泡沫輕質(zhì)土在軟基處理中的應(yīng)用

摘要：近年來，泡沫輕質(zhì)土在工程建設(shè)中逐步得到應(yīng)用，尤其是在軟基處理中，效果顯著。泡沫輕質(zhì)土具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，應(yīng)用于工程建設(shè)中可以提高強(qiáng)度，增強(qiáng)建筑物的整體性能，提高工程的施工速度與質(zhì)量。因此，本文中結(jié)合某高速公路施工中泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用案例，探討該施工技術(shù)的要點(diǎn)，希望為今后同類工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：泡沫輕質(zhì)土；工程；設(shè)計(jì)；施工

泡沫輕質(zhì)土是近年來我國在日本引進(jìn)的一種施工技術(shù)，在我國公路建設(shè)中發(fā)揮了非常重要的作用，并且在很多工程領(lǐng)域中都得到了推廣與應(yīng)用，尤其是在軟基處理中效果顯著。文章中探討了泡沫輕質(zhì)土的生產(chǎn)及施工工藝的特點(diǎn)，以及應(yīng)用之后的良好效果，滿足了構(gòu)造物對(duì)荷載大小的要求，對(duì)泡沫輕質(zhì)土在同類型路基填筑中的施工起到了較好的推廣作用。

一、工程概述

某高速公路S03標(biāo)段具有軟土的特點(diǎn)，根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求需要使用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行處理，應(yīng)用范圍為互通立交泡沫輕質(zhì)土處理路基和收費(fèi)島泡沫輕質(zhì)土處理路基，在互通立交泡沫輕質(zhì)土路基中只有匝道橋臺(tái)臺(tái)背回填路基，反開挖施工泡沫輕質(zhì)土前，路基預(yù)壓時(shí)間按不超過1個(gè)月控制，以對(duì)比泡沫輕質(zhì)土路基和常規(guī)路基的樁土應(yīng)力比；其他路段（包括跨天然氣管道路段）泡沫輕質(zhì)土施工前不需要預(yù)壓。而收費(fèi)島泡沫輕質(zhì)土路基應(yīng)對(duì)地基土進(jìn)行預(yù)壓處理，預(yù)壓時(shí)間不少于3個(gè)月，預(yù)壓土壓實(shí)度不低于90%。主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)有濕密度級(jí)別D600；強(qiáng)度等級(jí)分別為F0.6（收費(fèi)島設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)）、F0.8（互通立交設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)）、F1.0（為路基底部兩層鋼絲網(wǎng)間、頂部兩層鋼絲網(wǎng)間泡沫輕質(zhì)土的強(qiáng)度等級(jí)）；泡沫標(biāo)準(zhǔn)密度50kg/m?；發(fā)泡倍率不低于1600。

二、泡沫輕質(zhì)土的制備

1.材料形成

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，用機(jī)械方式充分發(fā)泡，按照一定比例與必須組分（水泥基膠凝材料、水、細(xì)粒砂或砂性土等）均勻混合并經(jīng)物理、化學(xué)作用硬化形成的一種新型輕質(zhì)材料。該材料與水泥穩(wěn)定土類似，水泥是其形成強(qiáng)度的主要固化劑，亦可摻入石灰、粉煤灰及早強(qiáng)劑等外摻料。

泡沫輕質(zhì)土的生產(chǎn)流程：泡沫的生成水泥砂漿的制備 泡沫與水泥砂漿的拌合。形成的泡沫輕質(zhì)土材料，其中氣泡將各組分相互隔開，使得材料內(nèi)部細(xì)孔分布均勻。通過改變各種成分的配合比，也可以調(diào)節(jié)泡沫輕質(zhì)土的強(qiáng)度，用以滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

泡沫輕質(zhì)土內(nèi)含大量的微小氣泡群，其容重可以通過調(diào)整土體中的氣泡和固化劑的配合比，按照需要使其容重控制在5-16kN/m3內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

2.泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)過程中注意以下幾個(gè)方面：

（1）選用良好性能的發(fā)泡劑，發(fā)泡劑的稀釋、起泡應(yīng)采用設(shè)備自動(dòng)化控制，泡沫應(yīng)細(xì)密、穩(wěn)定。

（2）水泥漿制備應(yīng)連續(xù)，避免輕質(zhì)土澆筑過程中，出現(xiàn)局部消泡、初凝現(xiàn)象，影響整體施工質(zhì)量。

（3）水泥漿在現(xiàn)場應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步攪拌，以保證其均勻，無沉積，同時(shí)應(yīng)在出料口設(shè)置過濾網(wǎng)，防止較大顆粒材料堵塞泵管。

三、施工方法

1.原地基處理

①如有軟基處理應(yīng)在軟基處理檢測合格后，匝道橋臺(tái)臺(tái)背回填路基，反開挖施工泡沫輕質(zhì)土前，路基預(yù)壓時(shí)間按不超過1個(gè)月控制。

②當(dāng)在橋臺(tái)樁基、承臺(tái)完成后，無需預(yù)壓直接進(jìn)行鋼筋砼保護(hù)壁施工。

③當(dāng)在收費(fèi)島原地面進(jìn)行填土預(yù)壓，預(yù)壓期為3個(gè)月。預(yù)壓土分層填筑，壓實(shí)度不小于90%。預(yù)壓土的填土高度為絕對(duì)高程2米為準(zhǔn)。

2.基槽開挖及排水

泡沫輕質(zhì)土路基基槽開挖施工前，做好防、排水工程等施工準(zhǔn)備工作?；坶_挖邊坡坡比除設(shè)計(jì)明確規(guī)定的外，其余坡比應(yīng)控制在1：0.8～1：1范圍內(nèi)。

基坑開挖成型后，在四周角部各設(shè)置一集水井（60×60×60cm），四邊按照雙向排水設(shè)置排水溝（30×30×30cm），設(shè)潛水泵抽水，保持基坑不被水浸泡。

3.鋼筋砼保護(hù)壁施工

1）基礎(chǔ)施工

鋼筋砼保護(hù)壁基礎(chǔ)的施工按跳槽施工，幾個(gè)作業(yè)面可同時(shí)施工?；娱_挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，自檢，抽檢地基承載力、基坑寬度、長度、平整度等各項(xiàng)指標(biāo)并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，進(jìn)行鋼筋綁扎、立模，同時(shí)預(yù)埋面板鋼筋，再澆筑混凝土。當(dāng)砼面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止?jié)沧?，人工抹面整平，初?2小時(shí)后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

2）面板施工

澆筑基礎(chǔ)砼，在基礎(chǔ)砼施工完成后及時(shí)對(duì)砼鑿毛，保證澆筑面板時(shí)新澆砼與已澆砼的連接。待基礎(chǔ)砼施工完畢后3天方可進(jìn)行面板施工。當(dāng)面板高度大于1.2m時(shí)其支架需一同搭建，而面板的斜支撐不得與支架進(jìn)行連接，避免在施工中因支架的移動(dòng)引起模板不穩(wěn)定。待模板安裝完畢經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)再進(jìn)行澆筑砼，當(dāng)面板施工分兩期時(shí)，應(yīng)注意混凝土交界面鑿毛以保證新老混凝土的連接，同時(shí)注意預(yù)埋防撞護(hù)欄鋼筋并及時(shí)收面和進(jìn)行砼養(yǎng)護(hù)。

四、施工要點(diǎn)

（1）泡沫輕質(zhì)土施工前，應(yīng)清除填筑區(qū)基地雜物，須對(duì)基底整平夯實(shí)，保護(hù)壁的基礎(chǔ)和面板強(qiáng)度達(dá)到80%后方能澆筑泡沫輕質(zhì)土，泡沫輕質(zhì)土施工時(shí)應(yīng)做好保護(hù)壁的臨時(shí)保護(hù)措施，防止其傾斜和偏移。

（2）施工時(shí)為了防止泡沫輕質(zhì)土的溢出，側(cè)面采用4cm薄壁式保護(hù)面板，頂面采用防滲土工膜（GL-2柔性乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）土工膜）進(jìn)行封堵，確保施工中模板之間，模板與地基之間的間隙應(yīng)盡量消除填塞密實(shí)。同時(shí)為了增強(qiáng)基層抗裂性能，在輕質(zhì)土體內(nèi)設(shè)置了鍍鋅鐵絲網(wǎng)。

（3）泡沫輕質(zhì)土具有一定的分散性，為減少氣泡的消解及材料分離現(xiàn)象，施工過程中應(yīng)避免過度振動(dòng)。泡沫輕質(zhì)土應(yīng)采用分層澆筑，單層澆筑厚度控制在0.5～1.0m，太薄或者太厚均對(duì)氣泡的保護(hù)產(chǎn)生不利，進(jìn)而影響輕質(zhì)性。

（4）應(yīng)盡可能沿澆筑區(qū)長軸方向自一端向另一端澆筑；如采用一條以上澆筑管澆筑時(shí)，則可并排地從一端開始澆筑或采用對(duì)角的澆筑方式。

（5）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)，而不宜左右移動(dòng)澆筑管，如確實(shí)需要左右移動(dòng)澆筑管時(shí)，則應(yīng)將澆筑管盡可能提出當(dāng)前已澆筑輕質(zhì)土表面后再移動(dòng)。

（6）進(jìn)行表面平整時(shí)，應(yīng)盡量使?jié)仓诒３炙剑⑹節(jié)仓陔x當(dāng)前澆筑輕質(zhì)土表面盡可能低。

（7）應(yīng)減少在已澆筑尚未固化的輕質(zhì)土中來回走動(dòng)，減少擠壓對(duì)泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量產(chǎn)生影響。

（8）泡沫輕質(zhì)土澆筑完成后為了防止由于快速干燥而產(chǎn)生裂縫，固化后需要在表面覆蓋塑料薄膜進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

五、施工效果

（1）泡沫輕質(zhì)土具有較好的施工特性：拌合后其流動(dòng)性和固化后的自立性良好，可垂直填土，對(duì)擋土結(jié)構(gòu)物幾乎沒有擠壓力，不需振搗和碾壓作業(yè)，施工作業(yè)面要求不高。

（2）泡沫輕質(zhì)土施工由于施工準(zhǔn)備期短，施工工程中無需因碾壓問題而間斷路基填筑，使得施工流程便捷高效，可大幅縮短施工工期。

（3）泡沫輕質(zhì)土在路基填筑中，由于其輕質(zhì)性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可大幅度地降低填土荷載，減少地基附加應(yīng)力，有效控制填料荷載對(duì)蓋板涵的影響，保證蓋板涵的有效利用。

（4）具有一定的環(huán)保節(jié)能作用，材料的本身的組分及施工工藝對(duì)工程現(xiàn)場環(huán)境的影響較小。泡沫輕質(zhì)土屬無機(jī)材料，施作路基時(shí)不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境、水體造成污染；同時(shí)，由于其特有的輕質(zhì)性，可減少路基建設(shè)用土，節(jié)省土地資源，避免過度挖掘?qū)Νh(huán)境造成的破壞，對(duì)保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。

六、結(jié)語

通過泡沫輕質(zhì)土在高速公路工程中作為填料的應(yīng)用，表明泡沫輕質(zhì)土在路基處理中使用具有較好的填筑效果，在滿足降低填土荷載的要求下，施工效果良好，又起到了對(duì)路基的保護(hù)作用，施工工期短，同時(shí)還兼顧良好的環(huán)保特性。隨著對(duì)泡沫輕質(zhì)土的深入研究與推廣，今后將在越來越多的工程中發(fā)揮更好的性能作用。

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作者簡介：

王進(jìn)杰，男，1976年出生，畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)，本科，公路和市政專業(yè)一級(jí)建造師，工程師，1999年7月參加工作至今一直從事公路工程施工，先后在中交一公局、中交四公局、中交三公局工作。