高速公路改擴建工程中的氣泡混合輕質土施工質量控制研究

王新宇

（廣東省高速公路有限公司陽茂擴建管理處）

0 前言

氣泡混合輕質土是一種新型的路基填料，它是將發泡劑與水進行稀釋混合后，加入壓縮空氣，用發泡槍制成氣泡群，與水泥漿混合攪拌制作而成。

因其諸如加寬路堤、軟基路堤、橋臺臺背回填[1]等部位和山區、巖溶區、采空區、基坑[2]等地段的廣泛適用性，加之以其自身具有的輕質、施工方便以及強度和容重可動態調整[3]等優點，使得氣泡混合輕質土的填筑案例逐漸增多。

本文將以陽茂擴建項目氣泡混合輕質土施工質量控制為主線，引出輕質土質量控制的重難點，希望能為后續的高速公路改擴建工程設計及質量管理提供一些思路。

1 工程概況

沈海國家高速公路陽江至茂名段（下稱“陽茂高速公路”）全長79.76km，已于2004 年底建成通車。陽茂高速公路改擴建工程（下稱“陽茂擴建項目”）為既有高速公路的改擴建工程，采用兩側拼寬的整體式路基，路基寬度42m。陽茂擴建項目新建互通立交2 處，改擴建互通立交6 處，利用互通樞紐1 處，新建服務區1 處，改擴建服務區1 處。

2 氣泡混合輕質土施工質量控制

2.1 施工準備工作

2.1.1 一般準備工作

陽茂擴建項目氣泡混合輕質土的設計圖紙中，臺背處的臺階分橫、縱兩個方向開挖。橫向臺階需要與輕質土相接的路基填筑到路床頂面后，一次反開挖臺階，保證搭接質量。縱向臺階的施工要注意在橋臺鋼板樁防護影響范圍外進行臺階開挖。縱、橫向臺階均設置碎石盲溝，并用透水土工布包裹，端部留設20cm，用直徑10cm PE 管穿過面板排出路基外。在臺階挖設后，需及時噴射5cm 厚砂漿進行防護，并加強監控觀測，確保老路路基穩定。氣泡混合輕質土施工前，應確保填筑區域內沒有積水、且軟弱地層已進行處治；必要時，基底土層需進行碾壓處理。

2.1.2 設計參數及材料配比

表1 主要設計參數

表2 材料配比

2.2 保護面板施工

氣泡混合輕質土保護面板采用C25 混凝土現場預制，由人工在澆筑的混凝土基礎上分段砌筑并固定在角鋼上，經過一定強度生長后，作為氣泡混合輕質土的護壁，在其澆筑過程中起到模板作用，而在其固化后又可起到外觀美化效果。

由于氣泡混合輕質土澆筑后具有良好的流動性，為了防止流體漿溢出，擋板之間及與基礎之間要保持嚴密，防止漏漿。此外，為了防止隔板發生變形及上浮現象，在澆筑前應可靠固定并設計拉線，確保保護面板的強度及穩定性。

2.3 氣泡混合輕質土施工

2.3.1 澆筑順序

先從一端開始澆筑，如采用兩條以上澆筑管澆筑時，則可以并排地從一端開始澆筑，或采用對角的澆筑方式；待澆筑接近到預定高度時，采用人工提起泵送管的方式，慢慢地平澆輕質土標明，直到澆平澆筑高度為止，然后再慢慢地往后拖泵送管。

2.3.2 澆筑方法

在固化前，摻有氣泡的輕質土中的氣泡應保持獨立、分散、細小、均勻分布，振動過大易產生消泡、離析現象。澆注過程應直接從軟管前端開始，軟管出口最好直接埋入氣泡混合輕質土中，如若有困難，也要盡可能將出口靠近氣泡混合輕質土的表面進行澆筑。此外，為減少澆筑過程中的分層現象，一般將單層氣泡混合輕質土的澆筑厚度控制在0.3m～0.8m 之間，最大不得超過1m，最小不得低于0.25m。整個填筑體水平分層澆筑，每層間隔不少于24 小時，澆筑可僅在下一層的最終設置后進行。鋼板樁應在輕質土澆筑高度達到一半之后、澆筑最后一層之前時，方可拔出；此時臺后鋼板樁與輕質土空洞間隙用水泥漿填充密實，確保質量。

圖1 中列出了有代表性的三種澆筑方式，其中，方式a 為正確方式；方式b 和c 為錯誤方式，現場施工管理要格外注意。

圖1 三種澆筑方式

2.3.3 養護

為避免每層澆筑完成后輕質土表面產生干縮裂縫，固化后需及時覆蓋土工布保濕養生。施工中如遇下雨，應將固化前的氣泡混合輕質土加以覆蓋。氣泡混合輕質土在澆筑完成且達到設計強度前，嚴禁在其上面進行下一步作業。

2.4 現場施工存在問題及防治措施

結合陽茂擴建項目氣泡混合輕質土施工現場情況，將施工不規范的情況總結為以下七點，并提出改進建議，希望對其他高速公路改擴建項目氣泡混合輕質土的施工能有所借鑒，以加強輕質土施工現場施工管理。

2.4.1 橋頭氣泡混合輕質土面板不垂直，呈現向外的“凸折形”（如圖2）

⑴原因分析：主要有兩點，一是由于部分橋頭輕質土填筑高度較高，角鋼固定不到位，致使輕質土澆筑時會造成對側邊面板的擠壓作用，每施工一層擠壓一次；二是未按照單層澆筑厚度0.3m～0.8m 進行控制。

⑵防治措施：

①針對蓋梁底下的角鋼，可在蓋梁上打個小孔，將角鋼頂端控制在小孔的位置上，使之穩固；針對角鋼的側邊，可以用一條鋼筋將全部的角鋼拉結在一起，保持位置相對固定不動。

②因設計圖紙對單塊面板尺寸的要求為90cm*30cm*4cm，考慮到施工便捷性，單次澆筑兩到三塊板，澆筑厚度最為合理。

2.4.2 橋頭輕質土與一般路基交接處受沖刷嚴重（如圖3）

⑴原因分析：在橋頭輕質土填筑完成后，未防護到位，雨水順著空隙流入，造成路基沖刷掏空，嚴重時可能造成路基損毀。同時，交接處頂部臺階開挖不到位，路基填土壓實不足。

⑵防治措施：保證輕質土與路基交接部位臺階開挖的施工質量，并做好防排水措施。

圖2 面板傾斜、推移

圖3 輕質土與一般路基交接處沖刷嚴重

2.4.3 橫向排水管未伸出面板外或預留孔位錯誤

⑴原因分析：排水管不夠長，或雖然伸出，但被面板外側的錐坡填土覆蓋住。這樣會造成內部長期積水無法排出，導致輕質土路基的水毀。此外，由于人為疏忽，可能會使面板預留排水管出口的位置錯誤，導致排水管無法伸出面板外。

⑵防治措施：碎石盲溝的橫向排水管要伸出面板外側，將水及時排出路基，同時，錐坡填土存在擋住排水管的情形時，可通過加設彎頭改變排水方向。同時，須加強現場施工監管，排水管預留孔位要準確。

2.4.4 臺階開挖后松土較多（見圖4）

⑴原因分析：氣泡混合輕質土填筑范圍內未按設計分層壓實，臺階松散密實度較差。在拔出鋼板樁后，與老路基交界處的臺階土容易出現滑塌，若不進行處理，在澆筑輕質土后容易出現夾層，影響施工質量。

⑵防治措施：路基壓實后，嚴格按照設計要求進行臺階的反開挖。拔出鋼板樁后滑塌的臺階土要清理干凈，并對邊坡實施掛鐵絲網、噴射混凝土的防護措施后，方可澆筑輕質土。

圖4 開挖臺階松散、不密實

2.4.5 輕質土表面開裂、有氣孔

⑴原因分析：輕質土澆筑施工粗放，同時又養護不到位。

⑵防治措施：應按照圖1 中的澆筑方式a 進行澆筑，工人應穿特殊材質的防水服進入到輕質土澆筑面以內進行澆筑。同時，濕容重和流動度作為關鍵性控制指標，必須控制在設計范圍內，因此，加強承包人自檢和中心試驗室抽檢工作十分必要。

2.4.6 成品保護不到位

⑴原因分析：輕質土澆筑完成并具有強度后，由于其他工點作業面的問題，重型施工機械在經過橋頭輕質土路段時，會將輕質土路基壓碎，同時往來的施工車輛車輪上的泥土又會污染輕質土路基。

⑵防治措施：施工場地要專人管理，施工機械和車輛在過往輕質土路段時，要盡量避免在輕質土路基上行走。

2.4.7 積水影響輕質土質量

⑴原因分析：輕質土應避免雨中施工，同時，雨后橋臺處的積水若不及時排走，長時間浸泡輕質土路基會使其損毀。此外，部分橋下通道具有過人與過水的雙重功能，邊部設置有排水溝，雨季可能會漫溢出來，影響輕質土橋臺的質量。

⑵防治措施：雨季施工氣泡混合輕質土可搭建雨棚。通過完善橋下排水系統，可以解決橋臺處積水的問題。同時，可以考慮適當提升輕質土基礎的標高，從而避免橋頭輕質土路基的水毀。

3 結語

本文以陽茂擴建項目的氣泡混合輕質土施工為例，詳細介紹了輕質土施工質量控制的一些要點和注意事項，并針對現場存在的施工質量問題進行原因分析，提出治理措施。通過這些質量管控措施，氣泡混合輕質土的施工質量顯著提高，為陽茂擴建項目創建品質工程提供了有力的支撐。需要注意的是，根據陽茂擴建項目輕質土施工提出的質量控制措施，僅作為參考，并不一定完全適用于其他高速公路改擴建項目。在進行氣泡混合輕質土施工時，還是要進行實地考察和分析研究后，采取適應項目情況的質量控制措施。