摘要 廣連高速地處廣東粵北山區(qū)，沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，橋隧比高。項(xiàng)目利用泡沫輕質(zhì)土輕質(zhì)性、耐久性好、泵送施工便捷性等特點(diǎn)，在部分橋臺(tái)段、半填半挖路基段使用泡沫輕質(zhì)土。文章從施工過(guò)程中總結(jié)出泡沫輕質(zhì)土施工相關(guān)參數(shù)，包括水泥、發(fā)泡劑的參數(shù)，泡沫輕質(zhì)土在不同澆筑高度情況的強(qiáng)度參數(shù)，施工前底基層，土工格柵鋪設(shè)要求，提出了泡沫輕質(zhì)土澆筑方向、單層澆筑厚度與澆筑時(shí)間經(jīng)驗(yàn)值，分析了常見(jiàn)通病及原因。依據(jù)設(shè)計(jì)文件計(jì)算泡沫輕質(zhì)土用量，按照橋路方案進(jìn)行比選，使用泡沫輕質(zhì)土路基方案代替橋梁方案后，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。

關(guān)鍵詞 高速公路；綠色施工；泡沫輕質(zhì)土

中圖分類(lèi)號(hào) U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）07-0094-03

0 引言

綠色施工“四節(jié)一環(huán)?！笔枪こ探ㄔO(shè)領(lǐng)域貫徹生態(tài)文明、落實(shí)資源節(jié)約基本國(guó)策的重要抓手。近年來(lái)，越來(lái)越多的公路建設(shè)項(xiàng)目主動(dòng)響應(yīng)綠色施工要求，申報(bào)綠色施工示范項(xiàng)目[1]，通過(guò)綠色施工加強(qiáng)施工建設(shè)過(guò)程管理，踐行綠色環(huán)保理念。廣連高速作為廣東省綠色施工示范項(xiàng)目，建設(shè)中推進(jìn)四新技術(shù)的應(yīng)用，在全線使用泡沫輕質(zhì)土用于路基填筑[2]、橋臺(tái)回填[3]和半橋半路段施工，過(guò)程嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，降低橋隧比，有效解決路基安全穩(wěn)定性[4]和橋頭跳車(chē)的問(wèn)題[5]，減少路基坡腳節(jié)約土地資源[6]。

1 項(xiàng)目情況

廣州從化至清遠(yuǎn)連州高速公路起于廣州市從化區(qū)鰲頭鎮(zhèn)，終于連州市大路邊鎮(zhèn)，順接湖南省衡臨高速公路，里程213.1 km（簡(jiǎn)稱(chēng)廣連高速）。該文以廣連高速TJ09標(biāo)段為例，介紹廣連項(xiàng)目泡沫輕質(zhì)土施工情況。TJ09標(biāo)段走向整體呈南北向，根據(jù)沿線地貌類(lèi)型切割深度、沿線山體組合形態(tài)、溝谷形態(tài)主要為構(gòu)造為剝蝕低山地貌。巖類(lèi)主要是松散－松軟堆積巖類(lèi)（Ⅰ）、軟弱－半堅(jiān)硬碎屑巖組（Ⅱ）及半堅(jiān)硬－堅(jiān)硬碳酸鹽巖巖組亞區(qū)（Ⅲ），主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為巖溶和崩塌，碎屑巖區(qū)軟質(zhì)巖石或中硬巖石與硬質(zhì)巖石間或產(chǎn)出，形成軟弱結(jié)構(gòu)面，不利于開(kāi)挖、施工平臺(tái)搭建和邊坡穩(wěn)定性。

TJ09標(biāo)段廟化大橋段，沿線山體地形陡峭，如使用橋梁工程通過(guò)，工程規(guī)模較大，且橋梁下部施工難度大，建設(shè)費(fèi)用高；若采用常規(guī)填筑路基方案則易形成貼皮填筑，且部分路段需設(shè)置樁基擋墻，路堤放坡項(xiàng)目占地面積也會(huì)增加（見(jiàn)圖1）。經(jīng)方案比較，該路段采用半路半橋的方案[7]，使用現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行路基填筑（見(jiàn)圖2），解決了橋方案費(fèi)用高、常規(guī)路基方案占地多的問(wèn)題，提升路基穩(wěn)定性，符合綠色施工要求。

2 施工工藝

2.1 總體施工工藝流程

泡沫輕質(zhì)土現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工工藝概括為“三點(diǎn)制作、兩步輸送、流動(dòng)澆筑”?！叭c(diǎn)制作”，系指水泥漿制作、泡沫制作和泡沫輕質(zhì)土制作?！皟刹捷斔汀?，系指水泥漿自攪拌站管道輸送至泡沫輕質(zhì)土制備站，以及泡沫輕質(zhì)土輸送至澆筑現(xiàn)場(chǎng)?！傲鲃?dòng)澆筑”，通過(guò)其自流特性來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而保證澆筑區(qū)所有空間均能澆筑到位，不存在死角或狹小空間無(wú)法澆筑飽滿的問(wèn)題。泡沫輕質(zhì)土總體施工工藝流程：遠(yuǎn)端攪拌站制作水泥漿→水泥漿輸送至泡沫輕質(zhì)土制備站→泡沫輕質(zhì)土制備站制作泡沫、制作泡沫輕質(zhì)土→泡沫輕質(zhì)土輸送至澆筑區(qū)→澆筑區(qū)分層澆筑，見(jiàn)圖3。

2.2 拌和站布置

廣連高速TJ9標(biāo)段在部分路基段使用泡沫輕質(zhì)土，該標(biāo)段共分為兩個(gè)工期段實(shí)施，其中工區(qū)段1里程范圍：K142+385～K150+860段泡沫輕質(zhì)土工程，暫定路基長(zhǎng)度約為496.4 m、現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土32 743 m3；工區(qū)段2里程范圍：K137+523～K139+555段泡沫輕質(zhì)土工程，暫定路基長(zhǎng)度約為155.6 m、現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土8 035.6 m3。

考慮材料分離、泵管壓力損耗等因素，在不影響水泥漿的質(zhì)量的情況下，最大管道輸送距離為400 m，否則需要增設(shè)中轉(zhuǎn)站，中轉(zhuǎn)站根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)泡沫輕質(zhì)土路基段分布合理設(shè)置。該項(xiàng)目共有15個(gè)泡沫輕質(zhì)土施工工點(diǎn)，里程跨度約13.82 km，共設(shè)置了2個(gè)拌和站，兩個(gè)工程段各設(shè)置獨(dú)立攪拌站，1#攪拌站設(shè)置在青蓮互通C匝道，2#攪拌站設(shè)置在周屋特大橋3#墩處，里程為K137+400，TJ9標(biāo)段全線設(shè)置9個(gè)中轉(zhuǎn)站。

2.3 泡沫輕質(zhì)土制作

（1）施工裝備主要包括水泥漿制備站2套，規(guī)格為30 m3/h；輕質(zhì)土制備站2套，90 m3/h，11空壓機(jī)2臺(tái)，3 kW潛水泵5臺(tái)，以及10 cm漿料輸送管100 m，10 cm和13.33 cm泡沫輕質(zhì)土輸送管各100 m。

（2）泡沫輕質(zhì)土使用水泥密度不低于2 700 kg/m3，水泥的其他參數(shù)，包括細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度[8]等方面符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

（3）發(fā)泡劑嚴(yán)禁采用動(dòng)物蛋白類(lèi)發(fā)泡劑，稀釋倍率在40～60之間，發(fā)泡倍率在800～1 200之間，標(biāo)準(zhǔn)泡沫密度在40～60 kg/m3，標(biāo)準(zhǔn)泡沫泌水率20%。

（4）路堤部位距離路面底面高度、施工密度比[9]、1 d和28 d壓強(qiáng)關(guān)系見(jiàn)表1。

（5）開(kāi)工前進(jìn)行有見(jiàn)證的消泡試驗(yàn)和施工配合比強(qiáng)度試驗(yàn)，其中消泡試驗(yàn)泡沫輕質(zhì)土濕密度增加率要求小于10%。生產(chǎn)時(shí)先將發(fā)泡液倒入輸送泵內(nèi)與空氣混合，利用壓縮空氣與發(fā)泡液的壓力，再將水泥漿泵送至輸送泵混合形成泡沫輕質(zhì)土，通過(guò)10 cm輸送管輸送至澆筑現(xiàn)場(chǎng)。

2.4 施工前準(zhǔn)備

試驗(yàn)段首先放樣，使用全站儀設(shè)備，確立開(kāi)挖線或邊線，然后對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行清表和開(kāi)挖。開(kāi)挖應(yīng)一次到位，挖深超2 m時(shí)應(yīng)進(jìn)行放坡，坡度不小于1∶0.5。臺(tái)階開(kāi)挖按照測(cè)量做好的標(biāo)記進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖，臺(tái)階寬度、高度分別為0.9 m和0.6 m，開(kāi)挖出來(lái)的臺(tái)階應(yīng)平順整齊。施工完成后對(duì)底基層進(jìn)行復(fù)驗(yàn)和量測(cè)修整，確保基底無(wú)積水、無(wú)雜物、無(wú)松軟土。根據(jù)輕質(zhì)土面板墻高鋪設(shè)對(duì)應(yīng)層數(shù)鋼塑土工格柵。鋼塑土工格柵不得出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊等現(xiàn)象，不得對(duì)格柵拉伸安裝，應(yīng)鋪設(shè)安裝牢固不需要錨固在面板中，拼接時(shí)僅需在縱斷面方向搭接30 cm，而不需要在橫斷面搭接，具體參數(shù)見(jiàn)表2。

2.5 澆筑分區(qū)及沉降縫的設(shè)置

泡沫輕質(zhì)土澆筑前應(yīng)先進(jìn)行澆筑分區(qū)，其中單個(gè)澆筑區(qū)頂面面積lt;400 m2，長(zhǎng)軸方向長(zhǎng)度lt;50 m，使用瀝青木板或夾板作為變形縫，厚度位于1～2 cm，縱橫向設(shè)置間距按10～20 m控制，上下澆筑層變形縫應(yīng)進(jìn)行錯(cuò)臺(tái)設(shè)置，避免形成通縫，以保證泡沫輕質(zhì)土路基的整體性。

2.6 面板安裝

面板由項(xiàng)目部統(tǒng)一在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，材料使用采用C25混凝土，面板尺寸為0.9 m×0.3 m×0.04 m。該工點(diǎn)面板安裝高度為0.6 m和0.9 m，兩工點(diǎn)隨機(jī)分配，面板安裝一處0.6 m高，另外一處安裝0.9 m高。板與板之間用使用砂漿勾縫，厚度為1 cm，并且用的連接鋼筋（φ6）將上下兩層面板連接（φ6 mm），再用的拉桿（φ6 mm）連接在支柱上。在面板內(nèi)置預(yù)埋環(huán)，同一水平線的面板用拉桿呈三角形連接，連接處用角鋼焊接。面板與面板之間連接要緊密，墻面需要平整，避免澆筑時(shí)出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象。

3 質(zhì)量控制

3.1 流值檢驗(yàn)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在配合比流值為170～190 mm可確保材料不發(fā)生離析且操作性好，泵送距離可達(dá)到500 m，減少中轉(zhuǎn)站設(shè)置。當(dāng)流值過(guò)高會(huì)出現(xiàn)材料離析現(xiàn)象；流值過(guò)低會(huì)影響正常作業(yè)乃至發(fā)生堵管現(xiàn)象。流值檢測(cè)應(yīng)符合要求，檢測(cè)頻率要求每個(gè)工作日自檢4次，抽檢2次，誤差應(yīng)該在設(shè)計(jì)值的±10 mm以內(nèi)。

3.2 抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)

泡沫輕質(zhì)土的抗壓強(qiáng)度值，需要在施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)取樣，制作試件。頻率按照每200放取樣1組，每三塊為一組，經(jīng)過(guò)28 d養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行試驗(yàn)。

3.3 澆筑控制要點(diǎn)

單層澆筑泡沫輕質(zhì)土厚度應(yīng)大于0.3 m，小于1.0 m，單個(gè)澆筑層宜一次性澆筑完畢，且不應(yīng)超過(guò)水泥漿的初凝時(shí)間，否則易出現(xiàn)剪切裂縫；因客觀原因造成需要兩次澆筑時(shí)，時(shí)間應(yīng)控制超過(guò)6 h并小于24 h；上下相鄰層澆筑層的澆筑間隔時(shí)間不宜小于6 h；澆筑過(guò)程嚴(yán)格控制施工濕密度穩(wěn)定，否則易出現(xiàn)軟弱夾層、軟弱透鏡體等通??；制備的氣泡、輕質(zhì)土密度和流量的均勻與穩(wěn)定，大面積澆筑時(shí)保證設(shè)備產(chǎn)能保證在大于100 m3/h的要求，保證在初凝時(shí)間內(nèi)完成澆筑。

3.4 養(yǎng)護(hù)控制要點(diǎn)

泡沫輕質(zhì)土路基頂面澆筑至設(shè)計(jì)高程后，進(jìn)行無(wú)紡?fù)凉げ几采w結(jié)合灑水養(yǎng)護(hù)，也可以使用防滲土工膜養(yǎng)護(hù)[10]，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。路面施工需要在泡沫輕質(zhì)土強(qiáng)度達(dá)到0.75 MPa后開(kāi)始，此前嚴(yán)禁行駛工程機(jī)械，確需行駛工程機(jī)械時(shí)需要采用鋼板覆蓋，或鋪設(shè)50 cm臨時(shí)保護(hù)層。

3.5 效益分析

廣連高速在施工圖設(shè)計(jì)階段全線共設(shè)置輕質(zhì)土路基41.6萬(wàn)立方米/76段，減少橋梁長(zhǎng)度約2 280 m，按照橋路方案比較，直接節(jié)省工程費(fèi)用1億元以上。在山區(qū)高速公路陡斜坡路段有利于降低施工難度及施工風(fēng)險(xiǎn)，可采用粉煤灰作為原材料達(dá)到節(jié)材效果，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土用于山區(qū)高速公路陡斜坡路段的路基施工，有利于降低施工難度。減少施工風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約投資造價(jià)，滿足綠色施工節(jié)材與材料綜合利用的效果，達(dá)到廢物利用的目的，在山區(qū)高速公路在選線階段橋梁方案與路基方案的比選中起到?jīng)Q策性作用，降低施工風(fēng)險(xiǎn)及施工難度，進(jìn)一步降低投資規(guī)模，達(dá)到生態(tài)環(huán)保的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

廣連高速通過(guò)泡沫輕質(zhì)土在全線綜合利用，總結(jié)出泡沫輕質(zhì)土施工相關(guān)參數(shù)，節(jié)約了土地資源，利用粉煤灰節(jié)約水泥等原材料，為廣東省內(nèi)類(lèi)似項(xiàng)目提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，具有較好的推廣意義。同時(shí)，廣連高速在全線推動(dòng)綠色施工管理，加強(qiáng)過(guò)程中四節(jié)一環(huán)保的管控，利用行業(yè)安全大檢查、業(yè)主安全檢查等途徑，同時(shí)進(jìn)行綠色施工過(guò)程檢查與評(píng)價(jià)，降低管理成本，同時(shí)推動(dòng)綠色施工要求與生產(chǎn)的緊密結(jié)合，起到了很好的效果。

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