泡沫輕質(zhì)土在高填方路基施工中的應(yīng)用

盧玲

山西交通控股集團(tuán)有限公司大同北高速公路分公司 山西大同 037000

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，出現(xiàn)越來(lái)越多的公路工程建設(shè)項(xiàng)目。而在各公路工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，常常會(huì)遇到特殊路基地段，尤其是軟土地基，極易出現(xiàn)嚴(yán)重的路基高填方工后沉降問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，在高填方路基中所選用的傳統(tǒng)填土材料，工程費(fèi)用高、施工時(shí)間長(zhǎng)、路堤放坡占地面積大，再加上因高填方路基存在較多的填筑土方量，導(dǎo)致土體附加應(yīng)力的顯著上升，嚴(yán)重影響工后沉降，進(jìn)而極易發(fā)生施工問(wèn)題，如邊坡坍塌、道路開裂等。為對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行有效解決，提高高填方路基施工質(zhì)量，獲取更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，可以選用泡沫輕質(zhì)土這種新型材料?；诖耍疚膶?duì)泡沫輕質(zhì)土在高填方路基施工中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，具有重要意義[1]。

1 案例分析

某一高速公路拓寬工程，K1500+740- 980左幅為高填方路段，選用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行填筑，在以上高填方路段中，路面寬度拓寬21m，縱坡抬高20m。經(jīng)過(guò)預(yù)計(jì)，泡沫輕質(zhì)土填筑量總約260000m3。

1.1 配合比設(shè)計(jì)

因?yàn)楸敬胃咛罘铰范蔚奶钪叨缺容^大，為確保路基的穩(wěn)定性，本路段選用泡沫輕質(zhì)土。其中，針對(duì)泡沫輕質(zhì)土28d抗壓強(qiáng)度qe，應(yīng)比規(guī)范要求要高，即：根據(jù)28d抗壓強(qiáng)度qe≥1.2MPa進(jìn)行施工，其中流值為170-190mm，7d抗壓強(qiáng)度≥0.6MPa。在試驗(yàn)中，設(shè)計(jì)3種不同濕密度的配合比，即：D550、D600、D650。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定最佳的泡沫輕質(zhì)土配合比。

1.1.1 量取泡沫

選用SR-1601型發(fā)泡劑來(lái)制作泡沫原材料，根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定，用水稀釋發(fā)泡劑60倍，以形成發(fā)泡液，對(duì)空壓機(jī)、發(fā)泡機(jī)進(jìn)行相連，對(duì)氣壓值、發(fā)泡機(jī)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以獲取滿足設(shè)計(jì)要求的泡沫群。其中，泡沫密度為40-60g/L。在對(duì)泡沫樣品進(jìn)行制作時(shí)，需要先稱量每一升的泡沫，對(duì)合格的泡沫進(jìn)行量取，然后將其倒入拌好的水泥漿內(nèi)。如果制作的泡沫不符合設(shè)計(jì)要求，必須要將其全部倒掉、進(jìn)行重新取樣[2]。

1.1.2 檢測(cè)試樣的流值

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工來(lái)說(shuō)，泡沫輕質(zhì)土的流值對(duì)其常常會(huì)產(chǎn)生極大的影響，如果流值偏小，則澆筑面上的泡沫輕質(zhì)土難以流動(dòng)攤平，極易出現(xiàn)消泡現(xiàn)象，導(dǎo)致施工質(zhì)量的降低；如果流值偏大，極易對(duì)施工機(jī)械造成嚴(yán)重磨損，發(fā)生泵送不連貫問(wèn)題。針對(duì)上文提及的3種配合比的泡沫輕質(zhì)土漿料，分別檢測(cè)它們的流值，其中，主要運(yùn)用平板、流值筒等檢測(cè)工具。在平板的中間位置固定流值筒，向流值筒內(nèi)倒入式樣，同時(shí)沿著流值筒的筒口進(jìn)行刮平，然后將流值筒進(jìn)行提起，并靜置60s，利用游標(biāo)卡尺來(lái)對(duì)平板上圓餅的直徑進(jìn)行測(cè)量，然后沿著互相垂直的兩個(gè)方向分別進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算平均值，以定為本次式樣的流值。通過(guò)檢測(cè)后，不難發(fā)現(xiàn)，泡沫的摻量是試樣流值的主要影響因素，流值與泡沫摻量成反比[3]。

1.1.3 試件制作與結(jié)果分析

根據(jù)配合比及其要求，分別對(duì)3種試樣進(jìn)行制作，每一種試樣均澆筑2組強(qiáng)度試件，每一組具有3個(gè)試塊，分別養(yǎng)護(hù)兩組試件7d、28d，在試件完成養(yǎng)護(hù)以后，應(yīng)測(cè)試試件的強(qiáng)度，選取平均值。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在泡沫質(zhì)量、配合比原材料滿足要求的條件下，D650滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，D600和D650滿足流值設(shè)計(jì)要求，所以，本工程選用D650。

1.2 有關(guān)控制指標(biāo)與施工場(chǎng)地的前期準(zhǔn)備

第一，遇水時(shí)，泡沫輕質(zhì)土?xí)a(chǎn)生消泡現(xiàn)象，對(duì)工程質(zhì)量會(huì)造成嚴(yán)重影響，所以在下雨天氣，不得施工。在進(jìn)行施工之前，一定要確保澆筑面不存在雜物與積水；為避免基坑出現(xiàn)積水，確保施工質(zhì)量，在澆筑底層工作面之前，需要將一層碎石鋪設(shè)在底層表面，然后在其上面鋪設(shè)土工布。

第二，在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)詳細(xì)檢測(cè)泡沫輕質(zhì)土的有關(guān)指標(biāo)。每班應(yīng)檢測(cè)2次泡沫輕質(zhì)土的流值、檢測(cè)6次泡沫輕質(zhì)土的濕密度。其中，在檢測(cè)流值時(shí)，應(yīng)對(duì)餅狀型的垂直方向直徑與最大直徑進(jìn)行測(cè)量，在檢測(cè)濕密度時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)選用1L的量杯進(jìn)行取樣稱量。流值取值應(yīng)控制在170-190mm，濕密度測(cè)定值控制在650士 3%g/L。

第三，通過(guò)平臺(tái)方式開挖舊路基，將澆筑區(qū)域開挖成階梯狀，以有效結(jié)合舊路基與現(xiàn)澆輕質(zhì)土路基，提高路基的整體穩(wěn)定性。因?yàn)樘钪叨缺容^大，在最外圍對(duì)一道約20cm厚度的混凝土擋墻進(jìn)行澆筑，當(dāng)澆筑至平臺(tái)位置時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)一層鋼絲網(wǎng)，同時(shí)利用U型鋼筋進(jìn)行錨固，然后開展后續(xù)施工作業(yè)，這樣能夠有效提高路基的抗滑移性能與抗傾覆性能[4]。

第四，分區(qū)分塊處理澆筑場(chǎng)地，每個(gè)澆筑面小于400㎡，每20m設(shè)置一道沉降縫，且沉降縫內(nèi)宜選用泡沫板或者夾板，以確保輕質(zhì)土路基的強(qiáng)度與澆筑質(zhì)量。通過(guò)選用模板來(lái)分隔不同澆筑區(qū)，不同模板之間一定要緊密接觸，同時(shí)利用鐵絲、木方將其予以固定。在進(jìn)行施工過(guò)程中，應(yīng)選用間隔法來(lái)澆筑一個(gè)分區(qū)，當(dāng)輕質(zhì)土初凝自立以后，將模板拆除下來(lái)并收好，然后對(duì)中間區(qū)域進(jìn)行施工，這樣可以重復(fù)利用模板，有助于施工成本的減少。

2 結(jié)語(yǔ)

與常規(guī)填土材料相比，泡沫輕質(zhì)土具有更高的耐久性與強(qiáng)度，可以對(duì)高填方路基問(wèn)題進(jìn)行有效解決，如征地成本高問(wèn)題、放坡難問(wèn)題等。針對(duì)高填方路基，因?yàn)槌３?huì)存在較大的填筑土方量，進(jìn)而會(huì)大大增加對(duì)原有路基的附加應(yīng)力，極易發(fā)生老路沉問(wèn)題，而通過(guò)選用輕質(zhì)土，便能夠有效解決以上問(wèn)題。目前，在我國(guó)土建行業(yè)中，泡沫輕質(zhì)土是一種新型材料，將其用于高填方路基填筑材料可以對(duì)常規(guī)填筑做法的缺陷進(jìn)行有效彌補(bǔ)，具有很多優(yōu)勢(shì)，值得大力推廣與運(yùn)用。