輕質(zhì)泡沫混凝土在公路建設(shè)中的應(yīng)用

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（保定交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，河北 保定 071000）

引言

雄安新區(qū)建材運輸通道安新至大冊營公路（S326）建設(shè)工程主體施工項目,是為雄安新區(qū)和保定市西部山區(qū)建筑材料產(chǎn)地之間打造的一條便捷通道，為雄安新區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供有力的交通保障。該線路上建設(shè)有轉(zhuǎn)體橋橫跨保定市徐水區(qū)G107國道，橋臺兩側(cè)均為基本農(nóng)田，存在施工作業(yè)面小、橋頭部位難以壓實、施工便道難以協(xié)調(diào)等困難。因此，項目臺背采用輕質(zhì)泡沫混凝土及石灰土回填。輕質(zhì)泡沫混凝土具有輕質(zhì)性、保溫性、低彈減震性、防水、耐久、環(huán)保等特點，且在橋梁臺背回填處理過程中可直立填筑無須放坡，通車后也能滿足汽車動荷載的承受能力，所以輕質(zhì)泡沫混凝土能完全滿足公路工程建成后的使用年限。

1 施工方案

1.1 原材料

輕質(zhì)泡沫混凝土的生產(chǎn)原材料包括發(fā)泡劑、水泥和水，輔助材料包括竹膠板、泡沫板、土工膜和金屬網(wǎng)等。發(fā)泡劑和水泥出廠合格并進(jìn)行進(jìn)場檢驗；竹膠板及泡沫板需嶄新無破損，且竹膠板表面不得有孔洞等瑕疵；現(xiàn)澆輕質(zhì)泡沫混凝土臺背養(yǎng)護(hù)所采用的土工膜、土工織物等必須符合國家相關(guān)規(guī)范的要求，且進(jìn)場具備出廠合格證。

1.1.1 發(fā)泡劑

（1）發(fā)泡劑檢測頻率。進(jìn)場檢驗頻率為1次/50 t。（2）發(fā)泡劑的性能。①對環(huán)境無不良影響，宜采用界面活性類發(fā)泡劑，不采用動物蛋白類發(fā)泡劑。 ②標(biāo)準(zhǔn)氣泡群密度在48～52 kg/m3。③標(biāo)準(zhǔn)氣泡柱靜置1 h的沉降距≤5 mm。④標(biāo)準(zhǔn)氣泡柱靜置1 h 的泌水量≤25 ml。⑤發(fā)泡劑檢驗頻率為1次/50 t，每批次產(chǎn)品或每個單體工程至少檢驗1次。⑥在 0 ℃以上的環(huán)境溫度，發(fā)泡劑不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象[1]。

1.1.2 水泥

必須符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）規(guī)范，每批次（每500 t為一批次）應(yīng)進(jìn)行進(jìn)場檢驗，合格后方可進(jìn)行拌和使用[1]。

1.1.3 水

拌和用水宜采用飲用水，水質(zhì)符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63—2006）規(guī)定，嚴(yán)禁含酸性物質(zhì)和油污水摻入發(fā)泡劑中，以免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而直接影響發(fā)泡劑的發(fā)泡穩(wěn)定性。

1.2 施工準(zhǔn)備

（1）輕質(zhì)泡沫混凝土的主要技術(shù)指標(biāo)見表1。（2）配合比試驗。施工配合比必須經(jīng)試驗室進(jìn)行驗證，根據(jù)實際施工要求，選取并調(diào)整所采用原材料用量，以達(dá)到設(shè)計強度。后經(jīng)驗證結(jié)果表示，流動度為 180 mm，具體數(shù)據(jù)參照表2進(jìn)行作業(yè)。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

表2 施工配合比參考

1.3 施工設(shè)備

（1）采用智能自動化設(shè)備。在輕質(zhì)泡沫混凝土的整個施工過程中，均采用智能電腦數(shù)控化操作儀器。（2）電控系統(tǒng)具有實時數(shù)顯功能，發(fā)泡劑、發(fā)泡液、壓縮空氣、泡沫、水泥漿、泡沫輕質(zhì)土流量、泡沫密度、水泥漿濕密度和泡沫輕質(zhì)土濕密度等均集中顯示于觸摸屏或平板電腦上，以方便操作。 （3）發(fā)泡裝置具有發(fā)泡劑自動稀釋功能。（4）水泥漿輸送泵必須為定流量泵，輸送管道可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行水平加長或垂直加高調(diào)節(jié)（條件有限可增加中繼泵）。（5）采用集中拌和設(shè)施，嚴(yán)禁使用滾筒類等小型砂漿拌和設(shè)備。 （6）水泥存儲采用立罐式，以保證原材料的穩(wěn)定及連續(xù)性。（7）各設(shè)備進(jìn)場后應(yīng)逐一進(jìn)行檢查，對各功能進(jìn)行試調(diào)試配，并做好相應(yīng)記錄，合格后方能開展施工。

1.4 施工方法

1.4.1 施工工藝 輕質(zhì)泡沫混凝土施工工藝流程，見圖1。

圖1 輕質(zhì)泡沫混凝土施工工藝流程

1.4.2 主要技術(shù)措施

（1）澆筑前，對其場地進(jìn)行平整驗收，測量人員進(jìn)行施工放樣，并檢測其基底高程等參數(shù)；基坑內(nèi)應(yīng)無積水、無翻漿，四周模板安裝穩(wěn)固。 （2）泡沫混凝土澆筑后側(cè)壓力基本為零，因此，可以減少立模的高度限制，但同時安裝不得超過1 m。（3）按設(shè)計要求進(jìn)行臺階人工修正，清除虛土及已擾動邊緣土。（4）輕質(zhì)泡沫混凝土基坑內(nèi)分區(qū)、分層澆筑，澆筑區(qū)的劃分根據(jù)施工現(xiàn)場情況繪制及布置施工順序平面圖。

2 澆筑施工

2.1 施工控制要點

（1）相同區(qū)段內(nèi)分層澆筑時，兩層之間澆筑的間隔時間一般以下層澆筑面固化為準(zhǔn)，未固化之前避免人員在上面行走，間隔時間一般控制在6～24 h， 具體以澆筑時段季節(jié)及氣溫為依據(jù)。施工層應(yīng)在水泥漿初凝時間內(nèi)澆筑完畢，澆筑時間不宜超過3 h。 （2）澆筑施工過程中，避免在澆筑層中走動擾動，距離過長或過高可采用加長管路輸送，單泵的水平泵送距離可達(dá)500 m。（3）在澆筑將近結(jié)束時，對該澆筑層進(jìn)行隨機(jī)濕密度取樣檢測，如出現(xiàn)某測點濕密度檢測不合格，應(yīng)找出測點周圍的界限并進(jìn)行局部處理。（4）澆筑區(qū)域分區(qū)時，應(yīng)及時采用竹膠板等輔助材料進(jìn)行隔離，位置宜設(shè)置在沉降縫處，沉降縫必須保證垂直。（5）每次澆筑完成后及時留取試塊，并妥善保護(hù)，標(biāo)注澆筑時間、區(qū)段、日期等以備檢測。

2.2 注意事項

（1）輕質(zhì)泡沫混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時鋪設(shè)金屬網(wǎng)及防滲土工膜，若不能及時鋪設(shè)，可臨時采用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，確保在強度增長期進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù)。（2）同條件養(yǎng)護(hù)試件強度未達(dá)到設(shè)計強度時不得展開施工，項目工期緊促，適時可以調(diào)整試件強度至少不低于0.6 MPa[2]。（3）禁止在已澆完但尚未凝固的施工層內(nèi)來回走動，如非必要進(jìn)入，應(yīng)在頂部鋪設(shè)竹膠板等材料。（4）禁止大型施工車輛在輕質(zhì)泡沫混凝土上面行走，如非必要實施路面施工，可采取邊卸料、邊推平、邊碾壓的前進(jìn)方式進(jìn)行作業(yè)，即施工車輛在推土機(jī)推平后方可進(jìn)行跟進(jìn)作業(yè)。

2.3 常見質(zhì)量病害

（1）氣泡群不穩(wěn)定性、不均勻性引起整體或部分消泡下沉，應(yīng)及時檢查發(fā)泡劑質(zhì)量是否滿足使用要求，拌和設(shè)備是否正常，進(jìn)一步全面檢查后再進(jìn)行澆筑作業(yè)。（2）產(chǎn)能不足或拖管不及時引起局部位置出現(xiàn)空洞、塌陷問題，應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行清除或修補處理。（3）施工模板安裝不牢引起塌模消泡下沉，及時檢查并加固模板，對不合格位置進(jìn)行返工。 （4）輕質(zhì)泡沫混凝土常見開裂一般以干燥收縮、熱脹冷縮、化學(xué)減縮居多，可選快熱低發(fā)熱水泥，或在經(jīng)過配合比試配后增加少量細(xì)骨料，以及加強早期養(yǎng)護(hù)和及時散熱。

3 性能及效益

（1）輕質(zhì)泡沫混凝土由于內(nèi)部存在大量氣泡，其容重比一般混凝土小很多，可減少填筑層整體自重，在用作臺背填筑時，可大量減少其模板側(cè)壓力。（2）由于不含骨料，流動性高，可通過加長管道進(jìn)行泵送澆筑，拌合站可同澆筑位置分離設(shè)置，避免了施工場地的局限性，且澆筑后可自流平，自密實，無須再進(jìn)行振搗碾壓等工序，施工作業(yè)時對周邊環(huán)境無影響，干擾較小。（3）輕質(zhì)泡沫混凝土密度及壓縮強度可通過配合比進(jìn)行自由調(diào)整，較常規(guī)填土施工，因其施工便捷、工期短、受施工環(huán)境影響小、質(zhì)輕強度高以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于坍塌工程的快速搶險、高填方路堤擋墻、橋改路基（橋梁減跨）、臺背填土及房建工程保溫隔熱等工程[3]。（4）泡沫混凝土固化后具有的特性，橋臺受到的土壓力基本為零，較臺后填土減少壓力，病害較少。（5）泡沫混凝土自有流動性及密實性在一定程度上消除了填土不密實導(dǎo)致的不均勻沉降等問題[4]。

4 結(jié)語

根據(jù)泡沫混凝土輕質(zhì)、防水、耐久性、環(huán)保、低彈減震等特性，結(jié)合建筑工程使用要求、自身工程環(huán)境特殊使用條件，在多個橋梁臺背處采用該材料進(jìn)行作業(yè)，完成后檢測結(jié)果滿足設(shè)計要求，一定程度上避免了橋梁跳車、臺背沉陷等病害的發(fā)生，為快速路行車運輸提供了相應(yīng)的安全保障。