市政道路改擴建工程中泡沫輕質土的應用研究

孔洋洋 楊國俊 李海揚 宋志宏

中建八局第二建設有限公司，中國·山東 濟南 250000

1 引言

隨著中國城市建設規模的逐漸拓展，市政道路交通需求量越來越大，需要通過改擴建工程對道路進行加寬，提高其交通運輸能力，緩解城市交通擁堵現狀。在具體的改擴建工程施工中，常規的路基填土應用存在一定的弊端，如耗時較長、占用空間較大、容易發生新舊路基沉降問題等，縮短整體市政道路工程的使用壽命。基于此，可以把泡沫輕質土作為路基填土進行使用，充分發揮其輕質、快硬、綠色低碳的優勢特性，減少路基填料自重，對路基沉降量進行有效性控制，促進整體市政道路改擴建工程的順利開展。

2 泡沫輕質土特性分析

泡沫輕質土是通過物理方法，把發泡劑水溶液轉化為泡沫的技術工藝，其主要的制作原料有水泥基膠凝材料、水、細粒砂集料、外加劑等，并按照科學的比例進行均勻攪拌混合，通過硬化工序，產生的新興材料。其密度較和強度較高，自動較輕，是一種綠色環保的施工材料。在市政道路改擴建工程中的應用，可以減少路基附加應力，簡化施工工序，避免出現差異沉降問題，施工效果較好。

①基質土，主要由砂質土、粉土、黏性土等構成，其粒徑不超過5mm，且要對其各種土質進行均勻性混合。

②氣泡，一種是通過引氣劑產生水化反應，從而形成化學氣泡；另一種是對起泡劑進行高速攪拌形成物理氣泡。在氣泡制作過程中，可以適當添加穩泡劑，以便對其凝結時間進行有效性控制，增加其結構可靠性。

③固化劑主要是凝膠材料，以水泥為主，石膏粉、硅粉為輔，前者可以對土體骨架進行加固，后者可以對其進行一定的催化，加度凝結速度[1]。在具體施工中，可以結合工程的實際需求，對其性能指標進行合理調整；在對其進行單層澆筑時，要保障其厚度不超過1m，避免出現底部壓縮變形問題；要對其配合比進行科學設置，保障其自身強度，其具體的性能指標如表1所示。

表1 泡沫輕質土性能指標

3 泡沫輕質土在市政道路擴改建工程中的具體應用

3.1 做好準備工作

在基槽開挖施工中，要在路基外側開挖降水井，并在基坑四周開挖排水溝、集水井等；墊層施工中，需要對基底換填一定厚度的碎石墊層，確保碎級配符合標準要求；在對泡沫輕質土外側澆筑時，需要預制混凝土擋板，并使用型鋼作為模板支撐，以便加強澆筑施工的防護效果，強化泡沫輕質土的耐久性。

3.2 對澆筑區進行處理

在施工之前需要對原路基邊坡實施合理削坡，降低其坡率，并使其形成臺階形狀，以便增加新舊路基之間的粘結性[2]。要對臺階里面的垂直度進行合理控制；如果是在高填方路堤段進行施工，需要對基礎埋深進行加大，加大襟變間距、基地開挖深度等，確?；氐膹氐浊謇?，防止發生應力集中現象；需要在基底鋪設防滲土工膜，增加其密封性；為了保障澆筑施工的順利開展，需要對澆筑分區進行合理劃定，以便對人員、設備、材料等進行合理分配，確保澆筑工作的連續性；分層澆筑中需要對每層的厚度以及總體層數進行合理控制，以便減少澆筑中的擾動程度。

3.3 面板施工

要結合設計等級要求，對面板基礎進行現澆操作[3]。要結合具體工程的承載設計要求，保障砂漿砌筑抗壓強度的標準性，要利用特定的勾縫劑對砌縫進行填充，把縫寬控制在10mm以內；可以適當的設置沉降縫，避免其出現不均勻沉降致使內應力過大引起結構變形問題；在具體的澆筑之前，需要利用鋼絲將面板緊緊的綁扎在角鋼上，以防后續施工中對其進行碰撞造成其扭曲變形問題。

3.4 材料制備

3.4.1 水泥漿的制備

可以集中長拌，以便提高制作質量，確保其性能穩定性，要配備自動化設備，能夠重量進行自動稱量，還可以進行智能化投料；對拌和設備進行定期檢測，確保其穩定的使用性能；結合工程實際需求，對水泥漿原材料比例進行合理控制，并對其進行均勻攪拌，在兩個小時之內使用特定的罐車將其運輸到施工現場，保持密封。

3.4.2 泡沫制備

要結合工程需求選擇特定的發泡劑，保障其性能指標滿足參數標準要求；避免出現離析分層問題，確保其密度在31~51kg/m3，結合實際需求，對其密度進行調整；確保發泡劑形成的泡沫均勻、性，將其濕密度控制在標準范圍內[4]。

3.4.3 泡沫輕質土制備

結合工程需求，開展室內試驗，對材料的配合比進行科學設置，確保其滿足性能指標和要求，要對發泡后的材料進行及時的拌和，并將其與水泥砂漿進行均勻性混合攪拌，利用自動化機械設備對其進行稱重、調整等工序。

3.5 泡沫輕質土澆筑

泡沫輕質土具有較高的流動性，難以達到表面調坡標準，所以在澆筑過程中，變使用全斷面澆筑，可以對其臨近表面的區域填筑其他材料，以便達到調坡的目的；通常情況下，當澆筑體距底部以及頂部1m的位置，要分別設置一層特定型號的鍍鋅鐵絲網，并設置HDPE防滲土工膜，搭接長度在5cm以上；澆筑到頂部時需要預埋防撞鋼筋；在澆筑之前需要保障各項指標的標準性；可以利用泵送澆筑方式，避免澆筑過程中出現較大間隔，對泵送設備接口進行密封；澆筑過程中每間隔10m設置沉降縫，并利用聚苯乙烯板進行填充；采取分層澆筑方式，層間溫度在15℃以下，層與層之間的間隔時間不能超過20h；從一側向另一側逐漸推進澆筑[5]。

3.6 養護管理

泡沫輕質土完全凝固之后才能允許車輛行為通行；澆筑完成之后，需要在其表面覆蓋薄膜，起到一定的保濕作用，同時持續性養護一周以上。

4 泡沫輕質土的應用效果分析

在市政道路改擴建工程施工中，如果使用傳統的軟地基處理方式，需要占用大量的土地面積，而且地基填料自重較大，容易引起新舊地基沉降差異，引起路面損壞問題，縮短工程使用壽命，而且施工擾動較大，工期長，對交通運輸的影響較大，極大程度上增加了施工成本，降低經濟效益。而使用泡沫輕質土作為地基填料，可以充分發揮其輕質、強度高、耐久性好的優勢，減少了地基填料的自重應力，簡化施工程序，在路堤填筑高度較大、作業面較窄的工程中發揮關鍵性作用，尤其在道路加寬擴建、路面基層填換、機場道面墊層等工程中獲得極佳的效果。在具體應用中表現為以下優勢：施工程序簡化、加快施工速度、縮短工期、減少對當地交通運輸的壓力；可以對固化的輕質土進行垂直填筑，減少用地面積，降低土地征用；自重較輕，減少路堤附加應力，簡化路基處理程序，避免出現路基差異沉降問題；不需要振搗工序，可以使用管道泵送的方式，作業量較少，減少施工擾動，對施工成本進行控制等[6]。實踐證明，泡沫輕質土在市政道路改擴建工程中的應用，路基耐久性較強，路面平整堅實，沉陷、沉降等病害率較少，由此可見該技術方法具有較高的可行性。

5 結語

由于泡沫輕質土自身的優質特點，如自動較輕、承載性較強、施工操作簡單、成本較低等因素，在市政道路改擴建工程施工中得到了良好的使用效果，提高了市政道路改擴建工程的施工效率和質量，推動整體交通運輸行業的穩定發展。