泡沫輕質土在港口碼頭中的應用

◎曹志巍 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概況

廣州港南沙港區四期工程位于廣州港南沙港區南沙作業區規劃范圍內的中部挖入式港池，泡沫輕質土主要應用于碼頭兩軌間回填區域，填筑高程范圍為+1.0～4.75m，厚3.85m，在路床上下界面鋪設兩層鋼塑土工格柵；在泡沫輕質土頂面、地面和側面均鋪設土工布，HDPE防滲土工膜。

泡沫輕質土不僅在房建、公路、市政等行業揮出了極其重要的作用，并且在港口碼頭建設中得到了推廣。為此，文章結合上述實際案例，以泡沫輕質土的特點為基本出發點，探討了泡沫輕質土的具體的應用過程，期望可以為同類工程項目帶來幫助。

2.泡沫輕質土在港口碼頭中的應用

2.1 泡沫輕質土施工流程

遠端攪拌站制作水泥漿→水泥漿運輸至泡沫輕質土制備站→制作泡沫、制作泡沫輕質土→輸送至澆筑區→澆筑區封層澆注。

2.2 施工現場

在本工程項目中，由于泡沫輕質混凝土施工工作面積較大，需要采用多工點進行現場施工，單工點長度15m、寬15m，總面積225m2，為保證泡沫輕質土施工效率，現已經在施工現場投入了3臺泡沫輕質土攪拌站設備。

2.3 泡沫輕質土澆筑及拌制

（1）泡沫輕質土拌制過程。在本項目施工之前需要對泡沫輕質土進行工藝性試驗，并根據工程項目的地質條件、承載能力以及沉降控制標準確定泡沫輕質土的配合比，本項目中泡沫輕質土的配合比為125kg/m3∶407kg/m3∶0.16kg/m3∶313kg/m3∶188kg/m3（水泥、水、發泡劑、粉煤灰1、粉煤灰2），濕容重1095kg/m3，流動度191 mm，抗壓強度0.8MPa（7d），1.12MPa（28d）。

在具體的施工過程中，嚴格按照配合比拌制，首先將發泡液倒入輸送泵中，其次將其與壓縮空氣一同在發泡裝置中混合，并以二者的壓力為主要輸送動力形成泡沫流，再將水泥通過輸送管輸送至泵內并充分攪拌；最后利用3寸或者4寸的輸送管將拌制而成的泡沫輕質土輸送至施工現場。

（2）模板施工。泡沫輕質土澆筑之前，利用規格為1.8m×0.9 m ×0.018m的木模進行分區支撐牢固，同時采用8cm×8cm的木方作為內外支撐。為了保證工程項目的施工質量，還應當注意以下幾點內容：①在模板拼樁之前，嚴格按照施工方案和工序進行，在模板沒有得到固定的情況下不得進入下一道工序；②模板應以拼接構造為主，拼接處利用止水膠帶作密封處理，其目的是避免漏漿；③待泡沫輕質土完全固化后方可拆除模板；④木模模板安裝完成后，認真、仔細地檢查模板的垂直度、接縫質量、表面平整度、截面尺寸、支撐情況以及模板加固，確保模板的整體穩定性和美觀性。

（3）分區澆筑。輕質混泥土在施工之前，根據各個供電的工程條件及邊界條件先分區澆筑，并確保符合以下要求：單個澆筑區面積不得超過400m2；單個澆筑區長軸方向長度應控制在10～15m。

（4）變形縫設置。在路基橫縱向上每隔20m設置一道變形縫，具體應使用2cm厚的聚苯乙烯板，并于胸墻、軌道梁、排水箱涵等混凝土銜接時，設置2cm厚的聚苯乙烯板作為緩沖層。

（5）鋼塑土工格柵布置。橫向布置鋼塑土工格柵，受力方向和非受力方向的搭接長度需分別≥30cm和≥10cm，綁扎帶應使用與鋼塑土工格柵型號相同的產品，并每間隔2m用U型釘固定。鋼塑土工格柵的基面既要保證平整，又要保證密實，鋪設工作要不間斷進行，在具體的鋪設過程不得出現扭曲、重疊等現象，且不得對鋼塑土工格柵拉伸安裝。

（6）土工布布設。土工布設過程中，其搭接寬度應為5cm，搭接處應展平和拉緊土工布，并每2m之處使用U型定將其錨固，避免局部卷起。

2.4 泡沫輕質土施工要點

（1）泡沫輕質土單層澆筑厚度應控制在0.4～1.0m之間，對于同一區段的上下相鄰澆筑層，當施工期間內的氣溫不低于15℃時，最短澆筑時間應在8h之內完成，連續澆筑時間不應低于12h。

（2）單個澆筑區澆筑層的澆筑時間控制在2h之內。

（3）沿著澆筑區的長軸方向從一端向著另一端澆筑，如果使用一條或者一條以上澆筑管時，可以并排從一端開始澆筑或者采用對角的方式澆筑。

（4）在具體的澆筑過程中，如果需要移動澆筑管，要沿著澆筑管放置的方向前后移動，禁止左右移動，如果必須左右移動時，應將澆筑管移出當前已完成澆筑的泡沫輕質土表面之后再移動。

（5）掃平表面時保證繞注口保持水平狀態，并使繞注口低于輕質土表面。

（6）減少和降低在已經澆筑完成但尚未固化的輕質土上行走的次數。

（7）如果澆筑層底層高程之間有明顯的差異，應當于較低層開始澆筑。

（8）出料口在具體的澆筑過程中不得懸空；當需要移動澆筑管、從出料口取樣或者需要沖散澆筑區內多余的氣泡時，出料口距離輕質土表面的高差應控制在1.5m以內。

（9）施工縫采用錯縫分層進行處理，其目的是降低不均勻沉降。

2.5 養護

（1）泡沫輕質土頂面澆筑至設計高程后使用塑料薄膜將其覆蓋，達到保濕養護目的，如果因條件限制使用無紡土工布覆蓋，應結合灑水的方式來養護輕質土頂面，養護時間不得低于7日。

（2）在泡沫輕質土頂部路面施工之前，其頂部禁止行駛工程機械設備；對于局部地段無法回避時，應結合工程項目的實際情況并選擇合適的位置，鋪設≥50cm厚度的臨時保護層作為臨時便道，以供工程機械設備行駛。

（3）輕質土頂部養護強度必須達到0.6MPa方可組織施工，在具體的施工過程中禁止大型工程機械設備在泡沫輕質土頂部行駛。

3.泡沫輕質土的特點分析

3.1 輕質性

本項目泡沫輕質土的設計要求濕容重為≥1050kg/m3，重量僅為普通水泥混凝土的44%左右，可有效減輕對輕海側碼頭的土壓力以及豎向的荷載。

3.2 整體性高

泡沫輕質土直接在施工現場分層、分塊澆筑，與胸墻、軌道梁等結構銜接時設置緩沖層，并在橫向設置每20m一道變形縫，使得兩軌間回填區形成一個整體，并與相鄰結構結合緊密。

3.3 抗壓性強

泡沫輕質土的配合比試驗強度為0.8MPa（7d）、1.12MPa（28d），因具有較高的抗壓強度以及整體性，大大提高了地基承載力和穩定性。

3.4 耐久性好

泡沫輕質土與工程項目的使用壽命基本相同且具有超強的耐水性，因內含大量封閉氣孔，可減少孔隙水的滲透和后方回填土體細顆粒的運動，保持后方回填土體的穩定性，降低碼頭后方回填區的沉降位移量，提高碼頭結構的耐久性。

3.5 施工速度快

本項目一共配備3套攪拌設備，每套攪拌設備主要包含水泥攪拌站一臺、90m3/h輕質土制備站一臺、水泵、輸送管等；攪拌設備采用自動上料、自動拌合的設置，每盤漿料拌合時間不超過5min，實現自動化作業，同時實現距施工現場350m以內的遠距離輸送，滿足2500m3/d的生產進度要求；因采用管道輸送的方式，減少了大型施工機械的使用，避免了各相鄰工序間的施工干擾，并對碼頭水工結構起到成品保護的效果。

4.結語

綜上所述，泡沫輕質土作為一種新的工藝和材料，相比傳統回填砂，其采用管道運輸，減少了現場材料運輸、攤鋪、碾壓等設備的需求，提高了施工效率；輕質土具備整體穩定性和耐久性，能夠加快碼頭結構的施工進度，對保證工程項目建設質量、加快施工進度方面具有極大的優勢。