泡沫輕質土在高速公路工程中的應用

陳棟

中鐵十七局集團第五工程有限公司 山西太原 030032

1 工程概況

廣東省揭（陽）至惠（來）高速公路A2 合同段氣泡混合輕質土工程設計范圍：K29+215．76-K29+231．42，K29+259．88-K29+274．99。本項目起點位于廣東省東部的榕江沖積平原區內，大部分地段地勢比較平坦，中間為大南山、龍潭山隆起山地，往南逐漸為丘陵地帶，最南端變為濱海沖積平原。具有中間高、兩端低的特點。

2 泡沫輕質土的特性

2.1 輕質性

泡沫輕質土材料是一種輕質性材料，輕質性優勢明顯。傳統混凝土材料雖然具有較高的承載能力，但同時也增加了地基承載的壓力。和傳統混凝土不同的是，泡沫輕質土材料不僅能夠提供高承載力，還能夠減輕重量，滿足軟弱基礎對承載力的要求。研究發現，泡沫輕質土的容重并不是一成不變的，能夠根據不同的配合比呈現出不同的特點。因此，施工人員可根據施工的具體情況，靈活配備泡沫輕質土，使其滿足工程需要。如表1 所示為不同土建材料的容重對比。

表1 不同土建材料的容重對比表

2.2 良好的施工性

泡沫輕質土具有較強的流動性。這是因為，泡沫輕質土在制作過程中不使用粗集料，從而使流值較高。流動性良好的泡沫輕質土能夠通過軟管泵輸送，大大降低了運輸成本。

泡沫輕質土的施工性不僅體現在流動性所帶來的便捷運輸上，還體現在澆筑和制作的高效上。事實上，澆筑點和制作點并不一定需要緊緊靠在一起，適當條件下也可分開施工。不僅如此，澆筑點施工并不需要占據很大的空間，從而為施工提供便利。在路基填筑的過程中，泡沫輕質土還可被當作替代材料來使用。在使用時，施工人員可跳過振搗碾壓這一步驟直接使用。同時，泡沫輕質土的澆筑還可連續不間斷地進行，大大節省了時間[1]。

2.3 良好的環保特性

泡沫輕質土具有良好的環保性，這種環保性主要體現在3 個方面：

（1）從原材料的選用上來說，泡沫輕質土可選用粉煤灰等工業廢渣作為原材料，大大促進了資源的循環使用；

（2）從泡沫輕質土的材料屬性上來說，泡沫輕質土屬于無機質材料，在使用的過程中不會污染環境；

（3）從泡沫輕質土的施工情況來說，施工人員在使用泡沫輕質土時不需要對施工場地高填高挖，既節省了施工資源，又避免了對自然生態環境的破壞。

3 泡沫輕質土的主要工程特性與施工工藝

3.1 基槽開挖及降水

（1）氣泡混合輕質土路基基槽開挖施工前，做好防、排水工程等施工準備工作。

（2）基槽開挖邊坡坡比除設計明確規定外，其余坡比應控制在 1:0．8-1:1 范圍內。

（3）開挖時如地下水位較高，根據具體需要采取管井或輕型井點降水等措施進行降水，確保開挖時地下水位在基坑底標高以下0．5 米。

3.2 澆注場地驗收

（1）氣泡混合輕質土路基澆注施工前，基底無明顯積水、無松軟土。

（2）設計有墊層時，墊層施工應滿足設計和規范要求。

（3）設計無墊層時，基底土層應為自然沉積土或經過碾壓處理壓實度達到80% 的填土。

4 泡沫輕質土的具體應用

自引進泡沫輕質土技術以來，相關工作人員對該技術的探索和研究從未停止。近年來，泡沫輕質土更是被廣泛應用于各項實體工程中。泡沫輕質土的應用不僅集中于建筑工程，還體現在高速公路工程中。

4.1 在道路拓寬中的應用

拓寬高速公路需考慮以下幾點：

（1）用地面積的增加。公路拓寬需要更大的土地面積，甚至會占用農田；

（2）土地征收和房屋拆遷費用增加。由于拓寬高速公路可能會占用農田，甚至影響居民居住，政府需要對居民進行補償。除此之外，拓寬高速公路還應考慮施工本身是否會對原有道路結構造成影響。而泡沫輕質土的使用能夠較好地避免以上情況，這是因為：泡沫輕質土本身所具有的特性使其能夠垂直填筑施工，節省施工場地；泡沫輕質土的制備、運輸和施工既簡便又環保，能夠最大限度地節省資源。

4.2 在軟土地基處理中的應用

泡沫輕質土本身所具有的輕質性和施工性使其在軟土地基問題的處理中具有良好的操作性。在施工過程中，施工人員將泡沫輕質土與軟弱上層進行替換，從而能在地基不變形的前提下降低基底應力。

4.3 在寒區道路中的應用

泡沫輕質土在道路建設中不僅具有良好的施工性，還具有較好的隔熱性。為此，相關工作人員對泡沫輕質土在寒區道路中的使用情況進行了試驗。初步的研究結果表明，泡沫輕質土在隔熱保溫性和防脹凍方面效果顯著，為之后寒區道路的建設打下基礎[2]。

4.4 在橋梁臺背回填中的應用

泡沫輕質土在橋梁臺背回填中被廣泛使用。這是因為，泡沫輕質土不僅能夠提高工程的穩定性，還能夠縮短工期，節省資源[3]。

5 結語

泡沫輕質土是一種具備工后沉降極小、環境影響小、經濟投入低、施工工期短等諸多優勢的路用材料，在高速公路、改擴建公路、軟基填筑高速公路中得到廣泛應用，值得大范圍推廣。在高速公路建設中使用泡沫輕質土，不僅能夠提高經濟效益，還能夠保護環境，節省資源。隨著泡沫輕質土研究的進一步深入，泡沫輕質土在高速公路建設中的應用將會更加廣泛。