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2017-08-03 02:28:09盤萬龍郭瑞虎
大陸橋視野·下 2016年12期 關(guān)鍵詞：工藝
盤萬龍 郭瑞虎
[摘要]泡沫混凝土存在著輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱保溫、防火隔音、抗水減震等一系列的優(yōu)點(diǎn)，其在公路工程施工中能夠得到非常良好的應(yīng)用。本文簡要介紹了泡沫輕質(zhì)混凝土概念，結(jié)合其在供水管線減荷回填中工程中的應(yīng)用，闡述了泡沫輕質(zhì)混凝土的特性和施工工藝。
[關(guān)鍵詞]粉煤灰；陶粒；泡沫混凝土；工藝
一、項(xiàng)目背景
鄭州市隴海路快速通道工程地面道路常莊水庫段，設(shè)計(jì)道路為雙向8車道雙幅道路，此段原屬常莊水庫下游賈峪河河槽，道路東西向橫跨河槽。南水北調(diào)配套工程供水管道擔(dān)負(fù)著向鄭州市一級水源保護(hù)地常莊水庫供水的任務(wù)，在XK4+450～XK4+650段自東北向西南方向斜跨地面道路（高架YP6-YP7墩之間），交點(diǎn)樁號XK4+495，挎距110米，管道直徑1.8m，管頂覆土3～4m，斜跨段設(shè)計(jì)路基土方填筑在5～8m范圍。
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，需要將填土范圍內(nèi)地基清表后對地基進(jìn)行超載預(yù)壓處理，預(yù)壓期限為1年。為保證該段地面道路路基的填筑質(zhì)量，經(jīng)各單位溝通協(xié)調(diào)，擬對供水管道采取泡沫混凝土包封保護(hù)措施，施工時(shí)間為2015年3月1日至4月1日。
二、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
泡沫混凝土干容重控制在800～900kg/m3左右：抗壓強(qiáng)度不低0.75Mpa；強(qiáng)度等級C20.
三、施工順序
對路基進(jìn)行素土回填，待回填至底層泡沫混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)高頂部時(shí)，由人工進(jìn)行開槽，分兩層進(jìn)行泡沫混凝土澆筑。
其施工工藝流程為：路基清表→地基承載力檢測→測量樁位放點(diǎn)→土方分層回填→填至底層泡沫混凝土頂部標(biāo)高→底層泡沫混凝土范圍內(nèi)土方開槽→底層泡沫混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)→管頂泡沫混凝土上方土方分層回填→填至上層泡沫混凝土頂部標(biāo)高→上層泡沫混凝土范圍內(nèi)土方開槽→上層泡沫混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)→管頂泡沫混凝土上方土方分層回填→填筑路床標(biāo)高。
四、施工工藝
泡沫砼應(yīng)按基準(zhǔn)配合比進(jìn)行試拌制，測量其坍落度、擴(kuò)展度是否符合基準(zhǔn)配合比要求，否則應(yīng)調(diào)整，直到坍落度、擴(kuò)展度符合要求為止，嚴(yán)禁在澆筑過程中隨意加水。根據(jù)試驗(yàn)及設(shè)備生產(chǎn)能力確定施工配合比如下表
（一）膠凝材料漿體的制備
因泡沫要與膠凝材料漿體中混合，泡沫混凝土生產(chǎn)前首先要制備膠凝材料漿體。漿體制備前，膠凝材料與填充料等稱量后輸送至拌和機(jī)；同時(shí)水稱重后泵送入拌和機(jī)，拌制出近似于膏狀漿體，為加入泡沫做準(zhǔn)備。
（二）泡沫的制備
在膠凝材料制備的同時(shí)，發(fā)泡劑也要制備成泡沫，準(zhǔn)備加入攪拌機(jī)拌和。在制泡沫前，應(yīng)先將發(fā)泡劑計(jì)量后加水稀釋，制咸水稀釋液。原狀發(fā)泡劑不能直接加入發(fā)泡機(jī)發(fā)泡。
（三）泡沫砼的混合生成流程
泡沫和膠凝材料漿體分別制好以后，將泡沫和漿料使用HT-18型泡沫混凝土自動化機(jī)械攪拌均勻，生產(chǎn)出泡沫漿體，打開泵體開關(guān)，直接輸送至艙內(nèi)卸料。泡沫砼拌制時(shí)應(yīng)滿足以下攪拌時(shí)間：無泡漿體應(yīng)在全部材料投入攪拌機(jī)后，攪拌4-6分鐘。有泡漿體應(yīng)在全部材料投入攪拌機(jī)后，攪拌約4分鐘，確保沒有浮沫、漿料均勻。
（四）泡沫砼澆筑
泡沫混凝土按水平分層進(jìn)行澆筑，當(dāng)下層終凝后方可進(jìn)行上層填筑。分層厚度控制在B0cm～80cm，太薄不利于單層泡沫混凝土的整體性，太厚容易引起下部泡沫混凝土中的氣泡壓縮影響容重，對施工操作也帶來不便。泡沫砼填筑間隔12h澆筑一層為宜。澆筑時(shí)，需從軟管的前端直接開始，且軟管出料口需埋入泡沫中。
（五）泡沫砼的分縫
當(dāng)澆筑面積較大，在泡沫砼初凝前不能完整層填筑時(shí)，必須分塊。分塊面積大小應(yīng)參考沉降縫位置，并根據(jù)泡沫砼的初凝時(shí)間、設(shè)備能力及分層厚度確定。沉降縫每2.0米設(shè)置一道，伸縮縫采用聚乙烯泡沫板填充。
（六）特殊條件施工
1.避免在雨天填筑：在泡沫砼未凝結(jié)硬化時(shí)，雨水導(dǎo)致嚴(yán)重的消泡現(xiàn)象及水泥漿的流失，使泡沫砼容重和抗壓強(qiáng)度難以控制。
2在高溫天氣施工時(shí)必須加強(qiáng)養(yǎng)生工作。
3.在負(fù)溫的情況下施工時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定外加劑品種及配合比。
4發(fā)泡劑應(yīng)避免在負(fù)溫下使用，如必須使用時(shí)應(yīng)用加熱棒預(yù)熱，液體溫度達(dá)到5攝氏度以上時(shí)方可使用。
5.養(yǎng)護(hù)：泡沫砼采用常規(guī)的自然養(yǎng)護(hù)法，在保溫保濕條件下進(jìn)行后期養(yǎng)護(hù)。
五、主要性能總結(jié)
1.輕質(zhì)性：輕質(zhì)性是泡沫輕質(zhì)土最主要的特性。根據(jù)不同的工程需要，其重度可在4～12kN/m3的范圍選擇。
2.密度和強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性：根據(jù)不同的材料組成用量、不同的氣泡率，可按工程需要調(diào)整密度和強(qiáng)度。
3.良好的施工性：采用管路泵送的方式現(xiàn)澆，可在狹小空間澆筑，自流平，自硬化，無需碾壓或振搗，無需汽車運(yùn)輸。
4.硬化后可自立，可垂直填筑。
5.屬水泥類材料，與EPS輕質(zhì)材料相比，具有更好的耐久性。
6.良好的環(huán)保特性：對環(huán)境無污染，且可利用粉煤灰等工業(yè)廢渣，具有優(yōu)越的環(huán)保特性。
六、泡沫輕質(zhì)土工法與常規(guī)工法的比較
在與道路相交段的供水管線減荷回填中應(yīng)用上，摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土具有如下優(yōu)勢：
1.對土基沉降的控制較常規(guī)工法更有優(yōu)勢，尤其是高填方路基置換填筑時(shí)，可顯著降低基底應(yīng)力，有效控制工后沉降。
2.施工便捷高效，可大幅縮短施工工期。這主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）較常規(guī)路基土填筑，摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工準(zhǔn)備期短，如常規(guī)路基填筑經(jīng)常需要大量修筑施工便道，而摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土填筑施工通過管道泵送實(shí)現(xiàn)，可不修或少修施工便道；（2）摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工可每天連續(xù)進(jìn)行，無需因碾壓問題而間斷路基填筑；（3）無需做地基處理，最大限度保證管道維持原狀；（4）摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土高強(qiáng)輕質(zhì)，有效降低管線荷載，路堤荷載小，可大幅降低管道承載的壓力，大幅降低沉降，對管道起到了較好的保護(hù)作用；（5）施工工期短，就本工程項(xiàng)目而言，若對管道進(jìn)行鋼筋混凝土包封處理，因工序和等強(qiáng)等因素一般都需要2～3個(gè)月才能完成，摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工時(shí)間較短。
3.可垂直填筑，節(jié)省永久占地或避免拆遷。
4.由于采用管道泵送澆筑，施工作業(yè)面小，可避免某些地段高壓線、通訊管路等的拆遷。
5.常規(guī)鋼筋混凝土包封處理屬隱蔽工程，施工質(zhì)量難以保證。摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工質(zhì)量較易控制，可靠度高。
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盤萬龍 郭瑞虎
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三、施工順序
對路基進(jìn)行素土回填，待回填至底層泡沫混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)高頂部時(shí)，由人工進(jìn)行開槽，分兩層進(jìn)行泡沫混凝土澆筑。
其施工工藝流程為：路基清表→地基承載力檢測→測量樁位放點(diǎn)→土方分層回填→填至底層泡沫混凝土頂部標(biāo)高→底層泡沫混凝土范圍內(nèi)土方開槽→底層泡沫混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)→管頂泡沫混凝土上方土方分層回填→填至上層泡沫混凝土頂部標(biāo)高→上層泡沫混凝土范圍內(nèi)土方開槽→上層泡沫混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)→管頂泡沫混凝土上方土方分層回填→填筑路床標(biāo)高。
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（一）膠凝材料漿體的制備
因泡沫要與膠凝材料漿體中混合，泡沫混凝土生產(chǎn)前首先要制備膠凝材料漿體。漿體制備前，膠凝材料與填充料等稱量后輸送至拌和機(jī)；同時(shí)水稱重后泵送入拌和機(jī)，拌制出近似于膏狀漿體，為加入泡沫做準(zhǔn)備。
（二）泡沫的制備
在膠凝材料制備的同時(shí)，發(fā)泡劑也要制備成泡沫，準(zhǔn)備加入攪拌機(jī)拌和。在制泡沫前，應(yīng)先將發(fā)泡劑計(jì)量后加水稀釋，制咸水稀釋液。原狀發(fā)泡劑不能直接加入發(fā)泡機(jī)發(fā)泡。
（三）泡沫砼的混合生成流程
泡沫和膠凝材料漿體分別制好以后，將泡沫和漿料使用HT-18型泡沫混凝土自動化機(jī)械攪拌均勻，生產(chǎn)出泡沫漿體，打開泵體開關(guān)，直接輸送至艙內(nèi)卸料。泡沫砼拌制時(shí)應(yīng)滿足以下攪拌時(shí)間：無泡漿體應(yīng)在全部材料投入攪拌機(jī)后，攪拌4-6分鐘。有泡漿體應(yīng)在全部材料投入攪拌機(jī)后，攪拌約4分鐘，確保沒有浮沫、漿料均勻。
（四）泡沫砼澆筑
泡沫混凝土按水平分層進(jìn)行澆筑，當(dāng)下層終凝后方可進(jìn)行上層填筑。分層厚度控制在B0cm～80cm，太薄不利于單層泡沫混凝土的整體性，太厚容易引起下部泡沫混凝土中的氣泡壓縮影響容重，對施工操作也帶來不便。泡沫砼填筑間隔12h澆筑一層為宜。澆筑時(shí)，需從軟管的前端直接開始，且軟管出料口需埋入泡沫中。
（五）泡沫砼的分縫
當(dāng)澆筑面積較大，在泡沫砼初凝前不能完整層填筑時(shí)，必須分塊。分塊面積大小應(yīng)參考沉降縫位置，并根據(jù)泡沫砼的初凝時(shí)間、設(shè)備能力及分層厚度確定。沉降縫每2.0米設(shè)置一道，伸縮縫采用聚乙烯泡沫板填充。
（六）特殊條件施工
1.避免在雨天填筑：在泡沫砼未凝結(jié)硬化時(shí)，雨水導(dǎo)致嚴(yán)重的消泡現(xiàn)象及水泥漿的流失，使泡沫砼容重和抗壓強(qiáng)度難以控制。
2在高溫天氣施工時(shí)必須加強(qiáng)養(yǎng)生工作。
3.在負(fù)溫的情況下施工時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定外加劑品種及配合比。
4發(fā)泡劑應(yīng)避免在負(fù)溫下使用，如必須使用時(shí)應(yīng)用加熱棒預(yù)熱，液體溫度達(dá)到5攝氏度以上時(shí)方可使用。
5.養(yǎng)護(hù)：泡沫砼采用常規(guī)的自然養(yǎng)護(hù)法，在保溫保濕條件下進(jìn)行后期養(yǎng)護(hù)。
五、主要性能總結(jié)
1.輕質(zhì)性：輕質(zhì)性是泡沫輕質(zhì)土最主要的特性。根據(jù)不同的工程需要，其重度可在4～12kN/m3的范圍選擇。
2.密度和強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性：根據(jù)不同的材料組成用量、不同的氣泡率，可按工程需要調(diào)整密度和強(qiáng)度。
3.良好的施工性：采用管路泵送的方式現(xiàn)澆，可在狹小空間澆筑，自流平，自硬化，無需碾壓或振搗，無需汽車運(yùn)輸。
4.硬化后可自立，可垂直填筑。
5.屬水泥類材料，與EPS輕質(zhì)材料相比，具有更好的耐久性。
6.良好的環(huán)保特性：對環(huán)境無污染，且可利用粉煤灰等工業(yè)廢渣，具有優(yōu)越的環(huán)保特性。
六、泡沫輕質(zhì)土工法與常規(guī)工法的比較
在與道路相交段的供水管線減荷回填中應(yīng)用上，摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土具有如下優(yōu)勢：
1.對土基沉降的控制較常規(guī)工法更有優(yōu)勢，尤其是高填方路基置換填筑時(shí)，可顯著降低基底應(yīng)力，有效控制工后沉降。
2.施工便捷高效，可大幅縮短施工工期。這主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）較常規(guī)路基土填筑，摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工準(zhǔn)備期短，如常規(guī)路基填筑經(jīng)常需要大量修筑施工便道，而摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土填筑施工通過管道泵送實(shí)現(xiàn)，可不修或少修施工便道；（2）摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工可每天連續(xù)進(jìn)行，無需因碾壓問題而間斷路基填筑；（3）無需做地基處理，最大限度保證管道維持原狀；（4）摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土高強(qiáng)輕質(zhì)，有效降低管線荷載，路堤荷載小，可大幅降低管道承載的壓力，大幅降低沉降，對管道起到了較好的保護(hù)作用；（5）施工工期短，就本工程項(xiàng)目而言，若對管道進(jìn)行鋼筋混凝土包封處理，因工序和等強(qiáng)等因素一般都需要2～3個(gè)月才能完成，摻粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工時(shí)間較短。
3.可垂直填筑，節(jié)省永久占地或避免拆遷。
4.由于采用管道泵送澆筑，施工作業(yè)面小，可避免某些地段高壓線、通訊管路等的拆遷。
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