高速公路改擴建工程中氣泡混合輕質(zhì)土的應用

蔣漢青

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

一、工程概況

某條高速公路改擴建工程，其設計長度為15.4km，設計時速為100km，預計將四車道擴建為八車道，然而在施工過程中遇到很多阻礙因素，例如,主路車輛流通量大、土地征用難、橋涵等地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜、施工機械及材料運輸不便、施工場地有限、工期短等，所以只能在現(xiàn)有條件下，保證車流及施工車輛正常通行，在不破壞原有地基及附近建筑結(jié)構(gòu)的前提下，不改變擴建面積。該工程采取了氣泡輕質(zhì)土的施工工藝對部分路堤、橋頭進行改擴建施工。

二、氣泡混合輕質(zhì)土設計指標

氣泡混合輕質(zhì)土設計指標如表1和表2所示。

表1 氣泡混合輕質(zhì)土設計配合比

表2 氣泡混合輕質(zhì)土設計指標

三、配合比設計時注意事項

流動度：在向管道運輸過程中，對氣泡混合輕質(zhì)土的流動度是有較高要求的，流動度大的情況下，輕質(zhì)土拌合物長時間停留在管道內(nèi)，就容易造成混凝土離析，影響混凝土的強度和抗壓性能。流動度小，拌合物在管道內(nèi)的前進阻力就會變大。因此，設計輕質(zhì)土材料配合比例時，一定要考慮其對流動度的影響。

水灰比：水灰比在輕質(zhì)土拌合物中起著重要的作用，水灰比的大小直接決定著拌合物在輸送管中流動速度的快慢。水可以使水泥水化，增強其結(jié)構(gòu)性能，還可以增強拌合物施工性能，相關(guān)資料記載，水灰比越小時（<0.45）,其流動速度變慢，水灰比越大時（>0.80），其流動速度雖然變大，但輕質(zhì)土拌合物工作性能降低，泵送難度增大，很大程度上降低了輕質(zhì)土的性能。

四、施工工藝

1.現(xiàn)場準備

按照“橫斷面放坡腳樁→開挖邊坡→對老路挖臺階→C30混凝土澆筑擋板→清理擋板基礎(chǔ)表面→做安裝標記→安裝擋板→用砂漿固定調(diào)整”的思路進行現(xiàn)場施工準備。

2.拌和設備、管路布設

在施工前，一定要根據(jù)施工需要放置氣泡混合輕質(zhì)土拌和設備，由于其施工地點分散，盡量選擇施工地點放置拌和設備，這樣既可以節(jié)省人工還可以加快工期。另外，施工前期泵送距離和布置管路的工作也必不可少，管路布設應按照以下流程進行：

（1）準備施工前，先詳細勘測現(xiàn)場，根據(jù)現(xiàn)場情況繪出施工設計圖，并提前列出施工所需零部件的尺寸規(guī)格及數(shù)量，做好施工準備。

（2）接頭緊固時，應特別注意零部件的緊固情況，如高壓軟管、管卡和泵管連接膠圈。為了在施工過程確保管子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固結(jié)實、完好無損，要在管子前部、拐彎連接處及特殊部位加固。

（3）布設管路時要加大布設密度，采取大彎布設，縮小彎管布置。施工中如遇大型阻礙物，可直接跨過或通過阻礙物，在跨越時管路呈拱起狀態(tài)，應在其拱起至高處放置施工所需的放氣閥。

（4）豎直方向布設管道時，為保證拌合物順利流通，應在輸送管末端放置截止閥，其具體位置要在土泵出料口的3m～6m處。

（5）在傾斜向下配管施工過程中，為防止管內(nèi)出現(xiàn)真空段，應在必要部位設置保持管內(nèi)壓力平衡的氣閥，必要時起到調(diào)節(jié)壓力的作用。為提高承載下落輕質(zhì)土的壓力，斜管底部需要設置符合標準的配管，并確保管內(nèi)壓力正常，滿足施工需要。

（6）配管過程中，新舊管要分開配設，新管的結(jié)構(gòu)性能較好，所以要配設到高壓管路部位，舊管結(jié)構(gòu)性能遭到破壞，已不適合放置在壓力較大的管路部位。不符合設計要求的舊管要及時淘汰。

3.泵送施工

氣泡混合輕質(zhì)土施工的前期準備工作做好之后，在泵送施工操作時，有以下幾點需要注意：

（1）泵送施工開始前，需對高壓軟管做好準備工作：注水使管道內(nèi)保持光滑；分段排水防止工作期間相互作用力引起管道爆裂等現(xiàn)象；排水后開始泵送輕質(zhì)土。為保證管內(nèi)施工正常進行，保證管內(nèi)壓力平衡，避免壓力過大出現(xiàn)工程故障，所以泵送速度要保持先慢后快，循序漸進。在整個泵送過程中，要時刻觀察各系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況，保證系統(tǒng)施工運轉(zhuǎn)正常，方可把管轉(zhuǎn)移至澆筑區(qū)。

（2）澆筑方法：將管口完全置入氣泡混合輕質(zhì)土中，保證新土中無空氣摻入，保證其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。澆筑工藝為單層澆筑，單層澆筑的厚度要達到氣泡混合輕質(zhì)土自身可承載的重量，下部土質(zhì)泡沫保持原裝，其結(jié)構(gòu)也會保持穩(wěn)固。

標準的澆筑厚度應控制在20cm～80cm之間，為保證氣泡混合輕質(zhì)土在初凝后結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，要合理安排澆筑時間。單層澆筑時澆筑時間要和初凝時間保持一致，雙層澆筑時要比水泥的終凝時間長。在泵送時，為避免吸料口吸入空氣造成輕質(zhì)土無規(guī)律飛濺傷及施工人員，吸料口的輕質(zhì)土量應少于攪拌缸內(nèi)的輕質(zhì)土量。施工過程中應指派專人查看，保證管路100m和特殊路段施工處可正常運轉(zhuǎn)，技術(shù)要求長度大于10m時，應每10m放置一個10mm厚的板作為變形縫，保證其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）輕質(zhì)土的泵送采用持續(xù)施工作業(yè)方式，在泵送時應注意以下情況：輕質(zhì)土量小時，應緩慢施工，讓設備一直處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)；當攪拌零部件卡住時，應采用正轉(zhuǎn)結(jié)合倒轉(zhuǎn)的處理方式，使其運轉(zhuǎn)；為防止管道因長時間停泵造成堵塞，5min應開泵運轉(zhuǎn)一次，停止工作超過1h，輕質(zhì)土阻力變大，造成管內(nèi)流通不順暢，甚至無法正常施工時，應盡快將管內(nèi)輕質(zhì)土清理出去。

（4）澆筑施工作業(yè)中，應及時核測澆筑時間、流動度、密度容積等相關(guān)項目的數(shù)據(jù)，并做好施工日志。

（5）在泵送施工將要完成時，應及時判斷輕質(zhì)土的需求量，如估算輕質(zhì)土管道內(nèi)和攪拌缸內(nèi)儲存的輕質(zhì)土量及澆搗現(xiàn)場所欠輕質(zhì)土量，避免剩余浪費施工原材料，泵送施工結(jié)束后，需要將管路泵送清水清洗干凈，延長其使用壽命，為避免設備出現(xiàn)安全故障，要將管道分段分步清洗，保證清洗干凈后，應將設備及電源全部歸位。

（6）頂層澆筑完畢后，應在其表面覆蓋保護膜進行養(yǎng)生，時間為3天，在此期間不可破壞其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（7）未凝固前，如遇降水，應及時采取避雨防護措施。處理受到破壞的表層結(jié)構(gòu)，對齊進行重新澆筑。

4.故障處理

（1）堵管處理

在泵送施工作業(yè)中會遇到一些特殊情況，例如管道末端和管彎、上坡發(fā)生堵塞，需及時用木制品持續(xù)敲擊，使其盡快脫落；如果堵塞嚴重，應即刻停止作業(yè)，并拆分管道一一排查隱患，直至清除堵塞物，使管道暢通后方可繼續(xù)施工。

（2）脫管處理

設備在持續(xù)工作中，零部件松動也會造成脫管現(xiàn)象，脫管現(xiàn)象大多存在于管道開始和上坡、彎管接口處。一旦出現(xiàn)此類問題，應及時停止工作，檢查松動的部位并及時校正緊固。

五、結(jié)語

氣泡輕質(zhì)土是一種新生的施工材料，其強度可隨時滿足施工需求。從最終的施工效果也可以看出，采用氣泡混合輕質(zhì)土進行公路改擴建工程具有很強的技術(shù)優(yōu)勢性和廣泛的適用性，值得推廣。