公路泡沫輕質(zhì)土路基施工技術(shù)分析

李亞瓊

(山西路橋第四工程有限公司，山西 大同 037004)

1 項(xiàng)目背景

某公路工程項(xiàng)目的全線長(zhǎng)度是16.27 km，起訖樁號(hào)是K133+710～K149+980，采用的是雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)的行車(chē)速度是60 km/h，路基的寬度是26 m。根據(jù)工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)條件與施工要求，通過(guò)研究、討論后確定此項(xiàng)目選擇泡沫輕質(zhì)土路基施工技術(shù)。本文以此公路工程項(xiàng)目為例，重點(diǎn)研究了輕質(zhì)泡沫土路基施工技術(shù)。

2 泡沫輕質(zhì)土路基的特點(diǎn)

2.1 輕質(zhì)性與強(qiáng)度的可調(diào)性

從本質(zhì)上分析，泡沫輕質(zhì)土指的是以水泥、膠凝、發(fā)泡劑水溶液為材料進(jìn)行混合而成的一種物質(zhì)，其內(nèi)部存在大量閉合微小膠質(zhì)氣泡，而且所有氣泡間無(wú)互通現(xiàn)象，所以材料容重比較小，能夠減小路基的荷載，嚴(yán)格控制工后路基沉降現(xiàn)象[1]。此外，通過(guò)合理地優(yōu)化輕質(zhì)土不同成分比例，能夠?qū)崿F(xiàn)其強(qiáng)度的調(diào)整，從而滿足不同路基強(qiáng)度的實(shí)際需要。

2.2 便捷性

泡沫輕質(zhì)土主要以攪拌站與管道進(jìn)行制作運(yùn)輸，能夠?qū)崿F(xiàn)自流平與自硬化，無(wú)需展開(kāi)碾壓與振搗施工，能夠?qū)崿F(xiàn)小空間或是長(zhǎng)距離施工，而且施工效率比較高。當(dāng)澆筑施工結(jié)束之后，正常固化時(shí)間大約為4 h，且不會(huì)對(duì)擋土墻結(jié)構(gòu)造成影響。

2.3 耐久性與環(huán)保性

相較于高分子材料而言，泡沫輕質(zhì)土具備較強(qiáng)的抗油污能力與耐久性。一般泡沫輕質(zhì)土內(nèi)包含的氣泡體積量≥60%，導(dǎo)熱系數(shù)比較低，具備良好的隔熱保溫作用[2]。此外，公路工程施工中可以采用泡沫輕質(zhì)土取代原路基填料，以免路基高挖、高填而對(duì)自然環(huán)境造成破壞。

3 施工技術(shù)

3.1 施工參數(shù)

綜合分析項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工要求與檢測(cè)結(jié)果，確定的泡沫輕質(zhì)土路基施工參數(shù)具體如下：試驗(yàn)段泡沫輕質(zhì)土的澆筑施工時(shí)間控制為15 min，濕密度范圍是606～688 kg/m3，選用的水泥漿設(shè)備功率是60 m3/h。泡沫輕質(zhì)土的配合比詳見(jiàn)表1所示，試驗(yàn)段泡沫輕質(zhì)土具體濕密度及流值詳見(jiàn)表2所示。施工后28 d的路基抗壓強(qiáng)度是1.3 MPa，完全符合此公路工程項(xiàng)目路基抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)定要求。

表1 試驗(yàn)段泡沫輕質(zhì)土配合比

表2 泡沫輕質(zhì)土試驗(yàn)段濕密度與流值

3.2 泡沫輕質(zhì)土制作

根據(jù)配合比要求采用專業(yè)設(shè)備制作水泥漿，然后通過(guò)軟管泵送到中繼站。試驗(yàn)路段屬于高填方縱坡段，結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求，為了增強(qiáng)高填方路基結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，控制施工后路基沉降，需要保證此段泡沫輕質(zhì)土路基的28 d后抗壓強(qiáng)度≥1.2 MPa[3]，所以應(yīng)對(duì)配合比進(jìn)行合理調(diào)整，實(shí)現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土濕密度與流值的優(yōu)化，從而保證符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求。

3.3 側(cè)向擋板安裝

此項(xiàng)目中側(cè)向擋板選擇的是水泥預(yù)制板(具體厚度是4 cm，長(zhǎng)度×高度：90 cm×30 cm)。安裝施工選擇的方式是分層分塊，結(jié)合當(dāng)日施工量與工作面確定模板實(shí)際安裝量，而在模板安裝施工階段，應(yīng)結(jié)合泡沫輕質(zhì)土路基區(qū)與斷面圖分層完成安裝與拆卸。其中標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階確定的高度是2/3，根據(jù)臺(tái)階高度與施工圍擋實(shí)現(xiàn)模板尺寸的有效控制。施工時(shí)必須加強(qiáng)模板支護(hù)處理，以免受到外力與泡沫輕質(zhì)土壓力的影響造成模板傾倒。保證泡沫輕質(zhì)土路基澆筑的高度符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求，同時(shí)泡沫輕質(zhì)土的固化時(shí)間>24 h，才可以將側(cè)向擋板拆除。但是拆除作業(yè)時(shí)必須緩慢，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)順序以分段的方式拆除，禁止發(fā)生硬砸或是猛撬等現(xiàn)象，以免破壞泡沫輕質(zhì)土。

3.4 泡沫輕質(zhì)土輸送

如果泡沫輕質(zhì)土選擇泵送模式或是管道泵送模式，其氣泡群的消解量都比較小。而選擇翻斗車(chē)+預(yù)拌混凝土車(chē)模式輸送，由于振動(dòng)量比較大就會(huì)造成氣泡大部分消解，從而影響泡沫輕質(zhì)土內(nèi)空氣量與濕潤(rùn)度，減小泡沫輕質(zhì)土的流動(dòng)性[4]。結(jié)合項(xiàng)目具體狀況，并經(jīng)過(guò)綜合性研究確定泡沫輕質(zhì)土的泵送模式，由于泡沫輕質(zhì)土的氣泡較為穩(wěn)定，以及考慮材料分離產(chǎn)生的損耗，管道輸送距離應(yīng)≤500 m。

3.5 泡沫輕質(zhì)土澆筑

1)在正式澆筑施工前，需要在澆筑施工區(qū)劃定路線縱向施工距離(一般是50 m)，同時(shí)對(duì)基底實(shí)施嚴(yán)格檢查，確保基底無(wú)任何的雜物、積水等，且基底高程必須符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求。

2)同區(qū)段的上下臨近澆筑層需要保證施工溫度≥15℃，且澆筑間隔時(shí)間≥8 h。

3)各泡沫輕質(zhì)土澆筑層的施工時(shí)間應(yīng)≤2 h，按照澆筑區(qū)長(zhǎng)軸向端澆筑至另外一端。若是選擇>1條管道同步實(shí)施澆筑，需要通過(guò)并排式由一端澆筑或是采用對(duì)角澆筑模式完成澆筑作業(yè)。

4)在澆筑施工階段若是需要移動(dòng)澆筑管，則必須按照其放置方向前后進(jìn)行移動(dòng)，且澆筑時(shí)禁止左右移動(dòng)。若是必須左右移動(dòng)，則需要把澆筑管下放至澆筑面的下部。此外，澆筑管的出料口與澆筑面的距離應(yīng)保證≤1.5 m。

5)泡沫輕質(zhì)土澆筑中需要確保澆筑高度<1 m，且合理控制材料用量。此項(xiàng)目中澆筑施工選擇的是分層澆筑模式，避免一次性澆筑量過(guò)大而影響強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)按照規(guī)定要求檢測(cè)濕密度，當(dāng)濕密度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之后才可以有效控制同一層澆筑效果。在澆筑過(guò)程中以10 min為單位進(jìn)行1次濕密度檢測(cè)，以確保濕密度符合規(guī)定要求。每層澆筑施工結(jié)束后，需要對(duì)濕密度進(jìn)行5次檢測(cè)，若是無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求，則必須及時(shí)停止施工，然后查找原因并解決[5]。此外，要組織監(jiān)理工作人員負(fù)責(zé)進(jìn)場(chǎng)檢查，保證表面平整性，且無(wú)任何的開(kāi)裂與沉陷現(xiàn)象。若是泡沫輕質(zhì)土的澆筑層沉陷>3 cm，或是裂縫寬度>2 mm，則必須清理干凈然后重新澆筑。

3.6 養(yǎng)護(hù)與維護(hù)

在泡沫輕質(zhì)土區(qū)的頂面澆筑施工至設(shè)計(jì)規(guī)定要求的高程數(shù)值之后，必須及時(shí)地從泡沫輕質(zhì)土路基的表面采用塑料膜實(shí)施覆蓋處理，同時(shí)通過(guò)保濕養(yǎng)護(hù)的模式實(shí)現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土路基的有效養(yǎng)護(hù)，也可以選擇無(wú)紡?fù)凉げ紡呐菽p質(zhì)土路基的表面實(shí)施覆蓋處理，緊接著以灑水方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證泡沫輕質(zhì)土路基的養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7 d。

此公路工程項(xiàng)目中泡沫輕質(zhì)土路基的頂部路面施工階段，禁止其他所有施工機(jī)械設(shè)備從上部行駛。而針對(duì)其他路段不能進(jìn)行回避的，則必須選取適宜的位置進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)層的有效鋪設(shè)，其中保護(hù)層的厚度需要≥50 cm。通常設(shè)置的工程機(jī)械行駛臨時(shí)便道，主要選擇的是鋼板覆蓋模式。

4 總 結(jié)

本文結(jié)合公路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，首先論述了泡沫輕質(zhì)土路基的基本特點(diǎn)，然后重點(diǎn)研究了泡沫輕質(zhì)土路基施工技術(shù)，主要包含了施工參數(shù)、泡沫輕質(zhì)土制作、側(cè)向擋板安裝、泡沫輕質(zhì)土輸送、輕質(zhì)土澆筑等。研究表明，采用泡沫輕質(zhì)土路基施工技術(shù)有效控制了工后沉降，同時(shí)顯著提高了路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及承載力。

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