輕質泡沫混凝土在公路軟土基中的應用

潘鵬

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

關鍵詞：輕質泡沫混凝土；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。其中輕質泡沫混凝土是一種具有多種優良特點的新型材料，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 輕質泡沫混凝土的特性

3.1 輕質性

有很多獨立閉合的膠質氣泡均勻分布在輕質泡沫混凝土內部，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，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生土壓力或推擠力，所以可利用其開展垂直填筑作業。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

輕質泡沫混凝土的整體性較強并且其內部具有各自獨立的封閉氣泡，透水系數在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，能夠實現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 環保性

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

4 輕質泡沫混凝土路基填筑設計要求

根據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，填筑環節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。當沉降速度逐漸穩定或變小的時，就應開始進行反開挖換填泡沫混凝土作業。

5 輕質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，而上臺階的高度就應控制在2m之內。同時，在真正開挖前，施工人員應進行開挖試驗，通過實驗數據來查驗邊坡開挖兩米是否仍然穩定。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。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范》中的相關規定開展施工作業。

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，從而保證后續的泡沫混凝土制作與澆筑等環節的施工質量[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量，并通過低強度的砂漿將其調平。第二步，等質量驗收達標后，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，進行鋼絲網的設置施工，要保證鄰近鋼絲網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區域內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，在填筑體內頂部表面50cm～100cm區域內進行鋼絲網設置，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，施工企業必須對傳統軟土基處理技術的不足之處有深刻認知，并充分了解輕質泡沫混凝土的特性，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節進行有效控制，從而充分發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.