路基建設(shè)工程中泡沫輕質(zhì)土施工質(zhì)量控制措施研究

藍(lán)利海

在路基建設(shè)工程中，使用泡沫輕質(zhì)土對路基進(jìn)行施工能夠在很大程度上降低施工成本，提高施工質(zhì)量和施工效率。文章結(jié)合工程案例，研究泡沫輕質(zhì)土的具體應(yīng)用及施工質(zhì)量控制措施，為相關(guān)工程施工提供參考。

泡沫輕質(zhì)土;路基建設(shè)工程;施工質(zhì)量;控制措施

U416.04A100363

0 引言

近年來，隨著國家對交通、市政等加大了投資力度，以“輕、快、方便”為特征的泡沫輕質(zhì)土應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了較大成效。泡沫輕質(zhì)土具有輕質(zhì)、抗壓、自立、抗水、施工簡單、方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到了有效應(yīng)用，可對橋臺銜接的路堤差異問題進(jìn)行有效解決，對軟基過渡段的不均勻沉降也可進(jìn)行有效解決。另外，該技術(shù)在山區(qū)路段填筑、橋臺回填、道路拼寬等特殊路段也得到了有效應(yīng)用。

1 泡沫輕質(zhì)土概述

1.1 泡沫輕質(zhì)土定義

泡沫輕質(zhì)土，是通過氣泡機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)使發(fā)泡劑以機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿混合均勻，再由發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工或模塑成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)而形成的一種新型輕質(zhì)保溫材料[1]。該材料屬泡狀保溫材料，其突出特點(diǎn)是在混凝土內(nèi)部形成封閉的泡孔，使混凝土變輕、變熱。

1.2 泡沫輕質(zhì)土應(yīng)用范圍

（1）管道回填。廢油箱、地下管道（含粗油、化學(xué)品）、下水道管道和其他空洞易引起火災(zāi)或坍塌，使用泡沫輕質(zhì)土回填可以解決這些問題，而且成本低。泡沫輕質(zhì)土的使用密度取決于管道直徑和地下水位，一般在600～1 100 kg/m3之間[2]。

（2）貧混凝土填料。泡沫輕質(zhì)土由于采用了彎曲軟管，工作度大，適應(yīng)性強(qiáng)，常用于貧混凝土填層。如果絕熱要求不高，則采用密度約1 200 kg/m3的貧混凝土填層，其平均厚度為0.05 m;如果絕熱要求較高，則采用密度約500 kg/m3的貧混凝土填層，其平均厚度為0.1～0.2 m。

（3）屋頂邊坡。屋頂邊坡采用泡沫輕質(zhì)土，具有質(zhì)量輕、施工速度快、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。斜坡高度一般在10 mm/m，厚度在0.03～0.2 m之間，可采用密度在800～1 200 kg/m3的泡沫輕質(zhì)土。

（4）儲罐底腳支撐。在鋼制儲罐（含粗油、化學(xué)品）的底腳上澆注泡沫輕質(zhì)土，必要時(shí)還可形成一個(gè)凸起的地基，以保證整個(gè)儲罐的支撐在焊接時(shí)處于最佳的受力狀態(tài)，這種連續(xù)支撐可以使儲罐成為薄板箱底。與此同時(shí)，凸基也很容易清洗。泡沫輕質(zhì)土使用密度在800～1 000 kg/m3之間[3]。

（5）園林用地。由泡沫輕質(zhì)土制成的600～1 000 kg/m3的容器可用于園林假山、垃圾箱、桌椅等。

（6）擋土墻。用于港口的主要巖墻。作為輕質(zhì)回填料，在岸墻后面可以降低垂直載荷，同時(shí)還可以減少對岸墻的側(cè)向載荷。因?yàn)槠涫且粋€(gè)粘結(jié)性能良好的剛體，不會(huì)對周圍的岸墻施加側(cè)向壓力，沉降量減少，維護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)減少，從而節(jié)省了大量的開支。泡沫輕質(zhì)土也可用于改善路堤邊坡的穩(wěn)定性，用其代替部分路堤的土質(zhì)，由于減輕了路堤的質(zhì)量，從而減少了受力對邊坡穩(wěn)定性的影響。

（7）運(yùn)動(dòng)場地和田徑跑道。采用排水能力強(qiáng)的泡沫輕質(zhì)土作地基，上面覆蓋礫石或人工草皮，用于運(yùn)動(dòng)場。這類場地的密度為800～900 kg/m3，可以進(jìn)行曲棍球、足球和網(wǎng)球等運(yùn)動(dòng)?；?qū)⒁粚?.05 m厚的多孔瀝青層和塑料層覆蓋于泡沫輕質(zhì)土上，則可用于田徑跑道。

（8）夾心部件。泡沫輕質(zhì)土可用作預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)芯，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫等優(yōu)良性能，一般使用密度為400～600 kg/m3的土壤。

（9）防務(wù)（現(xiàn)代戰(zhàn)爭使用信息和先進(jìn)的機(jī)動(dòng)裝備作為攻擊工具）。泡沫輕質(zhì)土可用于修復(fù)被敵方轟炸破壞的軍事工程，如機(jī)場、重要交通道路等進(jìn)行緊急搶修，可使被敵方破壞的工程迅速恢復(fù)原狀，而且，在得到修復(fù)后的10 min內(nèi)，飛機(jī)就可以起飛降落，戰(zhàn)車就可以通過。

2 工程概況

依托工程橋頭泡沫輕質(zhì)土填筑路基，設(shè)計(jì)車速為80 km/h，路基寬度為25.5 m，最大填筑高度為18.3 m。該合同段的主線按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建造。

設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

（1）泡沫輕質(zhì)土技術(shù)要求：輕質(zhì)土頂面以下0～50 cm，濕容重標(biāo)準(zhǔn)值γd =8.0 kN/m3， 抗壓強(qiáng)度≥1.0 MPa/28 d; 輕質(zhì)土頂面50 cm以下，濕容重標(biāo)準(zhǔn)值γd= 7.0 kN/m3 ， 28 d抗壓強(qiáng)度≥0.6 MPa，流動(dòng)度為180 ±20 mm。泡沫輕質(zhì)土路基底部4.5 m高度范圍內(nèi)濕容重<900 kN/m3，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度>4 MPa。

（2）泡沫輕質(zhì)土填筑縱、橫向施工縫，應(yīng)結(jié)合斜坡地形采用臺階式澆筑，臺階坡度應(yīng)內(nèi)傾2%～4%。

（3）基坑開挖完畢后，應(yīng)將基坑底部壓實(shí)再澆注，防滑錨筋設(shè)置垂直距離為200 cm，水平距離為250 cm。

（4）鋼絲網(wǎng)5～215 cm;上（下）面以下50～100 cm設(shè)5 cm。當(dāng)輕質(zhì)地板的填充高度>6.0 m時(shí)，應(yīng)在所有2 m高度水平鋪設(shè)一層鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)直徑為3.5 mm，橫向搭接長度為10 cm強(qiáng)度。電壓強(qiáng)度8 805 300 MPa，輕質(zhì)地板頂部應(yīng)鋪設(shè)一層不透水土工布。應(yīng)使用聚乙烯土工膜m0.5/pe。縱向和橫截面強(qiáng)度應(yīng)為′-8 805;6.0 kN/m，斷裂伸長率>>300%，直角抗裂性<20 N/mm，CBR抗裂性注2.555 cm，尺寸變化88 045%，靜水壓力>0.05 050 A;垂直滲透性。

3 泡沫輕質(zhì)土填筑工藝

3.1 施工流程

施工流程如圖1所示。

3.2 施工工藝

3.2.1 安裝面板

（1）采用C25小石混凝土預(yù)制板材，適用于裝配鋼模板，面板表面需平滑美觀。

（2）面板為標(biāo)準(zhǔn)塊，邊板和頂板為異形塊，安裝時(shí)可由標(biāo)準(zhǔn)塊通過鋼鋸切割而成。

（3）基坑開挖要嚴(yán)格按批復(fù)的專項(xiàng)施工方案做好支擋、臨邊圍蔽等，基底、臺階碾壓密實(shí)后進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土施工。面板基礎(chǔ)采用C25混凝土。裝配面板時(shí)，應(yīng)先準(zhǔn)確放樣，確定支柱（角鋼75 mm×75 mm×6 mm）的位置，現(xiàn)澆基礎(chǔ)前先放置固定好支柱。

（4）6 mm拉桿與角鋼之間采用點(diǎn)焊連接，且焊接長度不少于2個(gè)焊點(diǎn)。

（5）預(yù)留連接和擴(kuò)展連接也應(yīng)將面板及其基礎(chǔ)分開，考慮面板的寬度和連接桿的位置。

（6）在邊部和角隅位置存在異形面板，預(yù)制時(shí)須注意。此時(shí)宜適當(dāng)調(diào)整預(yù)埋筋的位置，同時(shí)需采取措施注意固定好異形面板。

（7）面板之間勾凹縫，也可勾平縫。勾縫需光滑、圓順、美觀。

（8）澆筑面板基底時(shí)，應(yīng)預(yù)留滲水空間。

（9）在垂直和水平方向均設(shè)面板時(shí)，可對其中一個(gè)方向的支柱進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（10）安裝面板時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制尺寸，避免安裝困難。邊緣和頂部的異形板應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的實(shí)際位置確定尺寸，板與板之間的連接必須緊密，板與基板之間應(yīng)密實(shí)度良好，以避免混凝土泄漏。立柱與板材應(yīng)牢固，防止坍塌。

（11）面板之間設(shè)置的沉降縫應(yīng)用瀝青麻絮填塞，沉降縫表面作勾凹縫美化處理。

3.2.2 輕質(zhì)填土補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

為了提高輕質(zhì)填土中氣泡混合物的穩(wěn)定性，應(yīng)分別設(shè)計(jì)3.0 mm@10 mm×10 mm鍍鋅鋼絲網(wǎng)，按照如下標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)：

（1）填筑高度H<5 m，在輕質(zhì)土基頂、底部50 cm以內(nèi)分別設(shè)置一層鋼絲網(wǎng);

（2）填筑高度5 m≤H≤8 m，在輕質(zhì)土基頂、底部100 cm以內(nèi)分別設(shè)置兩層鋼絲網(wǎng);

（3）填筑高度H>8 m，除在輕質(zhì)土基頂、底部100 cm以內(nèi)分別設(shè)置兩層鋼絲網(wǎng)外，每隔4 m再設(shè)置兩層鋼絲網(wǎng)。

3.3.3 輕質(zhì)土澆筑

泡沫輕質(zhì)土澆筑流程如圖2所示。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 施工準(zhǔn)備階段

施工前應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作，為后續(xù)施工提供良好的支撐，為工程質(zhì)量的提高奠定基礎(chǔ)。首先對施工區(qū)段進(jìn)行劃分，在劃分過程中要保證路基頂部具有相同的高度，使劃分的施工區(qū)段更加合理可行。劃分路基工程時(shí)，應(yīng)結(jié)合路基工程所具有的特點(diǎn)，綜合考慮相關(guān)的施工方案。當(dāng)施工區(qū)段比較大時(shí)，在完成路基開挖和削坡后，要及時(shí)澆筑。其次，在進(jìn)行路基開挖削坡工程時(shí)，應(yīng)注意以下兩個(gè)問題：

（1）要保證開挖次序的正確性，避免因次序不合理而導(dǎo)致路基發(fā)生滑坡。在一般情況下，挖掘堤壩的順序是由高到低依次進(jìn)行。如果呈現(xiàn)為橫向，則首先要挖坡肩，然后挖坡腳。當(dāng)輕質(zhì)土路基實(shí)際澆筑高度與相關(guān)要求相一致時(shí)，比設(shè)計(jì)高度還要高，超過一般方可進(jìn)行后續(xù)開挖。

（2）要控制坡面高度和寬度等，其中坡面寬度要大于設(shè)計(jì)值，坡面高度要小于需要擴(kuò)建的地面高度，再將澆筑區(qū)段進(jìn)行劃分，并在劃分時(shí)參照設(shè)計(jì)區(qū)段，使高程的銜接更平順，控制其厚度在50 cm左右[4]。

（3）選擇所需的攪拌設(shè)備，按合理的比例將漿料與發(fā)泡劑混合攪拌，然后加入到有較高品質(zhì)的攪拌設(shè)備中。

4.2 施工階段的質(zhì)量控制

（1）配制相應(yīng)的漿液，有效地將水泥漿與泡沫輕質(zhì)土的拌和制作分離，避免兩者同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)水泥漿進(jìn)行初期凝固時(shí)，還應(yīng)在施工現(xiàn)場設(shè)置專門的攪拌站，以便對現(xiàn)場的水泥漿進(jìn)行攪拌，并使?jié)仓p質(zhì)泡沫土能夠順利進(jìn)行。在集中拌制的情況下，采用硅水?dāng)嚢柢囕斔退酀{，保證水泥漿的及時(shí)有效供給，并有效控制輸送時(shí)間。（2）要保證泡沫輕質(zhì)土的生產(chǎn)設(shè)備具有良好的質(zhì)量和使用性能，且具有自動(dòng)計(jì)算原料的功能。當(dāng)攪拌泡沫輕質(zhì)土?xí)r，可以有效地調(diào)節(jié)水泥漿和發(fā)泡劑的流動(dòng)速度。（3）要保證制模過程中所用原料的均勻性和充分性，保證水泥漿和泡沫輕質(zhì)土的有效性，并保證出料裝置的停機(jī)時(shí)間不超過2 h。隨后還要對澆筑施工進(jìn)行相應(yīng)的控制，當(dāng)澆筑方法選

擇為上部、下部時(shí)，則要保證施工環(huán)境溫度<15 ℃，并且澆筑過程中要有時(shí)間間隔，一般應(yīng)>12 h，也可以控制在8 h以內(nèi)。如果采用的澆筑方法是單層澆筑，則應(yīng)控制澆筑時(shí)間在2 h以內(nèi)。實(shí)際澆筑時(shí)，控制出料口與地面的高度，一般應(yīng)<1 m。當(dāng)澆筑到一定高度時(shí)，則應(yīng)將出料口置于泡沫輕質(zhì)土層內(nèi)，沿長軸向澆筑[5]。在澆筑管數(shù)>1時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行澆筑，也可采用對角式澆筑。由于實(shí)際澆筑過重，需要移動(dòng)相應(yīng)的澆筑管道，且宜前后移動(dòng)而避免左右移動(dòng)。在移走澆筑管道之后，還應(yīng)嚴(yán)格檢查已經(jīng)移走澆筑管道部位的澆筑質(zhì)量是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，查看路面情況，有空洞、松散等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)澆。之后還應(yīng)處理頂部縱向臺階，通常在施工之前就要處理。對臺階坡度采用人工修整方法，使其控制在33%～50%之間。此外，還要對公路進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)，這樣才能有效地保證公路質(zhì)量，充分發(fā)揮公路本身的使用價(jià)值。在已經(jīng)澆筑好的路面上鋪膜，可以避免日曬。同時(shí)，要適當(dāng)灑水，保證路面濕度，避免因水分蒸發(fā)過多而引起開裂。養(yǎng)護(hù)工作完成7 d后，開始后續(xù)工程的施工，若連續(xù)養(yǎng)護(hù)14 d，路面質(zhì)量仍達(dá)不到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)重新施工。

4.3 工序的銜接及雨季施工

泡沫輕質(zhì)土地基頂蓋結(jié)構(gòu)施工時(shí)，應(yīng)保證強(qiáng)度范圍在0.5 MPa左右，并將道路封閉起來，避免機(jī)動(dòng)車在路上行駛。碾壓和鋪平施工時(shí)，可采用邊壓邊推平邊卸料的方法[6]。如果是雨季施工，為了保證工程質(zhì)量，就要做好相應(yīng)的排水工作。維修階段，應(yīng)采取薄膜覆蓋、設(shè)置臨時(shí)排水溝等措施，防止雨水天氣和道路積水包裹泥漿對已澆筑完畢的泡沫輕質(zhì)土路基造成污染破壞。

5 結(jié)語

在本文中，通過實(shí)際應(yīng)用分析，對泡沫輕質(zhì)土的填筑質(zhì)量問題進(jìn)行了有效解決，并借鑒了以往的填筑方法，為以后與此相關(guān)的施工工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為工程的技術(shù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益提供了有力的保證，為其在工程中的應(yīng)用開辟了更大的空間。

[1]鄒侗飛.淺談路基擴(kuò)建工程中泡沫輕質(zhì)土施工質(zhì)量控制[J].區(qū)域治理，2019（2）：200.

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[3]陳 曉.泡沫混凝土在軟基處理中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（28）：188.

[4]李 斯，姚建平，楊偉利， 等.高速鐵路泡沫輕質(zhì)土路基幫寬施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道建筑，2020，60（4）：136-139.

[5]龔 亮.大體積現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土路基填筑質(zhì)量控制研究[J].建材與裝飾，2018（28）：252-253.

[6]童 虎.泡沫混凝土在公路隧道施工中的應(yīng)用[J].大陸橋視野，2017（6）：113-114.