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)點的基礎上，介紹了應用泡沫輕質(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行了探討。

關鍵詞：公路工程；泡沫輕質(zhì)土路基；施工

1工程概況

某改擴建公路工程起訖點樁號為：K1414+400~K1433+200，全長18.8km。老路路基寬度為26m，設計速度為100km/h，雙向四車道，改擴建后，路基寬度為42m，設計速度為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、防護排水、路面墊層及基層、道路維護等工程。設計優(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

泡沫輕質(zhì)土是指利用生產(chǎn)設備對發(fā)泡劑水溶液進行加工，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。（1）輕質(zhì)性和強度可調(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行調(diào)整，可以使其強度也得到相應的調(diào)整，以適應不同路基的交通強度要求。（2）施工的便利性泡沫輕質(zhì)土采用攪拌站和管道運輸，具有自流平和自硬化的特性，不需要進行碾壓和振搗作業(yè)，可以在空間狹小或距離比較遠的情況下進行施工，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)境的保護有重大意義。

3應用泡沫輕質(zhì)土路基的必要性

該公路工程建設中對路堤的快速修復、工后沉降要求高，單側(cè)拼寬段最大路基填筑高度達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；預計可達到的28d抗壓強度為1.3MPa，滿足設計對該段路基的抗壓強度要求.

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行調(diào)整，確保其可以達到設計要求。

5.2側(cè)向擋板安裝

根據(jù)該工程輕質(zhì)土的特點和施工圖紙設計要求，工程采用厚度為4cm的水泥預制板作為側(cè)向擋板，設計擋板的規(guī)格為90×30cm。施工過程中，采用分層分塊的方法進行安裝，根據(jù)當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)土擴建路基區(qū)和施工斷面圖分層進行安裝和拆卸。標準臺階的高度為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工作[1]。泡沫輕質(zhì)土路基澆筑高度達到設計的高度要求，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行，并按照設計的順序進行分段拆除，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行輕質(zhì)土泵送，氣泡群消解量非常小。而使用翻斗車和預拌混凝土車進行輸送，會因為輸送過程中振動量過大導致氣泡消解，進而使輕質(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，設計采用泵送的方式進行泡沫輕質(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。當輸送距離超過規(guī)定標準時，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立細微的特點，所以施工過程中盡量減少持續(xù)振動的情況。如果不得不使用導槽進行澆筑施工時，需認真觀察，確保輕質(zhì)土質(zhì)量達標?？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

（1）各個澆筑區(qū)域在進行澆筑施工之前，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，基底高層可以達到設計要求。（2）在進行同一區(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行澆筑施工時，可以采用并排從一端進行澆筑或者使用對角澆筑的方式進行澆筑施工。（4）在進行澆筑時，如果需要對澆筑管進行移動，那么需要順著澆筑管放置的方向進行前后移動，并且澆筑過程中不能向左和右對澆筑管進行移動。如果必須要將澆筑管向左側(cè)和右側(cè)進行移動時，在進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，施工期間要嚴格控制材料的品牌和用量。泡沫輕質(zhì)土進行澆筑時，要采用分層澆筑的方法進行施工，避免一次性澆筑泡沫輕質(zhì)土量過大降低施工強度。在進行澆筑施工時，要檢測施工現(xiàn)場的濕密度，控制濕密度達標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)量可以達到要求。每完成一層澆筑，需檢測6次濕密度，當發(fā)現(xiàn)濕密度不能滿足設計要求時，應立即停工，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，并在進行下層澆筑層施工時及時進行補充澆筑。

5.5養(yǎng)護與維護

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

5.6工序銜接

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

6結(jié)語

綜上所述，該工程在進行施工時，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，并對相應的施工工藝進行調(diào)整。通過進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)濟工程合作有限公司