公路工程中泡沫輕質(zhì)土路基淺談

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摘要：結(jié)合工程實例，在闡述泡沫輕質(zhì)土路基優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，介紹了應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土路基的必要性及泡沫輕質(zhì)土路基施工參數(shù)，然后對公路工程中泡沫輕質(zhì)土路基施工技術(shù)進(jìn)行了分析，最后對公路工程中泡沫輕質(zhì)土路基施工過程中的注意事項進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：公路工程；泡沫輕質(zhì)土路基；施工

1工程概況

某改擴(kuò)建公路工程起訖點(diǎn)樁號為：K1414+400~K1433+200，全長18.8km。老路路基寬度為26m，設(shè)計速度為100km/h，雙向四車道，改擴(kuò)建后，路基寬度為42m，設(shè)計速度為120km/h，雙向八車道。路基大部分為雙側(cè)拼寬（K1414+400~K1416+800段和K1422+000~K1433+200段，共13.6km），局部為單側(cè)整體拼寬（K1416+800~K1422+000段，共5.2km）。標(biāo)段內(nèi)主要工程內(nèi)容包括：路基土石方、橋梁、通道、涵洞、防護(hù)排水、路面墊層及基層、道路維護(hù)等工程。設(shè)計優(yōu)化后泡沫輕質(zhì)土工程數(shù)量為214830m3。

2泡沫輕質(zhì)土路基優(yōu)點(diǎn)

泡沫輕質(zhì)土是指利用生產(chǎn)設(shè)備對發(fā)泡劑水溶液進(jìn)行加工，然后和水泥基膠凝材料、集料、添加劑等按照特定比例混合后澆筑形成的一種輕質(zhì)材料。其主要具有下述幾個方面的優(yōu)點(diǎn)。（1）輕質(zhì)性和強(qiáng)度可調(diào)性泡沫輕質(zhì)土采用水泥及膠凝材料和發(fā)泡劑水溶液混合而成，泡沫輕質(zhì)土中有很多閉合獨(dú)立的微小膠質(zhì)氣泡，并且各個氣泡之間不互通，因此，材料的容重很小，能明顯降低路基荷載，減少路基基底應(yīng)力，有效控制路基工后沉降。并且通過對輕質(zhì)土中各組成成分所占的比例進(jìn)行調(diào)整，可以使其強(qiáng)度也得到相應(yīng)的調(diào)整，以適應(yīng)不同路基的交通強(qiáng)度要求。（2）施工的便利性泡沫輕質(zhì)土采用攪拌站和管道運(yùn)輸，具有自流平和自硬化的特性，不需要進(jìn)行碾壓和振搗作業(yè)，可以在空間狹小或距離比較遠(yuǎn)的情況下進(jìn)行施工，施工效率高。在澆筑完成后，一般4h左右就可以固化，而且固化后不會向擋土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力，可以實現(xiàn)垂直填筑。（3）耐久性和環(huán)保性泡沫輕質(zhì)土的抗油污能力、耐久性等均要高出高分子材料。另外，泡沫輕質(zhì)土中氣泡體積含量超過了40%~70%，具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)以及良好的隔熱保溫效果。在道路施工中，可替代原本的路基填筑材料，避免路基高挖高填對環(huán)境的破壞。其能垂直填筑的特性可節(jié)約土地資源，對自然環(huán)境的保護(hù)有重大意義。

3應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土路基的必要性

該公路工程建設(shè)中對路堤的快速修復(fù)、工后沉降要求高，單側(cè)拼寬段最大路基填筑高度達(dá)18m左右，如采用常規(guī)路基填筑，將大大延長施工周期，且難以控制路基的不均勻沉降。為了避免高等級公路軟基路堤中橋涵跳車、公路路基填筑時填筑材料的不均勻沉降、高填方路堤的穩(wěn)定性等問題，節(jié)省昂貴的用地成本和拆遷成本，充分有效地利用土地資源，本工程采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行路基施工。

4泡沫輕質(zhì)土路基施工參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場施工情況及檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果分析，得出推薦泡沫輕質(zhì)土施工參數(shù)如下：本次泡沫輕質(zhì)土試驗路段澆筑所需時間大約為15min，濕密度控制在615~679kg/m3以內(nèi)，采用功率為60m3/h的水泥漿制備站制備好水泥漿，50m3/h的輕質(zhì)土制備站將水泥漿與輕質(zhì)土充分混合后通過4個35m3/h的中繼站將泡沫輕質(zhì)土輸送至施工現(xiàn)場，泡沫輕質(zhì)土的配合比為：水376kg，混合水256kg，氣泡群62.1L，濕密度為640kg/m3，流值為189mm；預(yù)計可達(dá)到的28d抗壓強(qiáng)度為1.3MPa，滿足設(shè)計對該段路基的抗壓強(qiáng)度要求.

5泡沫輕質(zhì)土路基施工技術(shù)

5.1泡沫輕質(zhì)土制備

在施工過程中，使用水泥漿制備站將水和水泥按照設(shè)計比例制備好，然后利用軟管輸送泵將制備好的水泥漿輸送至中繼站。同時，輕質(zhì)土制備站采用發(fā)泡劑和水利用壓縮空氣制備泡沫群。將泡沫和水泥漿充分混合后形成泡沫輕質(zhì)土，由于本試驗段K1417+910~K1417+930右幅為高填方縱坡抬高路段，根據(jù)設(shè)計交底總結(jié)，為了提高填方路基整體穩(wěn)定性，降低施工厚度沉降量，要求該區(qū)域泡沫輕質(zhì)土28d抗壓強(qiáng)度值控制在1.2MPa以上，根據(jù)試驗配合比對輕質(zhì)土的流值和濕密度進(jìn)行調(diào)整，確保其可以達(dá)到設(shè)計要求。

5.2側(cè)向擋板安裝

根據(jù)該工程輕質(zhì)土的特點(diǎn)和施工圖紙設(shè)計要求，工程采用厚度為4cm的水泥預(yù)制板作為側(cè)向擋板，設(shè)計擋板的規(guī)格為90×30cm。施工過程中，采用分層分塊的方法進(jìn)行安裝，根據(jù)當(dāng)日的工作量和工作面確定模板的安裝量。施工模板在安裝過程中，要根據(jù)泡沫輕質(zhì)土擴(kuò)建路基區(qū)和施工斷面圖分層進(jìn)行安裝和拆卸。標(biāo)準(zhǔn)臺階的高度為2/3，按照臺階高度和施工圍擋控制模板尺寸。施工過程中，為防止其他外力和輕質(zhì)土壓力使模板出現(xiàn)傾倒，需要做好模板的支護(hù)工作[1]。泡沫輕質(zhì)土路基澆筑高度達(dá)到設(shè)計的高度要求，并且輕質(zhì)土固化時間超過24h后，即可拆除側(cè)向擋板。拆除過程中要緩慢進(jìn)行，并按照設(shè)計的順序進(jìn)行分段拆除，不允許出現(xiàn)硬砸、猛撬等情況將輕質(zhì)土損壞。

5.3泡沫輕質(zhì)土輸送

若采用直接泵送或管道泵送的方式進(jìn)行輕質(zhì)土泵送，氣泡群消解量非常小。而使用翻斗車和預(yù)拌混凝土車進(jìn)行輸送，會因為輸送過程中振動量過大導(dǎo)致氣泡消解，進(jìn)而使輕質(zhì)土中的空氣含量、濕潤度發(fā)生變化，輕質(zhì)土的流動性將會下降。根據(jù)本工程的實際情況，設(shè)計采用泵送的方式進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土的輸送，考慮到輕質(zhì)土材料氣泡的穩(wěn)定性和材料分離損耗，允許的管道最大輸送距離為500m，所以，需要將施工場所的距離控制在500m內(nèi)，保證輕質(zhì)土的穩(wěn)定性。當(dāng)輸送距離超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時，則采用中繼泵輔助施工。

5.4輕質(zhì)土澆筑

5.4.1澆筑施工要求

輕質(zhì)土中的氣泡具有分散型和獨(dú)立細(xì)微的特點(diǎn)，所以施工過程中盡量減少持續(xù)振動的情況。如果不得不使用導(dǎo)槽進(jìn)行澆筑施工時，需認(rèn)真觀察，確保輕質(zhì)土質(zhì)量達(dá)標(biāo)?？紤]到雨天泡沫輕質(zhì)土中的氣泡會大幅度的消解，因此，盡量減少雨天施工。輕質(zhì)土填筑施工時，考慮自重的影響，會產(chǎn)生壓縮消泡和壓縮氣泡。根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗，本工程輕質(zhì)土的最小施工厚度控制在25cm內(nèi)，最佳施工厚度控制在50cm。

5.4.2輕質(zhì)土澆筑施工要點(diǎn)

（1）各個澆筑區(qū)域在進(jìn)行澆筑施工之前，需要將路線縱向施工距離控制為50m。然后檢查基底，保證基底無積水、無雜物，基底高層可以達(dá)到設(shè)計要求。（2）在進(jìn)行同一區(qū)段上下臨近澆筑層施工時，施工溫度要控制在15℃以上，澆筑間隔時間控制在8h以上。否則澆筑間隔時間需控制在12h以上。（3）在澆筑過程中，單個輕質(zhì)土澆筑層的澆筑時間要保持在2h內(nèi)，順著澆筑區(qū)域長軸方向的一端澆筑到另一端。如果使用一條以上的澆筑管同時進(jìn)行澆筑施工時，可以采用并排從一端進(jìn)行澆筑或者使用對角澆筑的方式進(jìn)行澆筑施工。（4）在進(jìn)行澆筑時，如果需要對澆筑管進(jìn)行移動，那么需要順著澆筑管放置的方向進(jìn)行前后移動，并且澆筑過程中不能向左和右對澆筑管進(jìn)行移動。如果必須要將澆筑管向左側(cè)和右側(cè)進(jìn)行移動時，在進(jìn)行澆筑時要盡量放置到澆筑面下部。澆筑管出料口和澆筑面之間的距離要控制在1.5m內(nèi)。（5）在對泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行澆筑時，要求施工期間澆筑高度控制在1m內(nèi)。而且，施工期間要嚴(yán)格控制材料的品牌和用量。泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行澆筑時，要采用分層澆筑的方法進(jìn)行施工，避免一次性澆筑泡沫輕質(zhì)土量過大降低施工強(qiáng)度。在進(jìn)行澆筑施工時，要檢測施工現(xiàn)場的濕密度，控制濕密度達(dá)標(biāo)后才能避免同一層澆筑過程中出現(xiàn)質(zhì)量不均勻的情況。澆筑期間，每間隔10min檢測一次濕密度，保證濕密度質(zhì)量可以達(dá)到要求。每完成一層澆筑，需檢測6次濕密度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)濕密度不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)立即停工，并找出原因。泡沫輕質(zhì)土澆筑完成后，安排監(jiān)理人員現(xiàn)場進(jìn)行檢查，確保表面的平整性，不出現(xiàn)明顯開裂和沉陷的情況。如果發(fā)現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土澆筑層沉陷量大于3cm，或者出現(xiàn)寬度超過2mm的裂縫，需要清理干凈裂縫，并在進(jìn)行下層澆筑層施工時及時進(jìn)行補(bǔ)充澆筑。

5.5養(yǎng)護(hù)與維護(hù)

（1）輕質(zhì)土澆筑區(qū)頂面澆筑到設(shè)計的高程值后，應(yīng)立即在泡沫輕質(zhì)土路基表面使用塑料膜進(jìn)行覆蓋，并采用保濕養(yǎng)護(hù)的方法對輕質(zhì)土路基進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，也可使用無紡?fù)凉げ荚谳p質(zhì)土路基表面進(jìn)行覆蓋，然后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，持續(xù)養(yǎng)護(hù)時間控制在7d以上。（2）在進(jìn)行輕質(zhì)土路基頂部路面施工時，不允許其他施工機(jī)械在其上部行駛。對于其他地段無法回避時，需要選擇合適的位置鋪設(shè)臨時保護(hù)層，保護(hù)層厚度控制在50cm以上。使用鋼板覆蓋的方式作為工程機(jī)械行駛的臨時便道。

5.6工序銜接

在輕質(zhì)土路基養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度值達(dá)到0.5MPa時，才可以進(jìn)行頂部路面的施工。施工期間，不允許壓路機(jī)、自卸車、推土機(jī)等大型設(shè)備直接行走至輕質(zhì)土頂面。路面結(jié)構(gòu)施工采用一邊卸料、一邊推平、一邊碾壓的方式進(jìn)行攤鋪施工和碾壓施工，壓實機(jī)械采用靜壓施工。

6結(jié)語

綜上所述，該工程在進(jìn)行施工時，需要做好施工質(zhì)量通病的防范措施，并做好施工人員的培訓(xùn)工作，做好施工技術(shù)交底和安全技術(shù)交底工作，確保后期泡沫輕質(zhì)土路基可以順利完工。施工期間，要根據(jù)工程施工要求，積極吸取施工經(jīng)驗和施工教訓(xùn)，并對相應(yīng)的施工工藝進(jìn)行調(diào)整。通過進(jìn)行整改有效避免了質(zhì)量通病的出現(xiàn)，總結(jié)出一套成熟、穩(wěn)定的施工方法，確保泡沫輕質(zhì)土路基施工順利完成。

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作者：張曉東 單位：湖南交通國際經(jīng)濟(jì)工程合作有限公司