◎王貴

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，路基容易產(chǎn)生差異沉降問題，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)被破壞，嚴重影響正常和安全行車。為從根本上解決這一問題，在保證路基強度的基礎(chǔ)上，降低路基土體重量是一項重要措施，即在路基施工中使用泡沫輕質(zhì)土，而為保證泡沫輕質(zhì)土路基施工質(zhì)量，有必要對其施工技術(shù)加以分析和探討，明確施工中需要注意的各項要點。

一、泡沫輕質(zhì)土主要特點

如今，泡沫輕質(zhì)土已經(jīng)工程土建領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，泡沫輕質(zhì)土主要具有以下幾方面特點：

1.泡沫輕質(zhì)土的干體積密度只有300-1600kg/m3，是普通水泥混凝土1/8～1/5，能大幅減小整體荷載。

2.可在現(xiàn)場進行澆注施工，施工方便，可縮短工期，進而降低工程造價。

3.泡沫輕質(zhì)土具有良好的多孔性，彈性模量較低，可吸收并分散受到的沖擊載荷。

4.有良好的抗壓性，一般使用條件下抗壓強度保持在0.6-25.0MPa 范圍內(nèi)。

5.現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土的吸水性相對較小，與獨立的封閉氣泡相比表現(xiàn)出良好整體性，進而有較強防水性能。

6.耐久性良好。

7.僅需簡單機械設(shè)備即可完成自動化作業(yè)，傳輸距離可達800m，通常情況下每日的工作量可以達到150-300m3。

8.泡沫輕質(zhì)土的原料以水泥與起泡劑為主，其中，起泡劑是中性材料，沒有有毒有害物質(zhì)，能減輕對環(huán)境造成的污染。

9.綜合造價水平較低。

二、材料要求

對于路基施工用泡沫輕質(zhì)土，其標準密度應(yīng)保持在30-50kg/m3范圍內(nèi)，發(fā)泡倍率應(yīng)控制在800-1200 范圍內(nèi)，其施工濕密度應(yīng)達到如表1 所示的要求，而路基抗壓強度需滿足如表2 所示的要求。

表1 泡沫輕質(zhì)土路基施工濕密度

表2 泡沫輕質(zhì)土路基抗壓強度

不同地層與工況條件下的巖土物理力學參數(shù)有所不同，在施工開始前必須予以明確。各地層物理力學參數(shù)如表3 所示。

表3 各地層物理力學參數(shù)

三、施工技術(shù)要求

1.按照施工配合比生產(chǎn)拌制的混合料，其7d 抗壓強度不能低于0.4MPa，同時28d 抗壓強度不能低于0.6MPa。

2.利用壓縮空氣和發(fā)泡劑水溶液借助發(fā)泡裝置進行發(fā)泡，不可采用攪拌發(fā)泡的方式產(chǎn)生泡沫。

3.泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置應(yīng)能實現(xiàn)自動計量，在實際拌制過程中，應(yīng)能對水泥漿與氣泡流量進行自動調(diào)節(jié)。

4.泡沫輕質(zhì)土澆筑過程中，單層厚度按0.5-1.0m 控制，每個澆筑區(qū)的澆筑施工需在水泥漿達到終凝之前完成，而且上一個澆筑層要在下層達到終凝之后開始施工。

5.施工人員應(yīng)盡可能避免在澆筑完成但還沒有硬化的土層表面走動。

6.在泡沫輕質(zhì)土的實際強度達到0.4MPa 以上后才能開始后續(xù)施工。

7.在每天施工完成后都要在路基表面覆蓋一層針刺土工布，同時通過適量灑水進行保濕。

四、施工工藝方法

1.場地驗收。

（1）澆筑施工開始前，應(yīng)對基底進行驗收，要求基底不能存在積水。

（2）當設(shè)計有墊層結(jié)構(gòu)時，墊層結(jié)構(gòu)施工應(yīng)能滿足所有規(guī)范及設(shè)計要求。

（3）澆筑區(qū)域的平面尺寸應(yīng)滿足設(shè)計要求，同時基底高程和設(shè)計要求之間的偏差不能超出±10cm。

（4）澆筑施工開始前，需要以區(qū)為單位對澆筑場地實施嚴格的檢查驗收。

2.施工工藝流程。

泡沫輕質(zhì)土路基施工需按照以下工藝流程進行：采用發(fā)泡劑和稀釋水制成發(fā)泡液，然后與壓縮空氣混合形成泡沫；將水泥和水混合攪拌形成水泥漿；將泡沫和水泥漿混合攪拌形成泡沫輕質(zhì)土；通過澆筑泡沫輕質(zhì)土形成泡沫輕質(zhì)土路基，如圖1 所示。

圖1 泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)流程

3.泡沫生成。

泡沫采用稀釋后的發(fā)泡劑與壓縮空氣生成，在生產(chǎn)過程中，拌和使用的水中不能含有對泡沫穩(wěn)定性有影響的成分；發(fā)泡劑稀釋與氣泡都應(yīng)借助設(shè)備進行自動控制，保證生成的泡沫達到穩(wěn)定和細密。

4.水泥漿（水泥砂漿）制備。

水泥漿（水泥砂漿）在施工現(xiàn)場拌制，注意應(yīng)保持連續(xù)，并在出料口的位置設(shè)好過濾網(wǎng)。

5.混合泡沫和水泥漿（水泥砂漿）。

輕質(zhì)土是由泡沫與加壓后的水泥漿（水泥砂漿）構(gòu)成的，在施工中要對其各項技術(shù)參數(shù)進行適當調(diào)整。

6.模板施工。

以施工圖紙為依據(jù)，結(jié)合輕質(zhì)土各項特性，該工程所用模板為厚度為1.5cm 的竹膠板，在竹膠板的背后需設(shè)置方木，并借助鋼管頂托進行支撐。輕質(zhì)土的澆筑需分塊與分層進行，分層厚度一般為0.5m。為滿足分層施工要求，模板施工也應(yīng)分層進行，每次模板安裝數(shù)量都要以當日工作面及工作量為依據(jù)確定。模板的分區(qū)域安裝都應(yīng)達到穩(wěn)固，相鄰澆筑區(qū)之間需使用塑料布做好密封，以免輕質(zhì)土通過縫隙向外滲漏。模板施工必須按照設(shè)計斷面圖，結(jié)合路基設(shè)計要求進行，模板的具體尺寸要根據(jù)臺階高度和施工圍擋確定與控制。輕質(zhì)土配管泵送距離主要受到配合比與落差因素影響，無落差水平單級泵送距離應(yīng)按照表4 嚴格控制。

表4 無落差水平單級泵送距離

7.澆筑施工。

輕質(zhì)土所用普硅水泥初凝時間應(yīng)達到120min 以上，為保證輕質(zhì)土施工質(zhì)量，需充分考慮各項施工要素，各分區(qū)分塊實際澆筑時間不能超過90min，以保證澆筑施工在初凝之前完成。在實際的澆筑施工中，應(yīng)注意以下幾方面要點：

（1）澆筑開始前，將基底范圍內(nèi)存在的積水與松軟土均清理干凈，并在必要的情況下對基底土層實施碾壓，使壓實度達到80%以上。

（2）一般情況下單層澆筑厚度按照0.5m 嚴格控制，處于同一澆筑區(qū)段內(nèi)的上下兩個相鄰的澆筑層，如果施工過程中氣溫在15℃以下，則澆筑時間間隔不能短于8-12h，而當施工時氣溫在15℃以上時，澆筑時間間隔需達到2d 以上。

（3）在澆筑施工中，若遇到降雨，應(yīng)立即停止?jié)仓?，同時對澆筑完成的輕質(zhì)土進行覆蓋。

（4）澆筑需按照從其中一端到另外一端的順序進行，若采用多個澆筑管進行澆筑，則可并排進行澆筑，必要是也可按照對角方式澆筑。

（5）澆筑時，若需要對澆筑管進行移動，則要按照其放置方向前后進行，不建議左右移動，若必須左右移動，則要將澆筑管從完成澆筑的輕質(zhì)土中提出。

（6）將輕質(zhì)土澆筑結(jié)束后，需將其表面清掃干凈，在清高表面的過程中，應(yīng)確保澆筑口達到水平，同時盡可能減小澆筑口和輕質(zhì)土表面之間的距離。

（7）施工人員不可在已經(jīng)澆筑完成但還沒有達到固化的輕質(zhì)土表面行走。

（8）路床部位的輕質(zhì)土要在澆筑完成后及時覆蓋一層塑料布，將最后一層輕質(zhì)土澆筑完成后，需連續(xù)養(yǎng)護7d 以上的時間。

8.金屬網(wǎng)與土工膜鋪設(shè)。

（1）對于路床頂部的金屬網(wǎng)，要鋪設(shè)在土工膜以下。

（2）在鋪設(shè)金屬網(wǎng)的過程中，要用U 形釘加以錨固，橫、縱向的錨固間距分別按照1.0m 和2.0m 控制，相鄰金屬網(wǎng)之間要有一定重疊搭接，搭接的寬度需達到5cm 以上，在搭接部位需使用鐵絲進行綁扎。

（3）在鋪設(shè)土工布的過程中，應(yīng)盡可能與下承層貼緊，在路床頂部借助U 形釘加以錨固，橫、縱向間隔距離分別按照2m 和5m 嚴格控制。

（4）土工膜與金屬網(wǎng)都應(yīng)沿橫向進行鋪設(shè)。

9.施工注意事項。

（1）泡沫輕質(zhì)土路基施工所用水泥要滿足以下要求：水泥的強度、細度、凝結(jié)時間與安定性都應(yīng)滿足國家相關(guān)規(guī)范提出的要求；水泥密度應(yīng)達到2700kg/m3以上。

（2）泡沫輕質(zhì)土路基施工所用發(fā)泡劑應(yīng)做好性能檢驗，要求消泡試驗得出的濕密度增加率在10%以內(nèi)、標準沉陷距離在5mm 以內(nèi)，具體的檢驗方法根據(jù)相關(guān)規(guī)程確定。

（3）泡沫輕質(zhì)土路基施工所用原材料都要在進場之前進行嚴格檢查。

（4）將輕質(zhì)土路基澆筑完成后，需在最后一層澆筑同條件養(yǎng)護強度不低于0.4MPa 后才能開始路面結(jié)構(gòu)層施工。應(yīng)注意，在路面結(jié)構(gòu)層施工過程中，應(yīng)注意防止大型機械直接碾壓，建議以推平和卸料同步的方式施工，即將卸料車安排在推平機械后端。

（5）本項目區(qū)域暴雨頻發(fā)，路基經(jīng)常存在浸水的情況，對此需在泡沫輕質(zhì)土澆筑施工前進行逐橋抗浮驗算，并根據(jù)驗算結(jié)果確定適宜的抗浮措施，保證泡沫輕質(zhì)土不會發(fā)生上浮。原地面壓實度需達到90%以上，如果橋臺處在低洼濕軟段落，無法進行壓實度檢測，則要采用清淤換填的方法進行處理，使原狀土承載力達到180kPa 以上。

（6）泡沫輕質(zhì)土路基填土相接部位需使用防滲土工膜進行包裹，防滲土工膜為M1/PE，橫、縱向拉伸斷裂伸長率需達到500%以上，橫、縱向拉伸強度需達到18kN/m 以上，橫、縱向直角撕裂強度需達到100N/m 以上，CBR 頂破強度不能超過3kN，垂直滲透系數(shù)不能超過5×10cm/s，土工膜搭接方式為上膜在上、下膜在下，搭接寬度按20cm 控制。

（7）在與泡沫輕質(zhì)土頂、底部相距50cm 的位置，并按照1m的間隔距離設(shè)置單層鐵絲網(wǎng)，鐵絲網(wǎng)的規(guī)格為10cm×10cm，單位重1.26kg/m2，嚴格按照要求的位置及寬度沿水平方向鋪設(shè)，保證鋪設(shè)達到牢靠。若需要進行接長，則要有30cm 的接長寬度。

10.質(zhì)量檢測。

施工過程中與完成后都要嚴格做好質(zhì)量檢測工作，質(zhì)量控制指標、檢測頻率、設(shè)計值與允許誤差為：

（1）濕容重：每工作日自檢4 次，抽檢2 次，允許誤差為±0.1設(shè)計值；

（2）流動值：每工作日自檢4 次，抽檢2 次，允許誤差為設(shè)計值±20mm；

（3）氣泡密度：每工作日自檢2 次，抽檢1 次，允許偏差為±0.05 設(shè)計值。

（4）試件抗壓強度：將試件制取完成后放到不低于20℃的環(huán)境條件下養(yǎng)生，然后采用標準方法檢測其抗壓強度，注意需采用砂漿壓力機進行，同時最終強度檢測取值不進行尺寸折減。

五、結(jié)論

1.泡沫輕質(zhì)土路基能有效解決因軟基段預(yù)壓不到位產(chǎn)生的工程沉降，在橋臺背路基換填中使用還能解決工后沉降造成的橋頭跳車，當在道路擴建擴建中用于路基加寬填筑時，可從根本上解決路基差異沉降和變形問題。

2.輕質(zhì)土路基施工開始前，應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行材料選取，保證所選的材料滿足質(zhì)量要求。

3.泡沫輕質(zhì)土路基施工應(yīng)嚴格按照規(guī)范要求的順序進行，保證各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量。