泡沫輕質土在季凍區涵背回填中的應用

楊士斌，潘 玲，邢宏濤

(1.吉黑高速山河至哈爾濱段工程項目辦，黑龍江 哈爾濱 150001；2.黑龍江省公路工程造價管理總站，黑龍江 哈爾濱 150008；3.黑龍江省公路建設中心，黑龍江 哈爾濱 150001)

泡沫輕質土是由稀釋后發泡劑產生的氣泡群與水泥、水及可選添加材料按一定配比經混合攪拌、澆筑成型、養護而成的輕質多孔混凝土，亦稱泡沫混凝土。由于其具有輕質、高強、低滲透性、高耐久性等特點，跟常規路基回填材料相比，可有效減小結構體自重，從而降低地基附加應力，減小沉降量，避免橋頭跳車等病害，常用于采空區填充、軟基處理、道路加寬等工程中[1]。

1 工程概況

本項目施工選取吉黑高速山河至哈爾濱段哈爾濱繞城高速連接線A13標段牛家工業園互通段EK0+300.00鋼筋混凝土箱涵涵背為泡沫輕質土回填試驗段。哈爾濱繞城高速連接線路段(高速公路)長31.653 km，設置小橋1座，涵洞36道；互通式立體交叉3處，設計時速120 km/h，采用四車道高速公路標準。

2 泡沫輕質土回填方案

2.1 泡沫輕質土生產工藝

泡沫輕質土的生產過程包括泡沫輕質土混合料制備、澆注成型、養護、檢驗。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 泡沫輕質土生產工藝流程

2.2 施工前準備

(1)施工現場清理干凈，確定水、電、料配合到位。

(2)施工設備根據工程進度要求集中進場安放。

(3)生產工區布置如圖2所示，寬度均為10 m。

圖2 泡沫輕質土生產工區布置圖

(4)原材料準備。

①水泥。本項目擬采用P·O 42.5等級的復合硅酸鹽水泥。水泥進場必須分廠家，按批、按品種分類存放，并且必須有出廠合格證明及試驗資料，絕對禁止使用超期和受潮結塊的水泥。為有效提高施工效率，在合理范圍內縮短施工工期，降低水泥使用周期和現場儲存時間，保證水泥質量，同時緩解水泥運輸過程中給環境保護帶來的壓力，現澆泡沫輕質土工程宜采用散裝水泥。

②鋼筋網。采用線徑3.2 mm、網格1 010 cm的鋼筋網，其抗拉強度不小于200 kN/m，延伸率不大于2%。鋼筋網不應有明顯銹跡。鋼筋網由總包單位供應，附出廠檢測報告。

③防滲土工膜。土工膜為M2/PE型號，厚度為2 mm，伸長率大于50%，縱、橫向拉伸強度不小于18 kN/m，縱、橫向直角撕裂強度不小于100 N/mm，CBR頂破強度不小于600 N，垂直滲透系數不超過510-11cm/s。

④模板。由于泡沫輕質土在澆筑時具有較好的流動性，在澆筑前，應按照設計要求，使用模具支護對填筑體最外側進行圍檔。

2.3 回填要點

(1)支模。根據設計的收坡寬度，使用扣件式腳手架和竹膠板作為模板支撐體系。當填筑體縱、橫向超過15 m，必須使用模板分割，模板外部增加斜撐，計劃單層支模高度為1.5 m，填筑分塊10～15 m為易。

(2)泡沫輕質土制備。泡沫輕質土的制備可通過在泡沫輕質土輸送機上設置好各項配合比參數，實現數字自動化控制，重點關注以下內容。

①確定配合比。②水泥漿制備。③泡沫制備。④漿泡混合。

(3)泵送澆筑。①泡沫輕質土按照每層厚度30～80 cm分層澆筑，每工作面間隔8～14 h澆筑1層。②填筑施工過程中要避免過度振動，避免消泡和材料離析現象發生。

(4)土工膜防滲處理。由于泡沫輕質土是一種具有閉孔孔結構的輕質多孔材料，在季凍區地下水發育地區易產生凍融破壞[2]，在施工中應將回填體用防滲土工膜進行包裹，以避免由于融水或地下水導致泡沫輕質土產生剝蝕、開裂等凍融破壞病害。

3 質量控制

3.1 主控項目

(1)泡沫輕質土容重和28 d無側限抗壓強度符合設計要求。

(2)符合《泡沫輕質土填筑工程技術規程》CJJ/T 177—2012產品行業標準，滿足相關規范及設計圖紙的要求。

3.2 一般項目

泡沫輕質土硬化后，應分別對頂面高程、平面位置、平面尺寸進行檢測，檢測結果不合格，不可進行下一道工序施工。泡沫輕質土硬化后檢測項目見表1。

表1 泡沫輕質土硬化后檢測項目

4 結 語

泡沫輕質土具有輕質、高強、低滲透性等特點，可減小地基沉降，有效避免橋頭跳車等病害，適宜作為回填材料在道路、橋涵等工程中使用。泡沫輕質土回填工程施工工序較復雜，在施工前應組織相關人員學習，特別是對技術管理人員和工長進行施工方案、技術交底；在施工過程中注重各專業工種間的協同合作，確保泡沫輕質土能夠連續澆筑，從而加快施工工期，保障施工質量。