氣泡混合輕質(zhì)土工程的主要特性與施工質(zhì)量管理及控制

王敏杰

(廣東省科源工程監(jiān)理咨詢公司，廣州 510170)

氣泡混合輕質(zhì)土工程的主要特性與施工質(zhì)量管理及控制

王敏杰

(廣東省科源工程監(jiān)理咨詢公司，廣州 510170)

結(jié)合廣州蓄能水電廠永久公路水毀維修工程氣泡混合輕質(zhì)土路基回填施工實(shí)踐，論述氣泡混合輕質(zhì)土的主要特性與施工質(zhì)量管理及控制。氣泡混合輕質(zhì)土具有流動(dòng)性強(qiáng)、水溶性高、施工方便和節(jié)省成本等特點(diǎn)，只要做好施工過(guò)程中的質(zhì)量管理及控制，在未來(lái)的工程施工中也將會(huì)有很大的發(fā)展空間，具有很高的市場(chǎng)前景和推廣價(jià)值。

氣泡混合輕質(zhì)土;特性;施工質(zhì)量;管理;控制

0 引 言

廣州蓄能水電廠永久公路水毀維修工程的上庫(kù)公路K8+700工點(diǎn)氣泡混合輕質(zhì)土路基回填，主要布置在上庫(kù)公路K8+700工點(diǎn)，該處工點(diǎn)右側(cè)路基下邊坡發(fā)生滑塌，滑塌范圍高約10m，總長(zhǎng)約40m，滑塌范圍內(nèi)水泥路面已完全破壞，造成道路中斷，目前靠道路左側(cè)的開山便道通行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看，該病害是典型的水毀成因，在兩個(gè)滑塌點(diǎn)的中部位置都是自然山勢(shì)中的沖溝地形。前段時(shí)間超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“尤特”造成長(zhǎng)時(shí)間降水，而滑塌段的路面下原有的部分人工填土飽水后軟化，加上邊坡表層土多為花崗巖殘積層，含砂率高，受水浸泡易崩解、軟化，最后在沖溝流水的長(zhǎng)時(shí)間集中沖刷下，發(fā)生塌落[1]。下面就對(duì)工程施工的整體過(guò)程中所用到氣泡輕質(zhì)土的相關(guān)特征以及該土質(zhì)的施工過(guò)程進(jìn)行介紹：

1 氣泡混合輕質(zhì)土的主要特性

在現(xiàn)有的材料科學(xué)中，對(duì)于氣泡混合輕質(zhì)土的使用也非常的廣泛。該材料主要用于路基回填，軟基處理，橋頭處理，公路擴(kuò)幅，橋臺(tái)背填筑應(yīng)用等方面。所謂的輕質(zhì)材料從字面上的意義就能看出是一種密度較低的材料，此外輕質(zhì)材料是由人工材料所組成，強(qiáng)度方面也顯示出了較高的優(yōu)勢(shì)。輕質(zhì)材料的主要優(yōu)點(diǎn)是：與普通的土質(zhì)相比，密度較小，與此同時(shí)強(qiáng)度和塑性都比一般土質(zhì)要高。氣泡混合輕質(zhì)土還表現(xiàn)為流動(dòng)性強(qiáng)、水溶性高、施工方便和節(jié)省開支等特點(diǎn)。鑒于這些優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)的工程施工中也將會(huì)有很大的發(fā)展空間。

氣泡混合輕質(zhì)土材料在使用中主要在密度方面進(jìn)行控制，選用密度為300～1 800 kg/m3區(qū)間內(nèi)，根據(jù)不同的施工要求對(duì)密度進(jìn)行選擇。對(duì)于氣泡輕質(zhì)土材料的抗壓參數(shù)控制在0.3～1.2 MPa的范圍。流動(dòng)指數(shù)的相關(guān)指標(biāo)控制在160±15 mm范圍。在材料中與外界水接觸之后，土質(zhì)的密度會(huì)有一定的提高，在實(shí)際的操作測(cè)量中，可以算出接觸水后密度大約增加12%。在對(duì)于土質(zhì)的物理特性計(jì)算中，可以將材料因壓縮出現(xiàn)的質(zhì)量變化可以忽略不計(jì)，抗壓能力也變?yōu)樵锌箟簭?qiáng)度的一半。如將氣泡混合輕質(zhì)在加載中，考慮到單軸加載后的材料承載能力，需要將抗壓強(qiáng)度控制在60%以內(nèi)，其余的強(qiáng)度可以忽略不計(jì)[2]。

氣泡混合輕質(zhì)土整個(gè)制作過(guò)程是現(xiàn)在氣泡機(jī)中控制發(fā)泡，通過(guò)機(jī)械攪拌的方式使得混合材料能夠充分發(fā)泡，再通過(guò)泥漿和發(fā)泡劑進(jìn)行攪拌(采用一比一的比例混合)。利用氣泡和泥漿的混合液澆筑在模具當(dāng)中，采用泵送的方式將預(yù)留的模具填充。在自然環(huán)境中對(duì)模具內(nèi)的混合溶劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并對(duì)得到的大量氣孔的新型材料進(jìn)行是通過(guò)氣泡機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經(jīng)過(guò)發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)所形成的一種含有大量封閉氣孔的材料為新型輕質(zhì)保溫材料。使得混凝土的質(zhì)量有一定的降低同時(shí)保溫隔熱的效果更加明顯[3]。

2 氣泡混合輕質(zhì)土的施工質(zhì)量管理

2.1 施工流程

氣泡混合輕質(zhì)土的施工流程如圖1所示。

2.2 原材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

對(duì)于氣泡混合輕質(zhì)土的施工之前，需要將所有的原材料進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)合格之后才能使用，保證材料的質(zhì)量。對(duì)于檢測(cè)的要求有以下幾項(xiàng)：

1)原料中土質(zhì)的粒徑必須保證在8 mm以內(nèi)，對(duì)于不符合粒徑要求的材料要進(jìn)行篩選，通過(guò)加工篩選后的材料才能在氣泡輕質(zhì)土中使用。

2)凝固劑，主要檢測(cè)凝固的時(shí)間和作用，檢測(cè)是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3)水:使用混凝土拌合中水質(zhì)的要求。

4)發(fā)泡劑:能夠有效的保證發(fā)泡的質(zhì)量，控制好輕質(zhì)土的整體質(zhì)量。在檢測(cè)中，要求發(fā)泡劑必須滿足表1中的各項(xiàng)要求。

圖1 輕質(zhì)土施工順序流程圖

項(xiàng)目性能要求稀釋倍率≥30倍。發(fā)泡倍率≥25倍。環(huán)境要求符合國(guó)家相關(guān)的環(huán)保要求。室內(nèi)濕容重試驗(yàn)允許誤差±03kN/m3

2.3 氣泡混合輕質(zhì)土在配比過(guò)程中的設(shè)計(jì)要求

氣泡混合輕質(zhì)土的配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度、濕容重、流動(dòng)性等要求進(jìn)行選擇。施工應(yīng)在已有參考配合比(參見《氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)程》 CJJ/T 177-2012”第78頁(yè)第5.2.1條所列參考配合比)及施工現(xiàn)場(chǎng)所用材料試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定施工配合比。

2.4 施工方法與規(guī)定

1)施工中，將拌好的材料澆筑在模板之中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這就需要模板具有很強(qiáng)的剛度要求。在模板安裝過(guò)程中，嚴(yán)格控制模板與模板之間的間隙，防止模板出現(xiàn)較大空隙影響整體的強(qiáng)度。在一些重要部位的連接處也需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行搭接，確保澆筑的材料不會(huì)出現(xiàn)泄露或是流漿的情況發(fā)生。

2)為確保氣泡混合輕質(zhì)土中氣泡獨(dú)立，氣泡的消泡及材料的離析控制到最小程度，施工過(guò)程中應(yīng)避免過(guò)度振動(dòng)。

2.5 過(guò)程質(zhì)量管理

1)原材料的計(jì)量精度應(yīng)滿足表2的要求。

表2 原材料的計(jì)量精度

2)除材料符合設(shè)計(jì)要求、投料準(zhǔn)確外，攪拌施工時(shí)還需定期或不定期地檢測(cè)氣泡混合輕質(zhì)土的濕容重、流動(dòng)值等指標(biāo)，各指標(biāo)的誤差應(yīng)控制在表3所示的范圍內(nèi)。

表3 攪拌時(shí)的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)

3 氣泡混合輕質(zhì)土的施工質(zhì)量控制

為確保氣泡混合輕質(zhì)土工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，實(shí)行以過(guò)程為主，工后檢測(cè)為輔的方針，從人員、設(shè)備、材料、施工前的準(zhǔn)備、工程施工過(guò)程等方面對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行預(yù)控。

3.1 人員控制

1) 實(shí)行崗位責(zé)任制，做到定機(jī)、定人、定崗、定責(zé)。每處施工現(xiàn)場(chǎng)確定一名項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，制定詳細(xì)的操作手、自檢人員崗位責(zé)任制。

2) 對(duì)于混合輕質(zhì)土的施工過(guò)程中，施工人員的素質(zhì)也需要保證。在施工之前，每個(gè)工人對(duì)于該材料的使用方法和施工方式都要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，掌握相應(yīng)的施工工藝技術(shù)之后才能進(jìn)行施工。同時(shí)要對(duì)于施工的規(guī)范進(jìn)行掌握，明確施工中的責(zé)任，不能擅自修改設(shè)計(jì)要求，按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行施工。定期組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，在培訓(xùn)之后沒有通過(guò)相應(yīng)的考試的人員，一律不得上崗工作。

3.2 設(shè)備控制

1)設(shè)備性能狀態(tài)良好，配備有足夠的易損件。

2) 配備先進(jìn)的自動(dòng)計(jì)量工具，確保配合比準(zhǔn)確。

3.3 材料控制

在施工過(guò)程中，要嚴(yán)格對(duì)水泥的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，水泥的質(zhì)量在符合標(biāo)準(zhǔn)之后才能進(jìn)場(chǎng)使用。對(duì)于進(jìn)場(chǎng)后的水泥要進(jìn)行按批次報(bào)檢，通過(guò)抽檢的方式后，合格方能使用。若采用商品水泥漿，則到場(chǎng)后按要求檢測(cè)水泥漿比重，確保質(zhì)量。

3.4 過(guò)程質(zhì)量控制

1) 在施工之前，要保證施工場(chǎng)地的平整。因氣泡混合輕質(zhì)土遇水后物理特性會(huì)發(fā)生一定的改變，故在施工現(xiàn)場(chǎng)避免出現(xiàn)大量的積水。

2) 根據(jù)施工工藝制定各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)、施工要點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格控制輕質(zhì)土的流值及濕密度。

3.5 施工質(zhì)量檢驗(yàn)

施工質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)為濕密度、流動(dòng)值和抗壓強(qiáng)度，檢測(cè)頻率和檢測(cè)依據(jù)執(zhí)行現(xiàn)澆泡沫土技術(shù)規(guī)程。

4 結(jié) 語(yǔ)

廣州蓄能水電廠永久公路水毀維修工程的上庫(kù)公路K8+700工點(diǎn)在使用氣泡輕質(zhì)土后可以有效的改善路基的工作狀態(tài)，保證路基的承載能力。同時(shí)在施工方面，使用該材料可以大大縮短施工的工期，節(jié)約施工成本，有效的控制了周邊路基因應(yīng)力不同發(fā)生的不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生。尤其是在本文的案例中使用氣泡混合輕質(zhì)土能夠在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，對(duì)于廣州蓄能水電廠自然環(huán)境的污染降至最低。也從另外一個(gè)方面證明氣泡混合輕質(zhì)土現(xiàn)有道路施工中的優(yōu)勢(shì)，保證了道路路基回填的工程質(zhì)量還能通過(guò)簡(jiǎn)單便捷的方法產(chǎn)生實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益。在為了的工程發(fā)展中，氣泡混合輕質(zhì)土的使用方式將會(huì)有更好的升級(jí)，同時(shí)也具有很高的市場(chǎng)前景和推廣價(jià)值。

[1]羅楓.氣泡混合輕質(zhì)土工程的施工質(zhì)量管理與檢測(cè)[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2009(07)：11-12.

[2]鄭燁，陳振華，張開偉，等.不同填料下錢塘江古海塘塘背土壓力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2014,35(06)：1623-1628.

[3]陳永輝，石剛傳，曹德洪，等.氣泡混合輕質(zhì)土置換路基控制工后沉降研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011,33(12)：1854-1862.

Main Characteristics of Bubble Mixed Light Soil Engineering and Construction Quality Management and Control

WANG Min-jie

(Guangdong Province Keyuan Engineering Supervision Consulting Company，Guangzhou 510170，China)

Combining with the construction practice of bubble mixed light soil roadbed backfill of flood damage highway repair engineering in Guangzhou pumped storage power plant permanent，the main characteristics of bubble mixed light soil and construction quality management and control are discussed.Bubble mixed light soil has strong liquidity，high solubility in water，convenient construction and cost saving features.As long as good quality management and control are realized in construction process，it will have great room for development，very high market prospect and popularization value in the future engineering construction.

bubble mixed light soil；characteristics；construction quality；management；control

1007-7596(2015)01-0043-03

2014-04-12

王敏杰(1987-)，男，廣東廣州人，助理工程師，從事水利水電工程施工監(jiān)理工作。

TU521.3

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