泡沫輕質(zhì)土在道路工程加高擋墻施工中的應(yīng)用

李鋮

（龍巖交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 龍巖 364000）

0 引言

泡沫輕質(zhì)土是一種新型建筑節(jié)能材料，具有環(huán)保、節(jié)能、低成本、不燃等特點(diǎn)。該材料憑借施工方便、抗震性好、彈性低、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如制成輕質(zhì)假山、盆景等園林產(chǎn)品，用于公路護(hù)坡、路基、河岸和港口的擋土墻等。泡沫輕質(zhì)土應(yīng)用效果顯著，在道路工程加高擋墻施工中有效應(yīng)用該材料，可起到更好的施工效果，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 泡沫輕質(zhì)土概述

1.1 泡沫輕質(zhì)土定義

泡沫輕質(zhì)土是通過物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與膠凝材料、添加劑和水按一定比例混合，通過物理和化學(xué)作用硬化而成的一種輕質(zhì)材料。

1.2 泡沫輕質(zhì)土的特性

第一，輕質(zhì)性。泡沫輕質(zhì)土中含有大量的封密閉性氣孔，因此其質(zhì)量較一般土建材料輕得多，其容重范圍在3～16kN/m3之間。

第二，強(qiáng)度可調(diào)節(jié)。通過改變各種成分的配合比，可以調(diào)整泡沫輕質(zhì)土的強(qiáng)度，其強(qiáng)度調(diào)節(jié)范圍通常在300～1500kN/m2之間。

第三，流動(dòng)性好。由于泡沫輕質(zhì)土不含混凝土的粗集料，其流動(dòng)度（流值180mm 左右）比普通的混凝土高，施工中具有自流平的特性，在實(shí)際施工中可采用軟管泵送。

第四，固化自立。泡沫輕質(zhì)土采用水泥為固化劑，成品與混凝土類似，具有與普通混凝土初凝、終凝等特性，硬化后具有良好的自立性，其垂直臨空面的側(cè)壓力為0，可垂直填筑，不會(huì)對(duì)其他構(gòu)筑物產(chǎn)生側(cè)向壓力。

第五，施工性好。由于泡沫輕質(zhì)土具有良好的流動(dòng)性，且施工流程簡(jiǎn)單便捷，因此十分適宜用于小空間和長(zhǎng)距離施工。

第六，耐久性。泡沫輕質(zhì)土是一輕質(zhì)類新型混凝土，相較于高分子材料，有更強(qiáng)的耐久性、耐熱性和耐油性。

第七，隔熱性。由于泡沫輕質(zhì)土中含有大量氣泡，因此隔熱性能良好。

2 泡沫輕質(zhì)土在道路工程加高擋墻施工中的應(yīng)用

2.1 工程概述

福州城區(qū)北向第二通道工程（晉安段）A3 標(biāo)段貴安連接線公路工程，位于福州市連江縣境內(nèi)，起止樁號(hào)為K0+219—K1+786，線路長(zhǎng)1.567km。此次變更為正在施工的貴安連接線與剛立項(xiàng)的丹桂公路銜接段落，目前貴安連接線受用地限制，該平交口數(shù)量以變更形式計(jì)入貴安連接線項(xiàng)目。YK0+754—YK1+150 右側(cè)擋墻變更采用加高原設(shè)計(jì)擋墻的形式，且根據(jù)擋墻加高高度的不同，換填不同厚度的輕質(zhì)混凝土（換填厚度為1～2m），擋墻加高方式如圖1 所示。

圖1 擋墻加高方式示意圖

2.2 結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填材料選擇

2.2.1 普通土填筑

（1）優(yōu)點(diǎn)

取材方便，填筑成本較低。

（2）缺點(diǎn)

第一，要求分層壓實(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊荷載，對(duì)原設(shè)計(jì)擋墻造成較大的縱向和橫向壓力。

第二，為防止路基泡水后土體質(zhì)量增加，需做好填筑區(qū)域防水，增加面層結(jié)構(gòu)等。

第三，面層結(jié)構(gòu)投入使用后，若出現(xiàn)不均勻沉降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫，在雨季水容易侵入土體，增大自重，增大對(duì)原設(shè)計(jì)擋墻的壓力，容易產(chǎn)生滑塌安全隱患。

2.2.2 泡沫輕質(zhì)土填筑

（1）優(yōu)點(diǎn)

第一，施工便捷、高效，可大幅縮短施工工期。與常規(guī)路基填土相比，泡沫輕質(zhì)土的施工準(zhǔn)備期更短。

第二，可垂直填充，在一定程度上節(jié)約土地資源。

第三，采用泡沫輕質(zhì)土專用設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)和泵送，占用工作面較小，不會(huì)影響其他路段施工，也可以避免拆除部分路段的高壓線路和通信管道。

第四，傳統(tǒng)的復(fù)合地基施工多為隱蔽工程，施工難度較大。泡沫輕質(zhì)土施工是一種非隱蔽工程，施工質(zhì)量易于控制，可靠性高。

第五，受天氣影響小，填筑可實(shí)現(xiàn)自密實(shí)，施工速度快，能夠保證工期。

第六，填筑體對(duì)基礎(chǔ)施加的荷載小，施工后填筑沉降較小，可有效減少后期維修費(fèi)用。

（2）缺點(diǎn)

前期填筑施工成本相對(duì)較高。

3 泡沫輕質(zhì)土施工工藝

3.1 施工流程

施工準(zhǔn)備工作及測(cè)量放樣—?jiǎng)澐譂仓^(qū)—雙向土工格柵鋪設(shè)—泡沫輕質(zhì)土拌和—泡沫輕質(zhì)土輸送與澆筑—養(yǎng)護(hù)。

3.2 施工準(zhǔn)備工作

3.2.1 泡沫輕質(zhì)土材料配合比試驗(yàn)

正式開始施工前，為合理確定材料配合比，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，使其滿足以下條件。

第一，200mm≥流動(dòng)值≥160mm，濕容重≤6.0kN/m3。

第二，采用10cm×10cm×10cm 立方體試塊，抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法與普通混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)方法一致，對(duì)壓力機(jī)的要求與普通混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)存在一定的差異，需采用小量程砂漿壓力機(jī)。

第三，以6 塊試塊為一組，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)強(qiáng)度的要求為7d 齡期抗壓強(qiáng)度≥0.5MPa；28d 齡期抗壓強(qiáng)度≥1.0MPa。

該項(xiàng)目經(jīng)試驗(yàn)室檢測(cè)，將配合比設(shè)計(jì)為：

水泥∶水∶發(fā)泡劑∶發(fā)泡群=320∶208∶34.6∶692。

3.2.2 測(cè)量放樣及場(chǎng)地處理

鏟車配合挖掘機(jī)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行整平。整平施工場(chǎng)地后，采用全站儀或RTK，按設(shè)計(jì)圖紙嚴(yán)格測(cè)放出澆筑區(qū)域，并在新老路堤交界坡面的坡腳處按要求挖臺(tái)階，后報(bào)監(jiān)理檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)合格進(jìn)行下一步工序。

3.2.3 劃分澆筑區(qū)域，搭設(shè)模板

根據(jù)變形縫的設(shè)置要求，該項(xiàng)目采用18mm 厚的膠合板將施工區(qū)域劃分成若干個(gè)10～15m 長(zhǎng)的縱向澆筑區(qū)域，并在橫向區(qū)域內(nèi)搭設(shè)施工模板。

3.3 雙向土工格柵鋪設(shè)

雙向土工格柵應(yīng)滿堂鋪設(shè)，在橫向填挖交界處鋪設(shè)長(zhǎng)度超過半填半挖路基斷面30cm，結(jié)構(gòu)物端鋪設(shè)至混凝土擋土墻基腳向上延展1m。攤鋪時(shí)，應(yīng)保證拉直、平順，緊貼下承層，兩幅土工格柵之間的搭接寬度為30cm。采用聚乙烯繩，呈“之”字形穿綁搭接部分。用U 形釘按間距1.5m×1.5m 將土工格柵固定在土中，并張緊（見圖2）。

圖2 雙向土工格柵鋪設(shè)

3.4 泡沫輕質(zhì)土拌和制作及安全控制

泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)具有原材料自動(dòng)計(jì)量功能。拌和泡沫輕質(zhì)土?xí)r，應(yīng)能調(diào)節(jié)水泥（砂）漿或泡沫的流量。發(fā)泡劑應(yīng)存放在通風(fēng)良好的地方。操作人員在搬運(yùn)和使用發(fā)泡劑時(shí)，必須使用防護(hù)工具，禁止直接接觸，防止發(fā)泡劑與強(qiáng)酸化劑接觸。使用或者搬運(yùn)發(fā)泡劑后，操作人員必須清潔雙手和面部。材料計(jì)量精度如表1 所示，泡沫輕質(zhì)土拌和流程如圖3 所示。

表1 材料的計(jì)量精度

圖3 泡沫輕質(zhì)土拌和流程

第一，在混合料拌和過程中，拌和時(shí)間應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，保證各組分混合均勻。

第二，各原料在儲(chǔ)料裝置中的停滯時(shí)間不宜超過2h。

3.5 泡沫輕質(zhì)土輸送與澆筑

第一，泡沫輕質(zhì)土澆筑應(yīng)分區(qū)進(jìn)行。在澆筑作業(yè)期間，施工人員必須嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范要求，科學(xué)穿戴安全護(hù)具，做到安全文明施工。

第二，在該工程中，泡沫輕質(zhì)土澆筑采用車輛運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行施工，必要時(shí)采用泵送方式。

第三，在地下水位以下施工時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)降水措施，必須保證澆筑期間基底無積水，同時(shí)在泡沫輕質(zhì)土養(yǎng)護(hù)齡期不少于3d 且施工滿足抗浮要求的情況下，才能撤除臨時(shí)降水措施。

第四，單個(gè)澆筑區(qū)內(nèi)澆筑層的施工時(shí)間，最好控制在水泥（砂）漿初凝時(shí)間以內(nèi)。待澆筑層終凝才能開始上層澆筑施工。

3.6 輕質(zhì)土澆筑施工及安全控制

第一，在澆筑施工作業(yè)中（見圖4），既可以采用直接泵送法，也可以采用管道泵送法。在泵送過程中，應(yīng)檢查泵送管道的壓力和接頭的緊密性。出現(xiàn)任何不符合要求的情況必須立即解決，并徹底消除故障。

圖4 輕質(zhì)土澆筑施工作業(yè)

第二，澆筑過程中，需要移動(dòng)澆筑管時(shí)，應(yīng)沿澆筑管放置的方向前后移動(dòng)，不宜左右移動(dòng)澆筑管；如必須左右移動(dòng)澆筑管，則應(yīng)將澆筑管盡可能提出已澆筑輕質(zhì)土表面后再移動(dòng)。

第三，遇到陰雨天氣，及時(shí)采取遮雨措施，立即暫停澆筑工作，對(duì)已澆筑完成的泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行覆蓋。

3.7 輕質(zhì)土路基養(yǎng)護(hù)

第一，對(duì)于已經(jīng)完成澆筑的輕質(zhì)土路基表面應(yīng)覆蓋塑料薄膜，并采用保濕法對(duì)輕質(zhì)土路基進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，也可采用無紡?fù)凉げ几采w輕質(zhì)土路基的表面，然后進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在7d 以上。

第二，在輕質(zhì)土路基頂面施工時(shí)，其他施工機(jī)械不得在其頂面上行駛。無法避開時(shí)應(yīng)選擇合適的位置鋪設(shè)臨時(shí)保護(hù)層，土質(zhì)保護(hù)層厚度應(yīng)控制在50cm以上，或使用鋼板覆蓋作為施工機(jī)械的臨時(shí)通道。

4 質(zhì)量控制措施

其一，泡沫輕質(zhì)土在澆筑之前，應(yīng)保證基底上沒有積水或松軟土。對(duì)基層應(yīng)進(jìn)行碾壓處理，壓實(shí)度不應(yīng)低于85%。

其二，泡沫輕質(zhì)土單層澆筑厚度控制在2/3m。施工溫度不低于15℃時(shí)，短澆筑間隔可控制在8～12h，否則澆筑間隔不少于2d。

5 結(jié)語

由于泡沫輕質(zhì)土施工方法便捷、施工進(jìn)度快、施工質(zhì)量好、綜合效益高，在道路工程建設(shè)中有巨大的市場(chǎng)前景和推廣價(jià)值。但由于泡沫輕質(zhì)土材料的特殊性，施工中必須一次成型的特性。因此，要想在施工中充分發(fā)揮泡沫輕質(zhì)土的優(yōu)勢(shì)，必須保證每道工序的質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)道路工程施工質(zhì)量的控制。