高速公路改擴建工程中氣泡混合輕質土的應用

蔣漢青

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

一、工程概況

某條高速公路改擴建工程，其設計長度為15.4km，設計時速為100km，預計將四車道擴建為八車道，然而在施工過程中遇到很多阻礙因素，例如,主路車輛流通量大、土地征用難、橋涵等地質結構復雜、施工機械及材料運輸不便、施工場地有限、工期短等，所以只能在現有條件下，保證車流及施工車輛正常通行，在不破壞原有地基及附近建筑結構的前提下，不改變擴建面積。該工程采取了氣泡輕質土的施工工藝對部分路堤、橋頭進行改擴建施工。

二、氣泡混合輕質土設計指標

氣泡混合輕質土設計指標如表1和表2所示。

表1 氣泡混合輕質土設計配合比

表2 氣泡混合輕質土設計指標

三、配合比設計時注意事項

流動度：在向管道運輸過程中，對氣泡混合輕質土的流動度是有較高要求的，流動度大的情況下，輕質土拌合物長時間停留在管道內，就容易造成混凝土離析，影響混凝土的強度和抗壓性能。流動度小，拌合物在管道內的前進阻力就會變大。因此，設計輕質土材料配合比例時，一定要考慮其對流動度的影響。

水灰比：水灰比在輕質土拌合物中起著重要的作用，水灰比的大小直接決定著拌合物在輸送管中流動速度的快慢。水可以使水泥水化，增強其結構性能，還可以增強拌合物施工性能，相關資料記載，水灰比越小時（<0.45）,其流動速度變慢，水灰比越大時（>0.80），其流動速度雖然變大，但輕質土拌合物工作性能降低，泵送難度增大，很大程度上降低了輕質土的性能。

四、施工工藝

1.現場準備

按照“橫斷面放坡腳樁→開挖邊坡→對老路挖臺階→C30混凝土澆筑擋板→清理擋板基礎表面→做安裝標記→安裝擋板→用砂漿固定調整”的思路進行現場施工準備。

2.拌和設備、管路布設

在施工前，一定要根據施工需要放置氣泡混合輕質土拌和設備，由于其施工地點分散，盡量選擇施工地點放置拌和設備，這樣既可以節省人工還可以加快工期。另外，施工前期泵送距離和布置管路的工作也必不可少，管路布設應按照以下流程進行：

（1）準備施工前，先詳細勘測現場，根據現場情況繪出施工設計圖，并提前列出施工所需零部件的尺寸規格及數量，做好施工準備。

（2）接頭緊固時，應特別注意零部件的緊固情況，如高壓軟管、管卡和泵管連接膠圈。為了在施工過程確保管子結構的穩固結實、完好無損，要在管子前部、拐彎連接處及特殊部位加固。

（3）布設管路時要加大布設密度，采取大彎布設，縮小彎管布置。施工中如遇大型阻礙物，可直接跨過或通過阻礙物，在跨越時管路呈拱起狀態，應在其拱起至高處放置施工所需的放氣閥。

（4）豎直方向布設管道時，為保證拌合物順利流通，應在輸送管末端放置截止閥，其具體位置要在土泵出料口的3m～6m處。

（5）在傾斜向下配管施工過程中，為防止管內出現真空段，應在必要部位設置保持管內壓力平衡的氣閥，必要時起到調節壓力的作用。為提高承載下落輕質土的壓力，斜管底部需要設置符合標準的配管，并確保管內壓力正常，滿足施工需要。

（6）配管過程中，新舊管要分開配設，新管的結構性能較好，所以要配設到高壓管路部位，舊管結構性能遭到破壞，已不適合放置在壓力較大的管路部位。不符合設計要求的舊管要及時淘汰。

3.泵送施工

氣泡混合輕質土施工的前期準備工作做好之后，在泵送施工操作時，有以下幾點需要注意：

（1）泵送施工開始前，需對高壓軟管做好準備工作：注水使管道內保持光滑；分段排水防止工作期間相互作用力引起管道爆裂等現象；排水后開始泵送輕質土。為保證管內施工正常進行，保證管內壓力平衡，避免壓力過大出現工程故障，所以泵送速度要保持先慢后快，循序漸進。在整個泵送過程中，要時刻觀察各系統的運轉情況，保證系統施工運轉正常，方可把管轉移至澆筑區。

（2）澆筑方法：將管口完全置入氣泡混合輕質土中，保證新土中無空氣摻入，保證其結構的穩定。澆筑工藝為單層澆筑，單層澆筑的厚度要達到氣泡混合輕質土自身可承載的重量，下部土質泡沫保持原裝，其結構也會保持穩固。

標準的澆筑厚度應控制在20cm～80cm之間，為保證氣泡混合輕質土在初凝后結構保持穩定，要合理安排澆筑時間。單層澆筑時澆筑時間要和初凝時間保持一致，雙層澆筑時要比水泥的終凝時間長。在泵送時，為避免吸料口吸入空氣造成輕質土無規律飛濺傷及施工人員，吸料口的輕質土量應少于攪拌缸內的輕質土量。施工過程中應指派專人查看，保證管路100m和特殊路段施工處可正常運轉，技術要求長度大于10m時，應每10m放置一個10mm厚的板作為變形縫，保證其結構的穩定性。

（3）輕質土的泵送采用持續施工作業方式，在泵送時應注意以下情況：輕質土量小時，應緩慢施工，讓設備一直處于運轉狀態；當攪拌零部件卡住時，應采用正轉結合倒轉的處理方式，使其運轉；為防止管道因長時間停泵造成堵塞，5min應開泵運轉一次，停止工作超過1h，輕質土阻力變大，造成管內流通不順暢，甚至無法正常施工時，應盡快將管內輕質土清理出去。

（4）澆筑施工作業中，應及時核測澆筑時間、流動度、密度容積等相關項目的數據，并做好施工日志。

（5）在泵送施工將要完成時，應及時判斷輕質土的需求量，如估算輕質土管道內和攪拌缸內儲存的輕質土量及澆搗現場所欠輕質土量，避免剩余浪費施工原材料，泵送施工結束后，需要將管路泵送清水清洗干凈，延長其使用壽命，為避免設備出現安全故障，要將管道分段分步清洗，保證清洗干凈后，應將設備及電源全部歸位。

（6）頂層澆筑完畢后，應在其表面覆蓋保護膜進行養生，時間為3天，在此期間不可破壞其結構的穩定性。

（7）未凝固前，如遇降水，應及時采取避雨防護措施。處理受到破壞的表層結構，對齊進行重新澆筑。

4.故障處理

（1）堵管處理

在泵送施工作業中會遇到一些特殊情況，例如管道末端和管彎、上坡發生堵塞，需及時用木制品持續敲擊，使其盡快脫落；如果堵塞嚴重，應即刻停止作業，并拆分管道一一排查隱患，直至清除堵塞物，使管道暢通后方可繼續施工。

（2）脫管處理

設備在持續工作中，零部件松動也會造成脫管現象，脫管現象大多存在于管道開始和上坡、彎管接口處。一旦出現此類問題，應及時停止工作，檢查松動的部位并及時校正緊固。

五、結語

氣泡輕質土是一種新生的施工材料，其強度可隨時滿足施工需求。從最終的施工效果也可以看出，采用氣泡混合輕質土進行公路改擴建工程具有很強的技術優勢性和廣泛的適用性，值得推廣。