程強(qiáng)

（河北廣通路橋集團(tuán)有限公司，河北 邯鄲 050000）

0 引言

高速公路工程是我國(guó)交通基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，對(duì)于加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)系、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。隨著交通網(wǎng)絡(luò)布局的日益完善，高速公路工程的建設(shè)環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，如在項(xiàng)目施工中常遇軟弱地基，采用泡沫混凝土對(duì)這些軟基進(jìn)行換填處理，能有效提升路基承載能力，滿足高速公路高質(zhì)量建設(shè)需要。

1 泡沫混凝土的性能特征及工藝流程

1.1 性能特征

作為工程項(xiàng)目建設(shè)中較為常見的一種輕質(zhì)、微孔材料，泡沫混凝土主要是在機(jī)械方法的作用下，混合泡沫劑和水溶液制成泡沫，隨后將這些泡沫加入含硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑的漿料中，最終通過攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)等工藝應(yīng)用而形成的一種多孔材料（見圖1）。結(jié)合工程實(shí)際可知，泡沫混凝土本身具有較強(qiáng)的物理和力學(xué)性能。一方面，泡沫混凝土的質(zhì)量較強(qiáng)，保溫隔熱效果較好，一般使用該材料后，構(gòu)筑物的自重可降低25%作用，同時(shí)其熱阻約為普通混凝土的10～20倍。另一方面，除隔音耐火性能突出外，泡沫混凝土還可現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工，并與工程主體進(jìn)行緊密結(jié)合，有效地保證了工程結(jié)構(gòu)的整體性，并且基于多孔性特征材料彈性模塊低，低彈減震性能較好。此外，對(duì)比其他類型混凝土材料，泡沫混凝土還具有生產(chǎn)方便、耐久性好的特征，并且其抗壓優(yōu)勢(shì)突出，整體抗壓強(qiáng)度約0.5～22.2MPa，使用該材料后，由于材料不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，還能有效保證材料及功能建設(shè)的環(huán)保性能[1]。

圖1 泡沫混凝土

1.2 泡沫混凝土換填施工流程

高速公路混凝土施工中，泡沫混凝土的應(yīng)用較為廣泛。從項(xiàng)目施工過程來看，泡沫混凝土換填施工先需要完成工程測(cè)量放養(yǎng)，進(jìn)行基坑開挖和基底壓實(shí)檢測(cè)，隨后開展防滲土工織物施工，完成模板安裝及泡沫混凝土生產(chǎn)后，還需要進(jìn)行混凝土的分層澆筑、養(yǎng)護(hù)，并進(jìn)行碎石隔離層施工。嚴(yán)格該控制泡沫混凝土換填施工管理層，能有效保證高速公路基礎(chǔ)承載能力和穩(wěn)定性。

2 基于高速公路軟基條件的泡沫混凝土換填工藝要點(diǎn)

2.1 基坑開挖及檢測(cè)

結(jié)合高速公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完成測(cè)量放線工作后，項(xiàng)目施工人員需結(jié)合基坑邊線開展基坑開挖工作。高速公路軟基基坑一般采用挖機(jī)進(jìn)行開挖施工，開挖深度控制在換填標(biāo)高以上5cm 處，該環(huán)節(jié)中，基坑的基底寬度應(yīng)不少于設(shè)計(jì)寬度，同時(shí)基底表面應(yīng)整體平整、密實(shí)，且沒有其他松散雜質(zhì)和積水。完成基坑開挖后，對(duì)基坑進(jìn)行初振碾壓，保證基底的壓實(shí)程度。完成基地壓實(shí)并完成檢測(cè)后，需鋪設(shè)防滲土工織物，土工織物沿著中央分隔帶向兩邊填筑體下部延伸，土工織物應(yīng)延伸到兩邊填筑體底部2m 處，且整個(gè)防滲土工織物完整無搭接[2]。

2.2 模板安裝

模板安裝初期階段先需要進(jìn)行泡沫混凝土換填斷面分割和分層。劃分時(shí)，除考慮分割長(zhǎng)度、強(qiáng)度、單層澆筑厚度外，還應(yīng)考慮，換填深度、水泥初凝時(shí)間、設(shè)備產(chǎn)能等因素。分割長(zhǎng)度一般控制在5～15m，按照強(qiáng)度實(shí)施分區(qū)時(shí)，常用的界限標(biāo)準(zhǔn)為0.7MPa 和1.0MPa。換填斷面單層澆筑厚度多按照0.3～0.8m 的標(biāo)準(zhǔn)控制。完成澆筑區(qū)和澆筑層劃分后，需規(guī)范開展?jié)仓^(qū)支模施工，現(xiàn)階段，木夾板、竹膠板在泡沫混凝土換填支模施工中的應(yīng)用較多，模板應(yīng)厚度合理，強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性突出，如使用木夾板時(shí)，其厚度應(yīng)控制在10～20mm，使用竹膠板時(shí)，竹膠板的厚度應(yīng)控制在120mm左右。正式支模中，應(yīng)在模板的內(nèi)側(cè)做好分層標(biāo)記線，通過鋼筋和木方進(jìn)行模板支撐加固，橫向木方加固施工時(shí)，木方應(yīng)處于模板的中部，縱向木方加固中，要求木方的間距保持在60cm，以保證模板的整體性，確保模板在使用階段無縫隙，不漏漿[3]。完成支模后，還需要對(duì)模板平面位置、頂部高程、模板接縫進(jìn)行再次檢查，同時(shí)做好支撐加固和模板線性控制，為泡沫混凝土換填施工創(chuàng)造良好條件。

2.3 泡沫混凝土生產(chǎn)

規(guī)范化的生產(chǎn)泡沫混凝土，能從源頭上并保證高速公路軟基換填施工質(zhì)量。在換填施工初期階段，首先需要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備水泥、骨料、摻和料、外加劑、泡沫劑和水，為混合料的配置奠定良好基礎(chǔ)。其次，應(yīng)嚴(yán)格控制泡沫混凝土的生產(chǎn)流程，該環(huán)節(jié)中，應(yīng)通過物理方法將發(fā)泡劑制備成泡沫，然后將泡沫混入攪拌均勻的泥漿中，以形成氣泡均勻、性能突出的混合料（見圖2）。最后，應(yīng)規(guī)范開展泡沫混凝土的檢測(cè)工作，主要檢測(cè)指標(biāo)包括干密度、導(dǎo)熱系數(shù)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)，還包括泡沫混凝土構(gòu)件尺寸偏差和外觀。一般要求泡沫混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)滿足《泡沫混凝土》（JG/T 266—2011）的標(biāo)準(zhǔn)，如泡沫混凝土干密度容許誤差不超過5%、C20泡沫混凝土單塊最小平均值不小于17MPa、泡沫混凝土構(gòu)件物不存在超過30mm的缺棱掉角問題等。

圖2 泡沫混凝土生產(chǎn)流程

2.4 泡沫混凝土澆筑

混凝土澆筑是泡沫混凝土換填施工的核心環(huán)節(jié)，對(duì)于高速公路軟弱地基的增強(qiáng)處理具有積極作用。泡沫混凝土一般采用現(xiàn)場(chǎng)配管泵送施工的方式進(jìn)行澆筑，具體施工要點(diǎn)包括：①泵送混凝土澆筑準(zhǔn)備階段，系統(tǒng)檢測(cè)輸送管接頭的緊固程度，泵送管接頭應(yīng)密實(shí)、牢固不泄露。②在泡沫混凝土澆筑過程中，應(yīng)重視出漿口的泡沫混凝土規(guī)格質(zhì)量的控制，出漿口泡沫混凝土配合比的誤差不超過±0.2kN/m3，而在材料流動(dòng)度檢測(cè)中，出漿口材料的流動(dòng)度需控制在180mm±20mm，材料檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行澆筑施工。③澆筑過程中，澆筑泵管與澆筑面板應(yīng)保持一定的緩傾角度，嚴(yán)禁使用自上而下噴射式的澆筑方式。在澆筑過程中，管口應(yīng)埋入混凝土內(nèi)部不小于10cm，以降低混凝土的消泡量（見圖3）。④在考慮澆筑面積大小、高度的基礎(chǔ)上，注意澆筑面游離氣泡的走向的檢查，然后結(jié)合實(shí)際情況做好澆筑管口的移動(dòng)處理，以減少氣泡的堆積問題。⑤分層澆筑過程中，若澆筑空間面積狹小，則澆筑厚度不超過1m，而在其他澆筑區(qū)域，分層的厚度控制在0.3～0.8m。在混凝土初凝階段，按照設(shè)計(jì)要求，在頂層底面設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，并采用臺(tái)階式的方式完成頂層橫坡調(diào)整。⑥泡沫混凝土澆筑時(shí)，對(duì)于未硬化的泡沫混凝土面層，應(yīng)做好其避雨處理；同時(shí)澆筑過程中應(yīng)減少對(duì)泡沫混凝土的擾動(dòng)[4-6]。

圖3 泡沫混凝土澆筑

2.5 養(yǎng)護(hù)施工

完成泡沫混凝土澆筑后，進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)施工。待澆筑的泡沫混凝土終凝后，需采用土工布進(jìn)行覆蓋，并實(shí)施噴淋保濕處理，避免出現(xiàn)澆筑部分暴曬問題，養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)減少機(jī)械設(shè)備、車輛在上面行走，同時(shí)嚴(yán)禁在泡沫混凝土表面堆放雜物。應(yīng)重視泡沫混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間的控制，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7d。另外，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行泡沫混凝土整體質(zhì)量檢測(cè)后，進(jìn)行后續(xù)級(jí)配碎石隔離層施工。

2.6 碎石隔離層施工

完成泡沫混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)及質(zhì)量檢測(cè)后，還需按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化地進(jìn)行碎石隔離層施工。選用碎石材料時(shí)，材料中針片狀顆粒的總量需保持在20%以內(nèi)，碎石材料應(yīng)整體清潔，無黏土塊、植物根莖等雜物。級(jí)配碎石隔離層施工一般采用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行靜壓處理，施工中嚴(yán)禁使用振動(dòng)碾壓方式。碎石隔離層的厚度在30cm 左右，分兩層進(jìn)行碾壓模式，上層厚度13cm，下層厚度需結(jié)合分臺(tái)階情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。在壓實(shí)度控制中，應(yīng)確保碎石隔離層的壓實(shí)厚度保持在96%以上，材料壓碎值小于30%。

3 高速公路軟基泡沫混凝土換填施工質(zhì)量控制措施

3.1 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

泡沫混凝土材料的選擇應(yīng)用對(duì)于項(xiàng)目整體施工質(zhì)量具有較大影響。選用泡沫混凝土材料時(shí)，應(yīng)將原材料的質(zhì)量控制作為重點(diǎn)，如使用硅酸鹽水泥時(shí)，水泥的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)保持在42.5 以上。選擇發(fā)泡劑時(shí)，所有的發(fā)泡劑應(yīng)綠色無污染，同時(shí)發(fā)泡劑氣泡群密度需控制在45～50kg/m3，稀釋倍數(shù)不得小于60 倍，發(fā)泡倍數(shù)不得小于30倍。當(dāng)發(fā)泡產(chǎn)生泡沫時(shí)，泡沫的大小應(yīng)均勻細(xì)密，直徑保持在1mm以內(nèi)。完成泡沫混凝土材料原材料質(zhì)量檢查后，確保泡沫混凝土設(shè)備具有自動(dòng)進(jìn)料、電子計(jì)量、自動(dòng)控制和信息顯示等諸多功能，然后按照實(shí)際情況進(jìn)行材料配置，滿足后期應(yīng)用需要。

3.2 做好施工過程控制

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做好施工過程控制，能有效提升高速公路軟基泡沫混凝土換填施工質(zhì)量。在項(xiàng)目施工初期階段，應(yīng)系統(tǒng)開展施工區(qū)域勘察工作，結(jié)合勘察資料完成軟基泡沫混凝土換填施工工藝設(shè)計(jì)，在圖紙審核及問題處理的基礎(chǔ)上，實(shí)施施工技術(shù)交底，確保施工人員準(zhǔn)確掌握軟基泡沫混凝土換填工藝技術(shù)要點(diǎn)。在項(xiàng)目正式換填施工中，應(yīng)做好關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)的控制，如在模板安裝中，應(yīng)嚴(yán)格控制模板厚度，保證模板剛度、強(qiáng)度，并實(shí)施模板支撐加固處理，保證模板穩(wěn)定性。而在發(fā)泡混凝土澆筑階段，應(yīng)采用后退式澆筑的方式進(jìn)行泡沫混凝土施工。完成項(xiàng)目施工后，規(guī)范化進(jìn)行軟基泡沫混凝土換填施工質(zhì)量檢測(cè)，該環(huán)節(jié)中，應(yīng)系統(tǒng)檢測(cè)換填施工質(zhì)量、軟基整體承載能力、地基整體性等指標(biāo)，確保新建基礎(chǔ)滿足高速公路施工需要，能有效保證后期公路運(yùn)行安全性。

4 結(jié)語

泡沫混凝土換填工藝在高速公路軟基處理中應(yīng)用廣泛，其能有效增強(qiáng)軟基承載能力，滿足高速公路建設(shè)及安全運(yùn)行需要。施工人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)泡沫混凝土材料性能特征及工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提高其在軟基換填施工中的應(yīng)用水平，并結(jié)合工程實(shí)際做好各施工環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)的控制，有效提升換填施工質(zhì)量，推動(dòng)高速公路建設(shè)工程的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。