高速公路改擴(kuò)建氣泡混合輕質(zhì)土施工質(zhì)量控制

■張明陽 王炳華 唐高華 周立冬

（中國建筑土木建設(shè)有限公司）

1 氣泡混合輕質(zhì)土施工質(zhì)量控制

1.1 一般施工準(zhǔn)備工作

施工之前先將施工場地清理干凈，平整，沿路基兩側(cè)挖臨時排水溝，首先，將縱向和橫向排水溝挖在低洼地段，且要使地下水位降低，后再清理干凈地下淤泥，最后進(jìn)行晾曬。等所有施工人員安排妥當(dāng)之后，適當(dāng)做好協(xié)調(diào)。將施工便道打通，并讓工作技術(shù)人員及施工設(shè)備進(jìn)入施工現(xiàn)場準(zhǔn)備施工。

施工試驗(yàn)區(qū)工作人員要按照施工合同對應(yīng)的施工現(xiàn)場實(shí)況針對部分6-7m高填方路段條件下來拓寬高速公路并進(jìn)行改造。

1.2 保護(hù)面板施工

必須保證保護(hù)面板的強(qiáng)度和剛度達(dá)到要求，且要采用鋼模板。預(yù)制保護(hù)面板需要按照交通部《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 041—2000）規(guī)定要求具體執(zhí)行，必須保證保護(hù)面板表面光滑且斷面尺寸一定要達(dá)標(biāo)。

1.3 氣泡混合輕質(zhì)土施工

1.3.1 澆筑

①澆筑過程中要保證使管口沒入氣泡混合輕質(zhì)土，防止把空氣帶進(jìn)新澆筑的輕質(zhì)土中，繼而生成較大氣孔；②如果一次性澆筑厚度較大，則往往會因?yàn)槭艿綒馀莼旌陷p質(zhì)土容重的影響而將下部輕質(zhì)土中泡沫壓碎，一般要將單層的澆筑厚度控制在1m以內(nèi)，20cm-80cm之間；③為了防止出現(xiàn)氣泡混合輕質(zhì)土而破壞初凝的現(xiàn)象，避免最終對初凝之后的氣泡混合輕質(zhì)土造成影響，通常要求要將澆筑時間控制在合理范圍內(nèi)，而且還要特別注意控制好單層澆筑的時間，一定不能使其比水泥初凝時間長；此外間隔澆筑上下層的時間要比水泥的初凝時間長；④設(shè)計(jì)配合比一般可以通過氣泡輕質(zhì)土初凝前的容重看出，因此，檢測濕容重時都要由澆筑管口處取樣；⑤流動度是氣泡混合輕質(zhì)土因自重影響而坍落形成的最大水平直徑，其作為一種衡量氣泡混合輕質(zhì)土的流動性物理指標(biāo)，一般采用圓筒法來檢測；⑥施工過程制作試塊時必須按要求進(jìn)行，制作完成后還要檢測試塊抗壓強(qiáng)度。且要保證試塊頻率達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。一般對于不同濕容度也會對應(yīng)不同的差異化強(qiáng)度。因此，試塊制作過程中必須要將其濕容度記錄下來；⑦完成填筑體澆筑之后，要及時覆蓋一層塑料薄膜或工布；⑧需要在澆筑體上蓋上一層塑料薄膜或是工布，一般控制養(yǎng)生時間為3個工作日；⑨倘遇雨天需要為尚未固化的表層采取有效的遮雨措施，在重澆上層之前需要鏟除清理雨水浸泡過的表層；⑩固化前禁止擾動氣泡混合輕質(zhì)土。

1.3.2 施工工藝

A.管路布設(shè)：

為保證泵送順利完成，必須要保證正確的布管和接管，作為基礎(chǔ)性前提條件，布管時必須保證注意以下幾點(diǎn)：

（1）施工前，要先認(rèn)真勘察施工場地，且必須要選用正確的布管簡圖繪制方法，后羅列出各種高壓軟管、接頭和管卡、鐵絲等材料的規(guī)格以及數(shù)量清單。

（2）為了使泵管膠圈鏈接狀態(tài)良好，施工人員可采取將高壓軟管高度增加的方式進(jìn)行。盡量降低泵管前端及管彎處、上下坡加固處的坡位沖擊力，避免造成管子跳動或炸裂。

（3）布置短路的時候要選最短距離，盡量避開彎管布陀的情況，使用大彎而不用小彎，必要時需跨越障礙物，比如需要在跨越障礙時于管路制高點(diǎn)位置裝設(shè)放氣閥。

（4）如果布管時采取的是直上直下的方式，則需要在輕質(zhì)土泵出料口的位置將截止閥設(shè)置在輸送管根部3-6m的位置，避免出現(xiàn)輕質(zhì)土拌和出現(xiàn)倒流的情況。

（5）如果布管時是采取傾斜向下的配管方式，這時要把氣閥設(shè)置在斜管上，有必要的話要將氣閥打開然后再放入空氣，必須維持管中均衡的壓力。通常朝下配置斜管底部時均需要配置合理長度的水平配管，借此來增加由于抵抗輕質(zhì)土自重下落生成的阻力，防止管道真空。

（6）一般配管要將新管配于管路的初始位置，主要原因是這里壓力比較高。

B.調(diào)整配合比

調(diào)整流動度：假如輕質(zhì)土流動度較小，此時生成的摩擦阻力一般也較大，這時就要增加泵送壓力。如果流動度比較大時，輕質(zhì)土拌合物留存于管道中的時間太長，這時候往往泌水也比較多，在這種情況下便容易生成氣泡并且與水泥發(fā)生離析問題而導(dǎo)致出現(xiàn)消泡問題。通過總結(jié)以往的施工過程經(jīng)驗(yàn)會發(fā)現(xiàn)，在輸送管道中，對于輕質(zhì)土而言，通常情況下隨著管道長短的增加或減少，一般其輕質(zhì)土的流動度也能達(dá)到5%-15%；設(shè)計(jì)輕質(zhì)土配合比及其相應(yīng)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)控制值時，通常情況下需要在保證調(diào)大集中攪拌處的初始流動度到180-200mm之間，將輸送管道出口處的流動度控制在150-170mm之間。

調(diào)整水灰比：除了可以用水泥水化輕質(zhì)土中的拌合水以外，也可以維持一定的輕質(zhì)土拌合物施工性能。此外，在泵送輕質(zhì)土的過程中，其水灰比往往與輸送管中的流動阻力有著極大的關(guān)系，在水灰比持續(xù)減小的過程中，輕質(zhì)土拌合物的流動阻力會慢慢增大。根據(jù)相關(guān)資料顯示，如果在水灰比比0.45低的情況下，流動阻力明顯會增大。而如果水灰比比0.80大時，這種情況下即使流動阻力會減小，但此時輕質(zhì)土拌合物和易性會減小繼而出現(xiàn)離析的現(xiàn)象，與此同時還會使輕質(zhì)土的可泵性不斷惡化，加重消泡問題。

C.泵送施工

假如輕質(zhì)土泵送施工過程中設(shè)置得不合理，又或者是布管不夠科學(xué)，施工操作不嚴(yán)格，均會導(dǎo)致生成大批量的浪費(fèi)及嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須要保證泵送施工的科學(xué)性和合理性。

泵的設(shè)置：一般來說，在施工條件充備的前提下，設(shè)置輕質(zhì)土泵時其位置應(yīng)該處于澆筑體中間及其周圍位置，以便于縮短布管長度及減小輕質(zhì)土泵送的距離，此過程還能有效地節(jié)省人力和時間。另外由于輕質(zhì)土泵電功率大的緣故，設(shè)置泵時必須要保證電量必須充足和可靠接地。設(shè)置安裝泵身的時候一定要保持一定的平穩(wěn)性及牢靠性，且地面一定要保證平整硬實(shí)。

輕質(zhì)土泵送：安裝完管道安裝及泵送之后，要認(rèn)真檢查安裝的牢固程度，此時要由相應(yīng)的操作技術(shù)人員仔細(xì)檢查電源和各個控制部分，保證各環(huán)節(jié)都必須維持正常工作狀態(tài)，在攪拌缸中存料充足的情況下便可以開機(jī)泵送：

（1）泵送輕質(zhì)土施工前要向高壓軟管內(nèi)注入充足的水，目的是用于潤滑管道，緊跟著要將管中的清水分段排出來，目的是為了避免因管內(nèi)輕質(zhì)土和清水壓差引發(fā)管爆。完成管道潤滑并將水排除之后，即可開始泵送輕質(zhì)土。

（2）剛開始的時候應(yīng)該控制泵送速度由慢轉(zhuǎn)快（在有變頻調(diào)速的情況下），慢慢加速，目的是為了避免因管中壓差超速而導(dǎo)致的管爆問題，與此同時，必須仔細(xì)觀察管道的出口壓力和各系統(tǒng)的實(shí)際工作狀況，等到各路系統(tǒng)均處于正常工作狀態(tài)時便可進(jìn)行泵送，直至管道出口處打出輕質(zhì)土，然后將管轉(zhuǎn)移至澆筑區(qū)。

（3）泵送時要求攪拌缸中的輕質(zhì)土量比吸料口高，否則可能會因空氣吸入而使出口位置輕質(zhì)土噴濺傷到人，要安排來回巡檢管路，尤其在管路初始位置100m內(nèi)及上下坡位置。

（4）泵送輕質(zhì)土?xí)r應(yīng)該盡可能保證連續(xù)作業(yè)，如果不能及時供應(yīng)輕質(zhì)土，此時就要降低泵送的速度。如果攪拌葉片或定轉(zhuǎn)子已經(jīng)被卡死了，此時要反轉(zhuǎn)運(yùn)行，待片刻后再正反轉(zhuǎn)一定的時間，等到正轉(zhuǎn)順利以后可繼續(xù)泵送。

（5）若泵送間歇超過30min，且管道較長，此時需要間隔5min開一次泵，若停泵時間超60min，此時輕質(zhì)土的流動速度也往往較小，這時就極有可能因初凝而導(dǎo)致塞管，遇到這種情況時必須要及時清理掉泵與輸送管中的輕質(zhì)土。

（6）泵送應(yīng)該遵循先遠(yuǎn)后近的原則，且要在澆筑的過程中慢慢將管拆除。

（7）完成泵送以后，及時估算輕質(zhì)土管道與攪拌缸中的量，還要對澆搗現(xiàn)場剩余的輕質(zhì)土的量進(jìn)行估算，科學(xué)控制輕質(zhì)土的量。

（8）砂漿泵送結(jié)束之后，需及時用清水清泵的方式完成管路及泵的清洗工作，直到高壓軟管末端出清水為止。清理管道時，應(yīng)該從中間將管道斷開，且應(yīng)該分兩次清洗，必須保證清洗過程的可靠性和安全性。

（9）待完成所有的清洗工作之后，要輸回?cái)嚢柙O(shè)備及泵等處于電源“停止”狀態(tài)，并將電源關(guān)掉，后再進(jìn)行上鎖，然后離開。

D.故障預(yù)防處理

故障預(yù)防：如若出現(xiàn)管道堵塞的問題時，一般在脫管之前會有比較明顯的表現(xiàn)，而這種情況下因?yàn)楣艿缐毫σ瘸Ｒ?guī)化工作壓力大，所以，工作人員一定要留意管道上壓力表的實(shí)時讀數(shù)，如果壓力表讀數(shù)比較高，這時便要立即停止泵送，緊接下來對管路接頭的地方進(jìn)行來回訓(xùn)檢，注意觀察是否有松動，要是有必須立刻進(jìn)行緊固。為泵送一般要將管道拆開，同時仔細(xì)觀察直至管道壓力降低到常規(guī)位置，之后便可以繼續(xù)泵送。

1.3.3 故障處理

（1）堵管處理。一般在管彎、上坡、管道末端等位置泵送時容易出現(xiàn)堵管的情況。一旦發(fā)生故障時要用木錘連續(xù)性敲擊，促使其放松，假如仍然沒解決問題，此時便要即刻停送，始于管道末端處分段進(jìn)行拆管，同時還要逐一排查堵管問題，作出清理或是更換的處理措施。待清理結(jié)束堵管之后，要擰緊接頭，緊接下來就可以重新泵送。

（2）脫管處理。一般脫管問題基本都出現(xiàn)在管彎、管道末端及上坡初始接頭的位置，如遇脫管問題發(fā)生時，必須立刻停止泵送，且要緊固之后再重新接上脫管接頭，然后巡查一遍管路，并緊固松脫的接頭。

注意事項(xiàng)：在長距離泵送輕質(zhì)土施工過程中，其工作要求細(xì)致且系統(tǒng)，除了必須要具備優(yōu)良的輕質(zhì)土配合比以外，還必須保證要具備對應(yīng)有效的施工措施，同時要求施工技術(shù)人員必須要有責(zé)任心。主要注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)：

（1）必須嚴(yán)控高壓軟管和接頭和管卡的采購數(shù)量，同時還要仔細(xì)檢查投入管路及配件有無出現(xiàn)磨損問題，初始施工段要盡量避免使用舊管。

（2）需平直布設(shè)管路，要盡可能避免出現(xiàn)彎管或突上突突下的管路。

（3）認(rèn)真監(jiān)控管道的壓力變化狀況，一旦遇到異常問題時需即刻排除問題。

（4）專門安排工作人員嚴(yán)格做好管路巡查工作，如有異常需即刻通知操作技術(shù)人員及時解決。

（5）調(diào)整水泥漿水灰比或輕質(zhì)土流動度時一定要保證其調(diào)整的合理性。

注意事項(xiàng)：

若填筑體長度大于10m，按照10m間距完成變形縫的設(shè)置，另需將變形縫設(shè)置在斷面突變的位置，并用10mm厚度的木板當(dāng)作變形縫。

在于頂/底面上/下邊緣50-100cm處設(shè)置一層5cm×5cm網(wǎng)眼的鋼絲網(wǎng)片，且要將鋼絲的直徑合理控制在3mm左右，另外要將鋼絲網(wǎng)片的縱橫向搭接長度控制在10cm。

路面底面向下0-80cm，控制濕容度在6kN/m3，同時將氣泡混合輕質(zhì)土28d的抗壓強(qiáng)度控制在0.8MPa以內(nèi)，且將路面底面向下低出80cm處的濕容度控制在5.5kN/m3，彼時氣泡混合輕質(zhì)土28d抗壓強(qiáng)度需要控制在0.6MPa以內(nèi)，且維持流動度為180mm±20mm。假如填筑是在地下水位以下進(jìn)行，需要添加相應(yīng)的防水劑材料。

1.3.4 養(yǎng)護(hù)

順著路基澆筑，長度應(yīng)控制在20m以內(nèi)，用20mm厚的模板隔斷，并將模板厚度當(dāng)作路堤橫向施工縫的厚度。氣泡混合輕質(zhì)土的單層澆筑厚度不能超過0.5m，防止造成開裂。

（1）在氣泡混合輕質(zhì)土單個澆筑區(qū)上下鄰間澆筑層施工時，在氣溫≥15℃的情況下，應(yīng)該間隔時間≥8-12h，反之不可低于2d。

（2）如果澆筑時需要移動澆筑管，則需要順著澆筑管放置的方向進(jìn)行前后移動而非左右移動，倘使必須要移動澆筑管，應(yīng)該先把澆筑管盡量提出目前已經(jīng)澆筑輕質(zhì)土的表面之后再進(jìn)行移動。

（3）盡量沿著澆筑區(qū)的長軸方向由一端往另一端澆筑。

（4）掃平表面時，需保持筑口水平，且要保證澆筑口距離目前澆筑輕質(zhì)土表面盡量低。

2 現(xiàn)場施工存在問題及防治措施

2.1 制定統(tǒng)一的安全管理措施

在施工期間應(yīng)加強(qiáng)安全管理，做好預(yù)防工作，在施工過程中要注意嚴(yán)格做好安全監(jiān)管工作，把好安全質(zhì)量關(guān)。

2.2 完善安全管理體系

項(xiàng)目經(jīng)理需要協(xié)助安全部門做好相應(yīng)的安全監(jiān)管工作，以保證施工現(xiàn)場安全管理工作的有序展開。

2.3 做好職工安全教育和管理工作

管理人員應(yīng)深入落實(shí)相關(guān)安全教育管理工作，并要求工作技術(shù)人員必須持證上崗，確保做到“人人講安全，事事講安全，時時講安全?！?/p>

3 結(jié) 語

高速公路改擴(kuò)建工作中，氣泡輕質(zhì)土施工是其工作開展的重要環(huán)節(jié)，尤其施工過程中注意事項(xiàng)比較多，本文介紹了具體施工中的一些技術(shù)要點(diǎn)內(nèi)容，希望能為我國高速公路建設(shè)作出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。