【摘要】泡沫混凝土具有質(zhì)輕、流動(dòng)性強(qiáng)、固化后物理特性穩(wěn)定的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于軟土地區(qū)地質(zhì)環(huán)境中，可有效降低路基自重及路堤荷載，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的不均勻沉降情況?；诖耍闹幸院}公路工程為例，分析泡沫混凝土換填工藝內(nèi)涵，探究泡沫混凝土路基換填施工技術(shù)在軟土地區(qū)公路建設(shè)中的具體應(yīng)用，提出合理的換填施工質(zhì)量控制措施，以期充分發(fā)揮泡沫混凝土路基換填施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高路基的實(shí)際承載能力，保證路基作業(yè)的穩(wěn)固性及安全性，提供安全、舒適的行車環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】軟土地區(qū)公路；泡沫混凝土；路基換填

【中圖分類號(hào)】U416" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）02-0137-03

南方部分沿海地區(qū)水系網(wǎng)絡(luò)較為發(fā)達(dá)，存在較多的軟土區(qū)域，在一定程度上公路建設(shè)難度增大，出現(xiàn)施工后不均勻沉降或沉降量較大等問題，由此，就需要積極采取合理、有效的軟土地基處理方式保障公路建設(shè)安全。近年來較為常見的施工方式為泡沫混凝土路基建設(shè)技術(shù)，主要利用提高路基上覆荷載、降低壓力的方式控制其沉降速率，具有較為良好的使用優(yōu)勢(shì)，可有效解決現(xiàn)有軟土地基公路施工問題。

1 工程概況

湖鹽公路工程起點(diǎn)位于浙江省湖州市南潯區(qū)，沿線串聯(lián)了練市鎮(zhèn)、雙林鎮(zhèn)、和孚鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在區(qū)域內(nèi)形成一條東西向的交通要道。該公路線路總長(zhǎng)33.629km，軟基處理總長(zhǎng)度3.426km，其中需完成12643m3泡沫混凝土澆筑作業(yè)。相關(guān)技術(shù)人員可靈活選擇雙攪+泡沫混凝土+等載、雙攪+等載、攪拌樁+等載、攪拌樁+超載等方式進(jìn)行施工，工程壓載期約為6～10個(gè)月。

2 泡沫混凝土換填工藝研究

2.1 性能特征

泡沫混凝土的主要工作原理為通過機(jī)械發(fā)泡系統(tǒng)將水與混合泡沫劑進(jìn)行充分結(jié)合，并將得到的泡沫與水泥漿混合，隨后利用泵送系統(tǒng)完成模具制作或現(xiàn)場(chǎng)澆筑作業(yè)，最終經(jīng)過各類養(yǎng)護(hù)手段制作得到輕質(zhì)多孔的保溫材料。泡沫混凝土本身具有較強(qiáng)的力學(xué)及物理性質(zhì)，一是其質(zhì)量?jī)?yōu)良，含有大量封閉氣孔，因此保溫隔熱性能較為突出。若是將其廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域，可幫助建筑物降低約25%的自重，同時(shí)相較于普通混凝土可提高10倍以上的熱阻。二是利用泡沫混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑，可使其與建筑主體緊密結(jié)合，提高建筑結(jié)構(gòu)完整性。加之材料本身具有多孔性質(zhì)，因此具有良好的低彈減震功能。三是泡沫混凝土本身生產(chǎn)難度較低且耐久性、抗壓性良好，平均抗壓強(qiáng)度約為0.5MPa～22.2MPa，可為后續(xù)施工建設(shè)打下良好基礎(chǔ)。四是材料綠色安全，不含甲醛、苯等有毒有害物質(zhì)，不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染。

2.2 換填流程

在開展公路混凝土施工建設(shè)期間，相關(guān)技術(shù)人員需要首先做好測(cè)量放樣工作，并做好基坑開挖及壓實(shí)檢測(cè)作業(yè)，隨后需要安裝模板、制作泡沫，最后開展分層澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)及碎石隔離施工。技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格控制各換填作業(yè)流程，全面提高公路承載力及安全性。

2.3 材料要求

為保證泡沫混凝土滿足實(shí)際工程建設(shè)要求，提高其操作簡(jiǎn)便性及經(jīng)濟(jì)性，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)盡量滿足如下施工建設(shè)要求。第一，選用強(qiáng)度等級(jí)在42.5級(jí)以上的硅酸鹽水泥，同時(shí)保證其氣泡穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度及流動(dòng)度均滿足實(shí)際使用需要；第二，發(fā)泡劑應(yīng)選擇清潔環(huán)保、外觀透明的合成類高分子表面活性劑，其稀釋倍率需在40以上，發(fā)泡倍率在20以上，產(chǎn)生的泡沫應(yīng)細(xì)密均勻，互不連通且泌水率低、穩(wěn)定性好；第三，在對(duì)80cm以下的路基及路床進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，所選用的泡沫混凝土濕容重應(yīng)為6.5kN/m3左右，完工4周后的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于1.0MPa；在對(duì)80cm以上的路基及路床進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，所選用的泡沫混凝土濕容重應(yīng)為6.0kN/m3左右，完工4周后的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于0.6MPa，且流動(dòng)度應(yīng)控制在160～200mm之間[1]。

3 軟土地區(qū)公路泡沫混凝土路基換填施工技術(shù)

3.1 施工組織設(shè)計(jì)

為滿足現(xiàn)有施工作業(yè)要求，該工程項(xiàng)目需成立專門的項(xiàng)目施工責(zé)任組，設(shè)置項(xiàng)目負(fù)責(zé)經(jīng)理一名，項(xiàng)目總工一名，專職安全副經(jīng)理一名，項(xiàng)目經(jīng)理部下轄質(zhì)量部、安全部、商務(wù)部、物資部、試驗(yàn)室、工程部、設(shè)備部、財(cái)務(wù)部、綜合辦、測(cè)量班。另外在質(zhì)量部設(shè)置檔案部門，負(fù)責(zé)項(xiàng)目檔案、資料管理。需按照分步施工作業(yè)的方式保證項(xiàng)目建設(shè)規(guī)范性，做好施工計(jì)劃、作業(yè)順序、工程進(jìn)度、設(shè)備資金的整體規(guī)劃作業(yè)。

3.2 基坑開挖及檢測(cè)

首先，在正式施工前，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，測(cè)量放樣得到施工樁號(hào)、打樁定點(diǎn)，并由此確定開挖深度。隨后，可綜合放樣樁號(hào)及基坑邊線確定開挖范圍。本工程中，主要利用挖機(jī)開挖的方式進(jìn)行施工作業(yè)，需要保證開挖深度大于換填標(biāo)高5cm以上，同時(shí)基坑底部寬度應(yīng)大于原有設(shè)計(jì)寬度，基底表面應(yīng)平整干凈，無多余積水及雜質(zhì)。在進(jìn)行二次開挖時(shí)，則應(yīng)保證臺(tái)階寬度不小于1m，并通過振動(dòng)碾壓的方式夯實(shí)基底。此外，在基底壓實(shí)且達(dá)到檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要沿著中央分隔帶向兩側(cè)額外加鋪防滲土工織物，確保其可延伸至建筑下方2m處，且織物不存在較為明顯的搭接口。

3.3 模板安裝

在安裝模板期間，需首先通過測(cè)量放樣判斷模板位置，并引進(jìn)斷面分割、分層安裝的作業(yè)方式，充分考慮澆筑厚度、分割長(zhǎng)度、材料強(qiáng)度、換填深度、機(jī)械性能、初凝時(shí)間等對(duì)換填路基質(zhì)量的影響。在本工程中，可將模板分割長(zhǎng)度控制在5～15m之間，并將0.7MPa及1.0MPa作為強(qiáng)度分割標(biāo)準(zhǔn)。換填斷面單層混凝土澆筑厚度應(yīng)盡量控制在50cm左右。在完成分層作業(yè)后，就需要開展后續(xù)的澆筑區(qū)支模作業(yè)。結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，靈活選擇竹膠板或木夾板作為主要的換填支模材料，確保其穩(wěn)定性、強(qiáng)度、厚度、剛度等均滿足實(shí)際施工標(biāo)準(zhǔn)。在使用木夾板時(shí)，應(yīng)使其厚度控制在1～2cm之間；在使用竹膠板時(shí)則應(yīng)使其厚度控制在1.2cm左右。在正式支模作業(yè)時(shí)，需提前在模板內(nèi)側(cè)精確標(biāo)注泡沫混凝土澆筑厚度及分層標(biāo)記線，并直接使用角鋼或木方+鋼筋的方式進(jìn)行加固。在固定木方期間，應(yīng)使得橫向木方位于模板中間位置，縱向木方間距控制在0.6m左右，以提高模板整體性，避免發(fā)生漏漿、留縫等問題。

3.4 泡沫混凝土制備

為提高泡沫混凝土制備工作規(guī)范化，在換填作業(yè)初期需要依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)備水、骨料、水泥、泡沫劑、外加劑、摻合料等建材，并嚴(yán)格控制材料制備流程。應(yīng)根據(jù)施工要求稀釋發(fā)泡劑，并通過壓縮空氣等物理方式使發(fā)泡劑與水溶液充分混合，保證整個(gè)發(fā)泡過程穩(wěn)定可調(diào)，嚴(yán)禁采用攪拌發(fā)泡的方式。隨后，可根據(jù)施工配合比設(shè)計(jì)要求，確保一定比例的水泥混合料漿可與泡沫混合，進(jìn)而得到性能突出、氣泡均勻的泡沫混凝土建材。最后，技術(shù)人員則需對(duì)混合得到的泡沫混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，判斷其強(qiáng)度等級(jí)、導(dǎo)熱系數(shù)、干密度、構(gòu)件尺寸及外觀等是否出現(xiàn)偏差，保證材料滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如氣泡群密度在45～50kg/m3內(nèi)，泡沫直徑小于1mm，干密度誤差小于5%，常溫條件下不發(fā)生析出及沉淀現(xiàn)象，單塊最小平均混凝土強(qiáng)度大于17MPa，泡沫混凝土構(gòu)件破損處小于3cm等[2]。

3.5 泡沫混凝土澆筑

泡沫混凝土的澆筑成效將對(duì)整個(gè)公路的施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響?，F(xiàn)場(chǎng)施工主要利用配管泵送的操作方法，以分層澆筑的方式完成路基換填施工。具體施工要點(diǎn)如下：

在準(zhǔn)備階段，需全面檢測(cè)輸送管接頭牢固性，嚴(yán)禁出現(xiàn)材料中途泄漏等問題。

在澆筑過程中，應(yīng)時(shí)刻控制好出漿口位置材料的質(zhì)量，保證其濕重配合比誤差小于0.2KN/m3，同時(shí)材料的流動(dòng)度應(yīng)保持在160～200mm之間，檢測(cè)合格后方可完成后續(xù)施工。同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)保證澆筑泵管與澆筑面板間保持一定的傾斜角，嚴(yán)禁出現(xiàn)由上向下的噴射澆筑方法。另外，澆筑管口應(yīng)深入混凝土下10cm，以達(dá)到消泡目的?？紤]到澆筑高度、面積等因素對(duì)施工質(zhì)量的影響，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)判斷澆筑面游離氣泡移動(dòng)方向，并由此科學(xué)移動(dòng)管口，避免發(fā)生氣泡堆積問題。若澆注管管口停滯時(shí)間超過半小時(shí)，則需及時(shí)清理管道。

在分層澆筑期間，需盡量采用由中心到四邊的多點(diǎn)澆筑方法，避免澆筑混凝土直接沖擊模板底部及伸縮縫，造成接縫滲漏，也應(yīng)當(dāng)注意將單層澆筑厚度控制在1m以內(nèi)，分層區(qū)間的厚度控制在50cm左右，在混凝土澆筑至頂層時(shí)，可利用人工掃平、向后直拉的方式拖移澆筑管，以確保泡沫混凝土表面平整性并減小擾動(dòng)。

在混凝土初凝階段，應(yīng)依據(jù)原有施工方案設(shè)計(jì)鋼筋網(wǎng)片。其中，可在距泡沫混凝土構(gòu)件頂部35cm及距底部50cm的位置分別加設(shè)50×50mm、直徑為3.2mm鋼筋網(wǎng)，確保其鋪設(shè)平整，并用鍍鋅鋼絲進(jìn)行連接固定，將橫向、縱向搭接寬度分別控制在30cm、20cm左右，同時(shí)引進(jìn)臺(tái)階式施工工藝做好頂部橫坡調(diào)整，可將10m作為間隔設(shè)計(jì)橫向縫，并在施工縫處設(shè)計(jì)寬約2cm的沉降縫、在斷面突變位置設(shè)計(jì)變形縫，最后用1～2cm厚的模板進(jìn)行填充[3]。

3.6 養(yǎng)護(hù)施工

每層澆筑工作完成后，技術(shù)人員需要做好規(guī)范化養(yǎng)護(hù)作業(yè)。一是若施工期間遭遇降水問題，應(yīng)對(duì)未固化的區(qū)域進(jìn)行遮擋，若是出現(xiàn)雨水浸泡問題，則需鏟除并重新澆筑上層混凝土。二是可采用土工布灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)的作業(yè)方式，防止其出現(xiàn)暴曬問題，并盡量避免設(shè)備及人員在澆筑好的區(qū)域隨意通行或堆放雜物。三是應(yīng)保證養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于3d，避免對(duì)泡沫混凝土產(chǎn)生擾動(dòng)。

3.7 碎石隔離層施工

若是完成以上工作環(huán)節(jié)，則需開展后續(xù)的級(jí)配碎石隔離層作業(yè)。需選擇針片狀材料含量在20%以內(nèi)的碎石作為主要建材，并保證其中不含植物根莖、黏土塊、垃圾等雜物。施工人員可直接利用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行靜壓處理，嚴(yán)禁利用振動(dòng)碾壓的方式。碎石隔離層應(yīng)采用分層碾壓的方法，其中上層厚度需控制在13cm左右，下層厚度則需依據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行調(diào)整，碎石隔離層整體厚度應(yīng)小于30cm，且壓實(shí)度控制在96%以上，材料壓碎值應(yīng)不大于30%。

4 換填施工質(zhì)量控制措施

4.1 控制原材料質(zhì)量

實(shí)際施工期間所選用的泡沫混凝土材料應(yīng)確保不會(huì)對(duì)施工人員及周邊環(huán)境造成影響，且各類技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)有行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，不同規(guī)格、品牌、廠家、等級(jí)、出產(chǎn)日期的材料嚴(yán)禁混用、混放。在選擇水泥時(shí)，應(yīng)參考GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)，確保其強(qiáng)度等級(jí)在42.5以上，且使用性能滿足泡沫混凝土的使用要求；在選擇發(fā)泡劑時(shí)，應(yīng)盡量保證其在常溫條件下始終呈現(xiàn)清澈透明的狀態(tài)，避免產(chǎn)生異物沉淀、析出，或散發(fā)出難聞的刺激性氣味，發(fā)泡劑氣泡群密度需始終控制在45～50kg/m3的范圍內(nèi)，且材料保質(zhì)期應(yīng)不小于一年，應(yīng)盡量在保質(zhì)期內(nèi)使用完畢。技術(shù)人員也需要對(duì)現(xiàn)有發(fā)泡劑進(jìn)行取樣，將3000L為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分批取樣，最后不足3000L的統(tǒng)一劃分為一個(gè)批次進(jìn)行檢測(cè)，且每個(gè)批次應(yīng)最少分為一個(gè)檢測(cè)組，一個(gè)檢測(cè)組最少開展3次檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。發(fā)泡劑也應(yīng)滿足發(fā)泡倍率大于20、稀釋倍率大于40的標(biāo)準(zhǔn)，且氣泡大小相對(duì)均勻，直徑不大于1mm；施工期間也需要依據(jù)JGJ63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定選擇施工用水。在以上材料質(zhì)檢工作結(jié)束后，就需要相關(guān)工作人員合理選擇泡沫混凝土的制作設(shè)備，使其具有電子計(jì)量、自動(dòng)控制進(jìn)料、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示等功能，并依據(jù)預(yù)先制定的各類材料配比開展配料作業(yè)，確保其滿足后續(xù)施工需要。

4.2 控制施工過程

在開展初期建設(shè)期間，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，將圖紙審核作為施工重點(diǎn)，幫助相關(guān)工作人員明確軟土路基泡沫混凝土換填作業(yè)的重難點(diǎn)。在正式開展換填作業(yè)期間，則需要引進(jìn)全過程管控理念，如在開展基坑開挖放坡設(shè)計(jì)期間，應(yīng)盡量控制好設(shè)計(jì)參數(shù)，避免發(fā)生頂層邊角脆裂等問題，同時(shí)開挖期間應(yīng)使用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，確保其壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；在鋪設(shè)防滲土工織物時(shí)，則應(yīng)當(dāng)使其與中央分隔帶牢牢緊貼，并在泡沫混凝土澆筑結(jié)束后，在其頂部額外加鋪防滲土工織物，使其與下層織物進(jìn)行充分搭接，特別是在臺(tái)階等區(qū)域，嚴(yán)禁出現(xiàn)三角空洞區(qū)，且各織物間搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于30cm；在模板支護(hù)期間，應(yīng)控制好模板厚度及使用性能，提前制定有效的支撐加固措施，提高施工穩(wěn)定性；在泡沫混凝土澆筑期間，則應(yīng)采用后退澆筑的方法，避免對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成擾動(dòng)，并在澆筑完成后及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)作業(yè)，防止出現(xiàn)破碎、開裂等問題；最后，則需要規(guī)范現(xiàn)有軟土路基泡沫混凝土換填施工質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，確保其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足使用要求，提高公路的使用安全性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在軟土區(qū)域開展公路施工建設(shè)中引進(jìn)泡沫混凝土換填作業(yè)的方式，可全方位提高路基的穩(wěn)定性，并滿足公路建設(shè)及運(yùn)營(yíng)的需要。泡沫混凝土作為一種全新的路基填注材料，其操作方式較為簡(jiǎn)便，可有效提升現(xiàn)場(chǎng)施工效率，節(jié)約了路基處理及沉降的時(shí)間，確保如期交工，同時(shí)也可有效防止出現(xiàn)各類擾動(dòng)問題影響實(shí)際施工質(zhì)量，減少運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

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[作者簡(jiǎn)介]劉寧（1994—），男，山東臨沂人，本科，助理工程師，研究方向：道路施工。