輕質(zhì)泡沫混凝土在公路軟土基中的應用

潘鵬

摘 要：本文主要對傳統(tǒng)公路軟土基處理技術的缺陷進行了分析，并闡述了輕質(zhì)泡沫混凝土的特點及相應路基的設計要求，進而探討了輕質(zhì)泡沫混凝土在公路軟土基中的應用施工方法。

關鍵詞：輕質(zhì)泡沫混凝土；軟土基；擋板預制；配合比

1 前言

改革開放以來，我國經(jīng)濟建設取得了舉世矚目的成就，為各級公路建設打下了良好基礎。在公路施工過程中，常常會遇到軟土基的情況，這就需要施工人員采用合理施工材料對軟土基進行處理。其中輕質(zhì)泡沫混凝土是一種具有多種優(yōu)良特點的新型材料，能夠有效提升公路軟土基處理施工的效率，所以在公路軟土基處理中逐漸被普及。

2 傳統(tǒng)公路軟土基處理技術的缺陷

第一點，在對軟土地基地段進行處理時，由于沉降速度相對較慢，回填路基時難以一次性填至等載高度，從而相應延長了施工時間。

第二點，對于橋梁樁基位置的軟土地基處理，必須在水平位移超過0的狀態(tài)下，才能開始橋基施工，這需要等待施工的時間相對較長。

第三點，在應用超載預壓技術進行施工時，需要通過等截或超載較長時間的預壓，還要將超載部分卸載，并重填沉降部分，相應增加了施工投入[1]。

第四點，通過自然或行車荷載的壓縮，施工后的地基沉降量較大，早期會出現(xiàn)橋頭跳車、路拱不適以及路面破壞等多種病害，從而影響到公路路基的使用期限。

3 輕質(zhì)泡沫混凝土的特性

3.1 輕質(zhì)性

有很多獨立閉合的膠質(zhì)氣泡均勻分布在輕質(zhì)泡沫混凝土內(nèi)部，氣泡膜的韌性非常強，氣泡之間互相密水，能夠促使材料密度達到200kg/m3～1800kg/m3之內(nèi)，從而將構筑物所承受的荷載有效降低，有助于對橋臺背部填筑高度的合理控制，有效減少公路建設用地面積，減少施工時間，進而從一定程度上降低公路軟土基的處理成本。

3.2 高流動性和自立性

泡沫混凝土的流動性非常強，施工人員可以利用管道進行運送，并且水平運送距離可超過500m，垂直運輸高度可達100m。而輕質(zhì)泡沫混凝土在水泥初凝后就逐漸進行固化自立。泡沫混凝土固化后幾乎不會對擋土結構產(chǎn)生土壓力或推擠力，所以可利用其開展垂直填筑作業(yè)。同時，泡沫混凝土作為水泥材料的一種，也存在和水泥混凝土一樣的耐久性。

3.3 防水減震性

輕質(zhì)泡沫混凝土的整體性較強并且其內(nèi)部具有各自獨立的封閉氣泡，透水系數(shù)在10-5cm每秒左右，吸水率非常低，所以防水性能較好。同時，輕質(zhì)泡沫混凝土的抗壓強度和絕干密度間相關性較強，對泡沫混凝土絕干密度進行有效控制，能夠?qū)崿F(xiàn)有效控制其抗壓強度的目的。相對普通填料，泡沫混凝土自重可相對減少30%～40%，從而在很大程度上堅強構筑物的地基承載力，增強泡沫混凝土對構筑物的抗震防震功能。

3.4 環(huán)保性

輕質(zhì)泡沫混凝土的基本構成原料是水泥、發(fā)泡劑和水，其中發(fā)泡劑非常接近中性物質(zhì)，不含各種有害物質(zhì)，同時在施工過程中也不會造成較大的揚塵污染等，對施工現(xiàn)場及其周邊環(huán)境有一定的改善作用[2]。另外，輕質(zhì)泡沫混凝土內(nèi)部氣泡占總體積的一半以上，導熱系數(shù)相對較小，同時還具有非常優(yōu)秀的隔音、隔熱和抗凍融等多方面效果。

4 輕質(zhì)泡沫混凝土路基填筑設計要求

根據(jù)路基高度進行泡沫混凝土填筑設計的要求如下：

第一點，當填筑高度不超過2.5m時，就采用泡沫混凝土澆筑到路床頂部。第二點，當填筑高度大于2.5m且小于4m時，就應先通過路基填料作業(yè)填到路床頂部高度，并且進行等載預壓。第三點，當填筑高度達到4m及以上時，就通過水泥攪拌樁加固地基，填筑環(huán)節(jié)就先進行路基填料填到路床頂部高度，并同時進行等載預壓。

在第二點和第三點預壓過程中，施工人員應認真觀測地基的沉降和位移等。當沉降速度逐漸穩(wěn)定或變小的時，就應開始進行反開挖換填泡沫混凝土作業(yè)。

5 輕質(zhì)泡沫混凝土在公路軟土基處理中的施工工藝

5.1 路基開挖施工

在處理公路軟土基的過程中，施工人員要從整體上一次性挖出輕質(zhì)泡沫混凝土的臺階位置，一般情況下，下臺階的高度應控制在1m之內(nèi)，而上臺階的高度就應控制在2m之內(nèi)。同時，在真正開挖前，施工人員應進行開挖試驗，通過實驗數(shù)據(jù)來查驗邊坡開挖兩米是否仍然穩(wěn)定。對于軟土地基的泡沫混凝土臺階應盡可能從整體上一次性挖出，以有效減少在施工過程中遇到的干擾，也能防止在泡沫混凝土二次開挖時造成破壞。如果在開挖施工過程中遇到降水天氣，施工人員開挖上臺階之前一定要采取相應的防護措施。

5.2 擋板預制施工

安裝擋板的流程一般包括模板基礎、拉筋和角鋼固定等方面作業(yè)。第一步，在進行模板基礎施工時，施工人員一定要嚴格按照國家制定的《公路橋涵施工技術規(guī)范》中的相關規(guī)定開展施工作業(yè)。

在進行擋板澆筑之前，施工人員必須做好基地交接驗收工作，當確定上一道工序質(zhì)量達標后才能開始下一道工序的施工。通常情況下，擋板基礎的現(xiàn)澆混凝土，強度等級都應超過C15，拉筋過程中藥保證鋼筋直徑超過6mm，固定角鋼的變寬要超過50mm，并且固定角鋼之間、擋板拉扣與拉筋之間要通過焊接施工來實現(xiàn)連接。

5.3 泡沫混凝土的配合比設計和制作

通常情況下，普遍采用兩種方法來制作泡沫混凝土，一種是車載式方式，另一種是固定式方式。對于軟土基處理過程中的道路加寬施工，施工人員可采用車載式的方式，這是由于該方式對于氣泡混合輕質(zhì)土的分散施工以及短平快施工有很大的便利。在對泡沫混凝土的配合比進行確定的過程中，相應的技術人員一定要嚴格按照施工設計要求，立足于原材料的特性，充分結合填筑體的實際性能需要來確定，從而保證后續(xù)的泡沫混凝土制作與澆筑等環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量[3]。

5.4 第一層泡沫混凝土施工

第一步，施工人員要在第一層泡沫混凝土澆筑位置的外側將模板支立起來，并有效清洗擋板基礎的頂部表面，將擋板的外緣線清晰標記出來，增加曲線部分的控制點數(shù)量，并通過低強度的砂漿將其調(diào)平。第二步，等質(zhì)量驗收達標后，施工人員要馬上開始第一層泡沫混凝土的澆筑施工。第三步，進行鋼絲網(wǎng)的設置施工，要保證鄰近鋼絲網(wǎng)之間的重疊寬度超過10cm。第四步，在進行路基土石方的過程中，施工人員應通過分層填筑填筑的方式進行，并通過人工打夯機將泡沫混凝土周邊50m區(qū)域內(nèi)的填筑土進行壓實施工。

5.5 第二臺階的首次施工

在結束第一層泡沫混凝土外側土體填筑施工和壓實施工后，施工人員應開始第二個臺階的第一層混凝土澆筑施工。同上面一樣，要先進行第二層擋板設置，之后進行泡沫混凝土澆筑施工，等澆筑施工結束后，就進行第二個臺階的土石方填筑施工，并及時對路基進行壓實和平整操作。

5.6 第二臺階的二次施工

施工人員在首次澆筑結束后，還應進行二次混凝土澆筑施工，在填筑體內(nèi)頂部表面50cm～100cm區(qū)域內(nèi)進行鋼絲網(wǎng)設置，之后對路基進行土石方回填施工。當填筑施工全面結束后，施工人員要合理修正公路軟土基的頂面和邊坡，并進行擋水埂和急流槽的砌筑施工。

6 結語

總之，輕質(zhì)泡沫混凝土在公路軟土基中的應用，對公路軟土基處理施工有十分重要的意義。所以，施工企業(yè)必須對傳統(tǒng)軟土基處理技術的不足之處有深刻認知，并充分了解輕質(zhì)泡沫混凝土的特性，全面把握泡沫混凝土施工設計的要求，并對其施工過程中的每個環(huán)節(jié)進行有效控制，從而充分發(fā)揮泡沫混凝土在公路軟土基處理中的作用。

參考文獻：

[1]雷華陽，任倩，盧海濱，等.吹填場區(qū)雙層軟黏土地基超載比與卸載控制試驗研究[J].巖土力學，2016（11）：3072～3078.

[2] 牛振華，劉永德，萬東錦，等.泡沫混凝土的研究進展及應用[J].中國資源綜合利用，2017（9）：93～95.