将其应用于建筑领域。日本最早将泡沫轻质土应用在公路建设中，处理了滑坡病害、差异沉降等问题，称之为气泡混合轻质土工法。
我国于2002年引进并发展了现浇泡沫轻质土技术，
2003年在广东中江高速公路中山新隆至港口段软基台背回填做了第一个试验段，并将其与常规填土从沉降及对桥台侧向土压力等方面进行了比较。如今，现浇泡沫轻质土技术在我国许多道路扩建的加宽路基填筑工程中得到了广泛应用，尤其是工期、施工场地受限及地基较为软弱的施工段，具有广阔的应用前景。CECS 249-2008《现浇泡沫轻质土技术规程》，对泡沫轻质土的材料组分、工程设计、配合比要求、施工注意事项、质量检验以及必备的填料试验研究（包括湿密度及流值试验、消泡试验、力学性能试验、抗冻试验等）给出了规范性要求；在《气泡混合轻质填土新技术》中对现浇泡沫轻质土进行了大量研究；研究了不同原材料对泡沫轻质土的影响以及制备泡沫轻质土的原材料对泡沫轻质土性能的影响规律。此外，通过试验研究，认为水灰比是影响泡沫轻质土流动性的主要因素。
2工程应用
2.1应用概述
自2003年以来，现浇泡沫轻质土技术已广泛应用于道路改扩建、矿山充填、管道回填、高填土路堤、减载回填等领域，解决了如桥台跳车、滑坡陡峭地段治理、路基冻涨等世界性难题，近几年，在铁路路基上也得到了应用，为基础建设事业提供了极其重要的支持。本文将针对其中几处具有代表性的工程应用进行介绍分析。
2.2典型应用
2.2.1道路扩建
唐津高速公路的地基多为呈流塑-软塑状态且厚度不一的淤泥粉质黏土、粉质黏土、粉土等，其工程地质特征为含水量及孔隙比、压缩性高、抗剪能力及承载力较低、固结慢。为满足交通对道路增长需求，将原路基宽度27 m的双向车道高速公路拓宽为34，5 m的双向六车道。拓宽路基填料基本为普通填土及粉煤灰，软土地基采用PTC管桩（预应力管桩）或水泥搅拌桩。但路段A（K1102 ~K1104）的路基填筑高度不大，为2-4 m，原路基右侧有大面积水塘，地基较为软弱，因作业场地空间不足使得复合地基处理软基工程无法施工，且局部放坡空间受限；另有路段B的路基右侧填筑高度较大，传统路基填料会造成较大的软基上覆附加应力及自身的压缩变形，引起过大的路基工后沉降。
为减少新旧路基之间的沉降同时降低软土地基的处理！
强度，路段A、B采用了现浇泡沫轻质土，并通过埋设土压力盒对泡沫轻质土拓宽路基路段进行基底附加应力、浇筑层间压力及挡墙处侧向土压力的检测，分析得知，该技术有效降低了拓宽路基填土的容重及自身的压缩量，减少了附加荷载形成的工后沉降，新旧路基之间差异沉降也在控制范围内，在大大缩短施工工期的同时保证了工程质量。
2.2.2 桥台台背换填
K3+ 085.0分蓄洪区总排渠中桥位于湖北省公安县夹竹园镇荆安村内，桥梁起点桩号为K3 +044.30，终点桩号为K3 + 125.70，中心桩号为K3 + 085.00，位于洞庭湖坳陷北西端和江汉坳陷的南西端的过渡地带，属平原、低丘陵地貌单元。根据勘探情况，沿线地层主要为第四系巨厚层沉积层，自上而下主要为粉质黏土（局部淤泥质粉质黏土）、粉土层、细沙层、卵砾石层。勘探揭露层厚3.5~5.5 m，埋深0~10 m，孔隙比0.92-1.12，天然含水量35.8%-42.8%，压缩模量统计标准值2.8-6.2 MPa，均为软土，因此，需要在桥头过渡段处对地基进行加固处理。经方案比选决定，在桥台台后挖除表层淤泥质土后，桥头部位采用泡沫轻质土与常规土填筑2m高的路堤与桥台链接，泡沫轻质土填筑加固桥背过渡段的工程示范区位于K3 +044.30处，路堤其余部位采用常规士填筑，填筑高度为2m，工程概况如图3所示。而运用ABAQUS对常规土填筑与泡沫轻质土填筑的方法进行数值模拟，。
现场浇筑的泡沫轻质土自然固化，并经过28d的养护期后，通过试验仪器对其表干密度与抗压强度进行测试，施工现场浇筑采样的轻质土密度在700 kg/m3左右，抗压强度平均值达到了1.5 MPa，填筑结构在施工完成三个月后，桥台连接部位并没有由于差异沉降引起的桥台与填筑体之间的“错位”发生。由于材料配比设计合理、养护得当，泡沫轻质土结构表面无裂纹产生。
2.2.3 铁路应用
既有杭州东站改扩建工程属冲积平原地区，地势低平，多为村庄及菜地，道路众多。基坑开挖深度约7m，基坑底以下粉土、粉砂总体厚9.6 m，下卧淤泥质黏土，流塑，厚约20m，同时，由于地下通道与出租车通道间基坑（长23-70 m，宽287 m）回填后将作为站场路基。受前期施工的影响，基坑内分布了大量不同标高的桩基承台和立柱，填筑施工空间狄小。由于场地及工程地质条件均发生了很大改变，原设计地基加固钻孔桩方案已无法实施，承台面以上基坑内紧邻桩基部位填土压实困难，存在压实盲区。
为解决不同构筑物间差异沉降、路基工后沉降和基坑回填土填筑质量等方面的问题，经过综合比选、论证，对站场内铁路路基采用泡沫轻质土填筑，并对地基土进行置换回填处理，不再进行深层地基处理。
从前期室内动三轴试验和无侧限抗压强度试验可知，相对于高速铁路无砟轨道路基动应力设计值1 000 kPa而言，在考虑水对泡沫轻质土动强度影响的基础上及在安全系数为2.0的保障条件下，泡沫轻质土配合比密度达到600 kg/m3和550 kg/m3时，分别可作为基床表层和底层的填料；而在考虑水对泡沫轻质土抗压强度影响的条件下，当泡沫轻质土配合比密度达到500 kg/m3后，其抗压强度大于2800 kPa，已远大于高速铁路无砟轨道路及基床表层和底层静应力，说明在高速铁路无砟轨道路基基床表层和底层静应力环境境下，配合比密度大于500 kg/m3的泡沫轻质土层骨架不会产生破坏。
本工程利用了轻质土容重小的工程特性，以其置换基坑内原状粉土、粉砂，使基坑底以下的土体承受土压力显著降低，以补偿上部路堤填土及列车荷载施加的附加应力，从而达到减小地基工后沉降的目的。工后荷载一单点沉降曲线。
2.2.4 汽车试验场
中汽中心汽车试验场为中国规模最大试车场，位于江苏省盐城市经济开发区汽车城内，设计最高速度达300 km/h，并设有用于高速变向和操控体验的直径达300m的动态广场，设计最高填土达13 m，然而试车场所在场地原为农田、鱼塘密集地，覆盖层为素填土、粉质黏土，下有软土层淤泥质粉土及淤泥质黏土，埋深20-30 m，采用常规填土会给原地基带来极大附加应力，从而导致较大工后沉降，为了降低填土荷载，同时保证质量与工期，本项目采用了现浇泡沫轻质土替代测试道路区域中标准坡道部分填土，如图7所示，标准坡道包括288A.（276A，280A）、（275A，279A）、（277A、278A）、（273A，283A）。
由于泡沫轻质土的轻质、均质、可直立等特性，泡沫轻质土在试车场标准坡道得到成功应用，该项目工后坡道面仅有411mm的累积沉降，也为软基处理提供了一个新的工程参考。
3结论
泡沫轻质土虽属于水泥材料且具有一定的板体性，但因其含有大量的气泡而具有独特的物理性质：轻质性、高强性、自立性、低压缩性、强度和密度可调节性、流动性、自密实性、施工便捷性、保温隔热性、良好的耐久性等，能解决传统混凝土和土解决不了的岩土工程地质治理问题，同时能节省造价、缩短工期，节能环保，因而除本文所述几处工程应用外，还被广泛应用于路基冻涨、管道回填、滑坡及陡峭地段治理、机场跑道拦阻系统、地下空洞回填、基坑回填、矿山止水帷幕等领域。
原创文章转载请注明出处“本文首发于泡沫混凝土网”http://www.bj-tjgc.com/中科新筑公司主营：泡沫轻质土（气泡混合轻质土）技术研发、设计咨询、技术指导、专业施工、设备租赁、设备销售、同行合作。
1.2 国内外研究现状
泡沫轻质土在国外出现的时间较早，最早可以追溯到1923年J.A.Eriksson在世界上申请制备泡沫轻质土的专利。
后来，欧美多国如美国、英国、荷兰等也对泡沫轻质土进行研究和应用，亚洲各国包括日本、韩国等也充分利用泡沫轻质土的保温隔热性，将其应用于建筑领域。日本最早将泡沫轻质土应用在公路建设中，处理了滑坡病害、差异沉降等问题，称之为气泡混合轻质土工法。
我国于2002年引进并发展了现浇泡沫轻质土技术，
2003年在广东中江高速公路中山新隆至港口段软基台背回填做了第一个试验段，并将其与常规填土从沉降及对桥台侧向土压力等方面进行了比较。如今，现浇泡沫轻质土技术在我国许多道路扩建的加宽路基填筑工程中得到了广泛应用，尤其是工期、施工场地受限及地基较为软弱的施工段，具有广阔的应用前景。CECS 249-2008《现浇泡沫轻质土技术规程》，对泡沫轻质土的材料组分、工程设计、配合比要求、施工注意事项、质量检验以及必备的填料试验研究（包括湿密度及流值试验、消泡试验、力学性能试验、抗冻试验等）给出了规范性要求；在《气泡混合轻质填土新技术》中对现浇泡沫轻质土进行了大量研究；研究了不同原材料对泡沫轻质土的影响以及制备泡沫轻质土的原材料对泡沫轻质土性能的影响规律。此外，通过试验研究，认为水灰比是影响泡沫轻质土流动性的主要因素。
2工程应用
2.1应用概述
自2003年以来，现浇泡沫轻质土技术已广泛应用于道路改扩建、矿山充填、管道回填、高填土路堤、减载回填等领域，解决了如桥台跳车、滑坡陡峭地段治理、路基冻涨等世界性难题，近几年，在铁路路基上也得到了应用，为基础建设事业提供了极其重要的支持。本文将针对其中几处具有代表性的工程应用进行介绍分析。
2.2典型应用
2.2.1道路扩建
唐津高速公路的地基多为呈流塑-软塑状态且厚度不一的淤泥粉质黏土、粉质黏土、粉土等，其工程地质特征为含水量及孔隙比、压缩性高、抗剪能力及承载力较低、固结慢。为满足交通对道路增长需求，将原路基宽度27 m的双向车道高速公路拓宽为34，5 m的双向六车道。拓宽路基填料基本为普通填土及粉煤灰，软土地基采用PTC管桩（预应力管桩）或水泥搅拌桩。但路段A（K1102 ~K1104）的路基填筑高度不大，为2-4 m，原路基右侧有大面积水塘，地基较为软弱，因作业场地空间不足使得复合地基处理软基工程无法施工，且局部放坡空间受限；另有路段B的路基右侧填筑高度较大，传统路基填料会造成较大的软基上覆附加应力及自身的压缩变形，引起过大的路基工后沉降。
为减少新旧路基之间的沉降同时降低软土地基的处理！
强度，路段A、B采用了现浇泡沫轻质土，并通过埋设土压力盒对泡沫轻质土拓宽路基路段进行基底附加应力、浇筑层间压力及挡墙处侧向土压力的检测，分析得知，该技术有效降低了拓宽路基填土的容重及自身的压缩量，减少了附加荷载形成的工后沉降，新旧路基之间差异沉降也在控制范围内，在大大缩短施工工期的同时保证了工程质量。
2.2.2 桥台台背换填
K3+ 085.0分蓄洪区总排渠中桥位于湖北省公安县夹竹园镇荆安村内，桥梁起点桩号为K3 +044.30，终点桩号为K3 + 125.70，中心桩号为K3 + 085.00，位于洞庭湖坳陷北西端和江汉坳陷的南西端的过渡地带，属平原、低丘陵地貌单元。根据勘探情况，沿线地层主要为第四系巨厚层沉积层，自上而下主要为粉质黏土（局部淤泥质粉质黏土）、粉土层、细沙层、卵砾石层。勘探揭露层厚3.5~5.5 m，埋深0~10 m，孔隙比0.92-1.12，天然含水量35.8%-42.8%，压缩模量统计标准值2.8-6.2 MPa，均为软土，因此，需要在桥头过渡段处对地基进行加固处理。经方案比选决定，在桥台台后挖除表层淤泥质土后，桥头部位采用泡沫轻质土与常规土填筑2m高的路堤与桥台链接，泡沫轻质土填筑加固桥背过渡段的工程示范区位于K3 +044.30处，路堤其余部位采用常规士填筑，填筑高度为2m，工程概况如图3所示。而运用ABAQUS对常规土填筑与泡沫轻质土填筑的方法进行数值模拟，。
现场浇筑的泡沫轻质土自然固化，并经过28d的养护期后，通过试验仪器对其表干密度与抗压强度进行测试，施工现场浇筑采样的轻质土密度在700 kg/m3左右，抗压强度平均值达到了1.5 MPa，填筑结构在施工完成三个月后，桥台连接部位并没有由于差异沉降引起的桥台与填筑体之间的“错位”发生。由于材料配比设计合理、养护得当，泡沫轻质土结构表面无裂纹产生。
2.2.3 铁路应用
既有杭州东站改扩建工程属冲积平原地区，地势低平，多为村庄及菜地，道路众多。基坑开挖深度约7m，基坑底以下粉土、粉砂总体厚9.6 m，下卧淤泥质黏土，流塑，厚约20m，同时，由于地下通道与出租车通道间基坑（长23-70 m，宽287 m）回填后将作为站场路基。受前期施工的影响，基坑内分布了大量不同标高的桩基承台和立柱，填筑施工空间狄小。由于场地及工程地质条件均发生了很大改变，原设计地基加固钻孔桩方案已无法实施，承台面以上基坑内紧邻桩基部位填土压实困难，存在压实盲区。
为解决不同构筑物间差异沉降、路基工后沉降和基坑回填土填筑质量等方面的问题，经过综合比选、论证，对站场内铁路路基采用泡沫轻质土填筑，并对地基土进行置换回填处理，不再进行深层地基处理。
从前期室内动三轴试验和无侧限抗压强度试验可知，相对于高速铁路无砟轨道路基动应力设计值1 000 kPa而言，在考虑水对泡沫轻质土动强度影响的基础上及在安全系数为2.0的保障条件下，泡沫轻质土配合比密度达到600 kg/m3和550 kg/m3时，分别可作为基床表层和底层的填料；而在考虑水对泡沫轻质土抗压强度影响的条件下，当泡沫轻质土配合比密度达到500 kg/m3后，其抗压强度大于2800 kPa，已远大于高速铁路无砟轨道路及基床表层和底层静应力，说明在高速铁路无砟轨道路基基床表层和底层静应力环境境下，配合比密度大于500 kg/m3的泡沫轻质土层骨架不会产生破坏。
本工程利用了轻质土容重小的工程特性，以其置换基坑内原状粉土、粉砂，使基坑底以下的土体承受土压力显著降低，以补偿上部路堤填土及列车荷载施加的附加应力，从而达到减小地基工后沉降的目的。工后荷载一单点沉降曲线。
2.2.4 汽车试验场
中汽中心汽车试验场为中国规模最大试车场，位于江苏省盐城市经济开发区汽车城内，设计最高速度达300 km/h，并设有用于高速变向和操控体验的直径达300m的动态广场，设计最高填土达13 m，然而试车场所在场地原为农田、鱼塘密集地，覆盖层为素填土、粉质黏土，下有软土层淤泥质粉土及淤泥质黏土，埋深20-30 m，采用常规填土会给原地基带来极大附加应力，从而导致较大工后沉降，为了降低填土荷载，同时保证质量与工期，本项目采用了现浇泡沫轻质土替代测试道路区域中标准坡道部分填土，如图7所示，标准坡道包括288A.（276A，280A）、（275A，279A）、（277A、278A）、（273A，283A）。
由于泡沫轻质土的轻质、均质、可直立等特性，泡沫轻质土在试车场标准坡道得到成功应用，该项目工后坡道面仅有411mm的累积沉降，也为软基处理提供了一个新的工程参考。
3结论
泡沫轻质土虽属于水泥材料且具有一定的板体性，但因其含有大量的气泡而具有独特的物理性质：轻质性、高强性、自立性、低压缩性、强度和密度可调节性、流动性、自密实性、施工便捷性、保温隔热性、良好的耐久性等，能解决传统混凝土和土解决不了的岩土工程地质治理问题，同时能节省造价、缩短工期，节能环保，因而除本文所述几处工程应用外，还被广泛应用于路基冻涨、管道回填、滑坡及陡峭地段治理、机场跑道拦阻系统、地下空洞回填、基坑回填、矿山止水帷幕等领域。
原创文章转载请注明出处“本文首发于泡沫混凝土网”http://www.bj-tjgc.com/中科新筑公司主营：泡沫轻质土（气泡混合轻质土）技术研发、设计咨询、技术指导、专业施工、设备租赁、设备销售、同行合作。