現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土在鐵路路基加寬施工中的應用

羅靖翔

（四川麗攀高速公路有限責任公司 工程養(yǎng)護部， 四川 成都 610000）

1 工程概況

本工程為新建某高速鐵路客運專線，站場路基里程 D2K197+900～D2K329+150，為了減小對某高速鐵路既有線的擾動及路基填土自重荷載對既有線路基的側(cè)向擠壓，在DK327+550～DK328+355.41段7道與9道采用泡沫輕質(zhì)土進行填筑。

經(jīng)過現(xiàn)場考察，拌合站選址在高鐵站房附近，混凝土拌合站共占地 3710m2，主要分為凈漿生產(chǎn)區(qū)、泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)區(qū)。凈漿生產(chǎn)區(qū)主要包括：凈漿攪拌機 4臺，150t水泥罐12座；泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)區(qū)主要包括：發(fā)泡劑稀釋水槽2座，泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)機2臺，生產(chǎn)能力為160m2/小時。

2 泡沫輕質(zhì)土性能

2.1 泡沫輕質(zhì)土的定義

泡沫輕質(zhì)土，是通過氣泡機的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經(jīng)過發(fā)泡機的泵送系統(tǒng)進行現(xiàn)澆施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料。 它屬于氣泡狀絕熱材料，突出特點是在混凝土內(nèi)部形成封閉的泡沫孔，使混凝土輕質(zhì)化和保溫隔熱化。

2.2 泡沫輕質(zhì)土的特點

（1）輕質(zhì)性：干體積密度為300-1600kg/m3，相當于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可減輕建筑物整體荷載。

（2）整體性：可現(xiàn)場澆注施工，與主體結(jié)合緊密，不需留界隔縫和透氣管。

（3）低彈減震性：泡沫水泥輕質(zhì)土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

（4）抗壓性：抗壓強度為0.6-25.0MPa。

（5）耐水性：現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土吸水性較小，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

（6）耐久性：與主體工程壽命相同。

（7）施工速度快：只需使用簡單的機器就可以實現(xiàn)自動化作業(yè)，可實現(xiàn)遠距離輸送，工作量為150—300m2/工作日。

（8）環(huán)保性：泡沫水泥輕質(zhì)土所需原料為水泥和起泡劑，起泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，避免了環(huán)境污染和消防隱患。

（9）經(jīng)濟性：綜合造價低。

3 泡沫輕質(zhì)土在某客運專線中的應用

3.1 應用

新建某鐵路客運專線，站臺加寬工程為臨近某高速鐵路既有線施工。采用現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土進行站臺加寬，是泡沫輕質(zhì)土首例運用在高速鐵路站臺加寬。現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土施工具有輕質(zhì)性、整體性、低彈減震性、抗壓性、耐水性、耐久性、施工速度快、環(huán)保和經(jīng)濟性。在提高施工效率的同時，還避免了臨近既有線環(huán)境污染和消防隱患，不僅減小對某高速鐵路既有線的擾動還減輕了路基填土自重荷載對既有線路基的側(cè)向擠壓，將既有線路基的傷害減至最小，使某客運專線站臺加寬工程成為一個與主體緊密結(jié)合的整體。

3.2 施工中的缺陷

泡沫輕質(zhì)土常見的質(zhì)量問題和安全隱患有：軟弱夾層、軟弱透鏡體、隱性剪切裂縫、沉陷及沉陷式裂縫。在初期的檢測中，發(fā)現(xiàn) K30與 Evd存在不合格點和裂縫，經(jīng)挖開研究后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場存在軟弱夾層。如圖1。

圖1 現(xiàn)場存在的軟弱夾層

缺陷產(chǎn)生的原因及對策

（1）人為因素：輸入錯誤，責任心差。對于人為因素可以通過提高業(yè)務技術水平，加強責任心意識，分責任到個人，避免人為操作失誤來控制；

（2）計量偏差 ：計量偏差大，加量裝置未校驗。設備的計量偏差是不可避免的，但是可以通過定期對計量設備進行校驗來減小誤差；

（3）設備因素：攪拌不均勻。可以通過不斷調(diào)試設備至最佳狀態(tài)，使其攪拌均勻；

（4）配合比：理論濕密度偏高。現(xiàn)場進行濕密度測試，調(diào)整配合比；

（5）原材料：原材料不合格。對原材料的控制至關重要，這就需要檢測人員對進場原材料（水泥、發(fā)泡劑）進行嚴格的檢測，從源頭上控制泡沫輕質(zhì)土的質(zhì)量；

（6）施工過程及養(yǎng)護：施工過程中由于泡沫輕質(zhì)土攪拌不均勻、理論濕密度偏高等，這些因素可能使顏色不一致，攪拌不均勻；出機濕密度超出設計范圍。

對于上述因素拌合站還將泡沫輕質(zhì)土輸送管從100m增加到500m，增加了泡沫輕質(zhì)土在輸送管內(nèi)的滯留時間，使得泡沫輕質(zhì)土在輸送管內(nèi)進行二次攪拌，出機泡沫輕質(zhì)土更加均勻。

在配合比設計中，泡沫輕質(zhì)土的理論濕密度為500kg/m3，在實際使用過程中，輸送管有一定的長度，會進行二次攪拌，泡沫輕質(zhì)土會產(chǎn)生消泡現(xiàn)象，濕密度增加，這樣就不符合設計中不大于500kg/m3的要求，因此在實際攪拌過程中，泡沫輕質(zhì)土的濕密度控制在470kg/m3為最佳，在水灰比不變的情況下，泡沫輕質(zhì)土的泡沫率從72.7%提高到74.5%，使理論濕密度從500kg/m3降低到470kg/m3，增長輸送管后，濕密度增加率最大為 5%，出機濕密度的范圍為 470 kg/m2-490kg/m3，在設計范圍要求內(nèi)，強度也能達到設計要求。

這兩項措施相輔相成，既增加了泡沫輕質(zhì)土的勻質(zhì)性，又有效的控制了泡沫輕質(zhì)土的濕密度，滿足了施工要求和設計要求。

養(yǎng)護時嚴禁在已澆完尚未固化的輕質(zhì)土里來回走動，當遇大雨或暴雨天氣時，未固化的泡沫輕質(zhì)土表面應采取遮雨措施，防止雨水消泡。

4 結(jié)語

通過及時有效的對泡沫輕質(zhì)土施工工藝和過程的改善，成功避免了缺陷在實體工程中的產(chǎn)生，有效的防止了施工質(zhì)量問題及安全隱患的發(fā)生，減少新舊路基之間的差異沉降量，避免縱向開裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。加快了施工進度，為后續(xù)工程的繼續(xù)施工提供了基礎，為類似的施工提供了經(jīng)驗和技術指導。