橋臺路基施工中的泡沫輕質土施工技術

申佳明 劉正新 蔡富睛

中建八局第二建設有限公司，中國·山東 濟南 250000

1 引言

泡沫輕質土主要是一種泡沫形態的土體，容重比較輕。在制作過程中，按照把發泡劑放在水溶液中，形成泡沫之后與水泥基膠凝材料、水、集料、添加劑、摻合料等進行混合攪拌，在物理、化學作用下逐漸硬化，從而形成輕質材料。該土體具有較強的耐久性，剛度較大，而且環保性、透氣性較高，在路基填筑工程中作為主要的回填材料得到了廣泛應用。本文主要對泡沫輕質土在橋臺路基工程中的施工技術進行探究。

2 泡沫輕質土概述

2.1 成分構成

①凝膠材料。該材料主要包含主劑、輔劑，前者可以對土體骨架起到良好的固結、加強功能，后者可以對其產生良好的催化、早凝功能。主劑類型主要包含普通硅酸鹽、火山灰硅酸鹽、礦渣硅酸鹽等水泥，它們可以對土體內的水分子產生水化反應，產生的物質能夠在黏土顆粒作用下，進行離子交換，生成硬質固化物，實現對土體的加固作用；輔劑主要包含粉煤灰、石灰粉、硅粉等，可以對主劑的使用量進行控制，從而減少成本[1]。

②發泡劑。把一定劑量的發泡劑放入到水溶液內，并將其與壓縮空氣一起置入到發泡劑內，在物理、化學作用下，形成表面活性劑等泡沫物質。該物質的表面張力較小，其液膜表面主要以電子層排列方式呈現。為了保障施工質量，需要優化發泡工藝，保障泡沫的均勻性和穩定性。主要使用的發泡劑有植物性、動物性、混合型等發泡劑。

③細骨料。細骨料主要以優質砂為主，但是為了減少施工成本，往往因地制宜，對現場的河砂、石灰石粉、碎石粉等廢棄土進行廢物利用，制作成細骨料。為了保障其材料的單軸抗壓強度、擴散速度滿足設計要求，需要開展重復性的試驗對材料的性能進行檢測，直到其適應施工要求標準值。

2.2 特性分析

①輕質性。泡沫輕質土主要是由很多微小膠質氣泡群構成，整體容重不大。此外，可以結合具體的施工要求，對氣泡率進行調整，從而改變其膠凝材料含量，使其總體容重滿足施工要求。但是在施工時，如果出現消泡、縮泡以及硬化過程中吸水現象，都是使其容重、密度變大。

②流動性較高。該材料內沒有加入粗集料，流動性較高，通過還可以調整其水灰比改變其流動性，并可以利用軟管進行泵送使用，輸送距離較遠，為澆筑施工提供便利。

③密實性特點，輕質土具有較高的吸水性能，當吸收一定的水量之后，其密實度增加，因此如果施工區域降水量較高，需要采取一定的防水措施。

④自立性。這是一種水泥類材料，在完成初凝之后，會逐漸硬化，呈現超固結狀態。這種情況降低混凝土對擋土墻的側壓力，實現垂直填筑[2]。

⑤耐久性，泡沫輕質土是一種水泥材料，其強度性能比較高，不會受到凍融循環、干濕循環的影響，使用壽命比較長，耐久性較好，可以有效控制公路工程運維成本。

⑥單軸抗壓強度較高。泡沫輕質土的粘聚力較強，但是如果其材料中的摻假比例越大，其抗壓強度逐漸減小。其強度參數主要受到各種因素的影響，如水泥標號、養護溫度、使用年數等。

因此，為了進一步提升泡沫輕質土抗壓強度，延長公路使用壽命，需要選擇較高的水泥標號，并對其進行按時養護管理，確保養護溫度的適宜性。

3 泡沫輕質土在橋臺路基施工中的應用實踐

泡沫輕質土在橋臺路基工程中的施工工藝流程，如圖1所示。

圖1 泡沫輕質土在橋臺路基施工中的應用流程

3.1 原材料配比的合理控制

為了進一步提升泡沫輕質土的使用性能，強化其對環境的抵抗能力，要選擇合適的型號的活性發泡劑。要對該活性發泡劑靜置1 小時，如果其氣泡群沉降量不超過五毫米，泌水量在25 毫升以下，且泡沫較為細密，才能進行施工使用。通常情況下，選擇普通硅酸鹽水泥，并按照相關規范要求對其進行標準性配比。要進行科學合理的消泡試驗，保障濕密度增大率在百分之十內，混凝土沉降量較低，沒有出現材料離析現象。[3]同時，需要進行配合比試驗，制作立體試塊，并利用壓力機開展抗壓強度測定，確保其強度符合設計要求。

3.2 做好施工前的準備工作

在進行橋臺路基施工之前，需要結合各種要素進行綜合性分析，如工期、現場情況、施工水平等，從而制定合理的施工組織規劃，對澆筑區域、澆筑層進行合理劃分，保障澆筑施工的規范性開展。在完成路基開挖工序之后，需要對基底進行全面清理，避免出現雜物、積水等，并鋪設一定碎石墊層，鋪設透水土工布，防止基坑積水，并利用一定型號的碾壓機對基底土層進行碾壓，直到其壓實度達到80%；要結合設計要求安裝臨時模板，并確保模板與模板之間拼裝緊密性，避免出現漏漿問題；結合設計要求稱量發泡劑，并加入一定的清水，形成水稀釋液，與壓縮空氣儀器置入發泡劑，形成泡沫；在泡沫輕質土制作過程中，一般需要拌合站對水泥漿進行統一供應，并確保水稱量符合流量標準要求。[4]在具體制作之前，需要對水泥材料進行消泡試驗，確保其濕密度符合設計要求后才能進行使用；要保障水泥漿制作過程的連續性，避免出現較長的中間間隔，容易引起局部消泡和初凝問題；利用泵送的方式把水泥漿液運輸到施工現場，并結合施工要求對其進行重復攪拌，避免出現顆粒物，在出料時利用濾網對其進行過濾；當把對氣泡加壓后，將其與水泥漿液進行混合，形成泡沫輕質土，在施工使用之前，需要結合具體的施工要求，對材料參數進行適當調整，確保其流量、濕密度滿足設計要求。

3.3 現場澆筑施工

一般情況下，在對泡沫輕質土進行現場澆筑時，為了保障澆筑施工質量，要分層澆筑，單個澆筑區域頂面面積控制在400 平方米以下，澆筑區長軸控制在20 米以內；要在縱向每隔15 米設置一條沉降縫，可以選擇一定厚度的聚苯乙烯板作為材料進行施工；每層澆筑厚度不超過一米，確保上層水泥漿液完成初凝后才能對下層開始澆筑；要對每一層澆筑的時間進行合理掌控，限制在初凝時間之內從長軸一段逐漸延伸且一次性完成澆筑。[5]在現場澆筑時，要對澆筑管進行前后依次前移，盡量避免左右移動，并把出料口設置在泡沫輕質土下部。如果施工環境溫度較高超過15 攝氏度，每層間隔澆筑時間控制在8 小時左右；如果溫度在15 攝氏度以下，間隔時間在12 小時左右。

3.4 成品養護管理

在對泡沫輕質土澆筑完成之后，等到其硬化成型后，需要安排專業人員對其進行定期維護保養，避免其在達到設計強度之前受到外力損壞。要對成品進行定期隨機的性能檢驗，確保其試件準干密度控制在濕密度標準值；如果泡沫輕質土到達設計強度后，需要在其表面覆蓋塑料薄膜，避免降雨引起消泡問題；并進行定期灑水，避免其水分蒸發過快，引起表面裂縫；通常情況下要持續性養護管理一周以上，確保其強度都達到設計標準值后才能開展路面結構層的施工[6]。

4 結語

綜上所述，泡沫輕質土因此輕質性、耐久性等優勢在公路橋臺路基施工中發揮了極大的作用效果。在實際使用中，因其剛度較高，土質較輕，可以減少填土荷載，可以有效緩解工后沉降、橋頭跳車問題。泡沫輕質土施工操作較為簡便，施工周期較短，可以對整體的施工成本進行有效控制，對于提升橋臺路基施工質量大有幫助。