現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土在特殊路基處理中的質(zhì)量管理與控制

張新鋒

中交一公局第五工程有限公司

1 引言

軟土地區(qū)的路基工后沉降，會(huì)引起路基的不均勻沉降而導(dǎo)致路面起伏，甚至出現(xiàn)路面裂縫，降低行車(chē)舒適性和公路服務(wù)水平。針對(duì)軟土地區(qū)路基質(zhì)量通病，沾臨高速項(xiàng)目采用現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土對(duì)特殊路基進(jìn)行處理，提高了高速公路橋頭、涵背等薄弱路基整體承載質(zhì)量。新型泡沫輕質(zhì)土材料的研發(fā)和應(yīng)用研究提高了我國(guó)軟弱土地基處治技術(shù)水平，提高了我國(guó)公路的使用品質(zhì)與壽命。可有力地促進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步。

2 工程簡(jiǎn)述

沾臨二標(biāo)施工范圍為：K23+800～K56+050，全長(zhǎng)32.25km。主要工程規(guī)模：橋梁37座，其中：特大橋2座、大橋16座、中橋10座、互通5座、小橋8座；涵洞181道；服務(wù)區(qū)1處。路基挖方30.2萬(wàn)立方米，填方649萬(wàn)立方米；水穩(wěn)用量56.1萬(wàn)立方米；瀝青混凝土用量25.2 萬(wàn)立方米；混凝土方量共計(jì)71.38 萬(wàn)立方米；鋼筋7.24萬(wàn)噸，鋼構(gòu)5.28萬(wàn)噸。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，對(duì)于填土高度大于5m的橋臺(tái)臺(tái)背、明涵、組合橋涵及兩個(gè)距離較近的結(jié)構(gòu)物（距離小于30m）的臺(tái)背均采用泡沫輕質(zhì)土路基填筑。

項(xiàng)目泡沫輕質(zhì)土數(shù)量約296173.95m3，現(xiàn)場(chǎng)采用6 套泡沫混凝土制備站一體機(jī)進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)制備站將生產(chǎn)出的合格輕質(zhì)土通過(guò)泵送至澆筑區(qū)。

施工工序?yàn)椋簶蚝┕ぁ练教钪鷾y(cè)量放線(xiàn)→臺(tái)背反開(kāi)挖→基底處理→保護(hù)壁施工→輕質(zhì)土分層澆注→鋼塑土工格柵→輕質(zhì)土澆注至設(shè)計(jì)標(biāo)高→鋼塑土工格柵→復(fù)合土工膜→路面結(jié)構(gòu)層施工。

3 泡沫輕質(zhì)土專(zhuān)用裝備管理

3.1 裝備性能

（1）裝備產(chǎn)能要求，見(jiàn)表1。

（2）自動(dòng)控制功能，包括進(jìn)料、電子計(jì)量和匯總等功能。

（3）允許誤差控制在濕密度的3%范圍內(nèi)。

3.2 裝備系統(tǒng)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

（1）裝備系統(tǒng)進(jìn)場(chǎng)前需提供廠(chǎng)家出廠(chǎng)合格證書(shū)、專(zhuān)利證書(shū)、產(chǎn)能證明文件及使用說(shuō)明書(shū)。施工單位先核查，待監(jiān)理、建設(shè)單位確認(rèn)后裝備系統(tǒng)才能進(jìn)場(chǎng)。

（2）進(jìn)場(chǎng)后，技術(shù)服務(wù)單位、監(jiān)理和施工單位等相關(guān)負(fù)責(zé)人共同進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝備系統(tǒng)驗(yàn)收。

3.3 裝備系統(tǒng)的日常檢查和維護(hù)

每次使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，直到現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土符合要求，才能開(kāi)始分項(xiàng)工程的施工，每次結(jié)束，或者停工半小時(shí)以上應(yīng)對(duì)裝備系統(tǒng)進(jìn)行清洗并做好檢修保養(yǎng)工作。

表1 裝備產(chǎn)能要求

4 原材料檢驗(yàn)與控制

4.1 種類(lèi)

涉及的原材料有水泥、粉煤灰、礦粉等無(wú)機(jī)粉料、發(fā)泡劑、水、復(fù)合土工膜（膜厚0.3mm）、鋼塑土工格柵（GSGS 60—60型）等。

4.2 原材料的性能

（1）發(fā)泡劑的性能要求。

①發(fā)泡劑應(yīng)對(duì)環(huán)境無(wú)影響。發(fā)泡劑勻質(zhì)性、發(fā)泡倍數(shù)應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《泡沫輕質(zhì)土用泡沫劑》（JC/T 2199—2013）的有關(guān)規(guī)定。

②消泡試驗(yàn)濕密度增加率不大于3%，試驗(yàn)方法參照《現(xiàn)澆現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土技術(shù)規(guī)程》（CECS 249—2008）。

③現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土料漿標(biāo)準(zhǔn)沉陷率不大于2%。參照《泡沫輕質(zhì)土用泡沫劑》（JC/T2199—2013），但現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土料漿采用施工配合比料漿，無(wú)需采用標(biāo)準(zhǔn)水泥。

（2）水泥：采用硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)42.5級(jí)及以上，其性能符合GB175規(guī)定。

（3）水：符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 63—2006）的規(guī)定，且溫度不低于5℃。

（4）外加劑、粉煤灰、礦粉等無(wú)機(jī)粉料應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求，使用前應(yīng)進(jìn)行過(guò)效果試驗(yàn)，確認(rèn)對(duì)現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量無(wú)不良影響。

4.3 原材料檢驗(yàn)

4.3.1 膠凝材料的檢驗(yàn)

膠凝材料宜采用42.5 級(jí)水泥。每批次水泥進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)材料的品種、級(jí)別、散裝倉(cāng)號(hào)、出廠(chǎng)日期等進(jìn)行檢查，要求提供合格證、抽檢試驗(yàn)證明材料。

當(dāng)膠凝材料與上批次的廠(chǎng)家或生產(chǎn)日期不一致時(shí)，要重新進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土配比試驗(yàn)；如不能滿(mǎn)足使用要求，即按照合同規(guī)定，更換水泥。

4.3.2 粉煤灰的檢驗(yàn)

表2 粉煤灰檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)頻率

4.3.3 輔助原材料的檢驗(yàn)

儲(chǔ)備數(shù)量不得影響工程進(jìn)度，不得出現(xiàn)由于材料儲(chǔ)備的原因而引起的停工，應(yīng)充分保障工程的進(jìn)展。

4.4.4 應(yīng)急措施

施工前，應(yīng)明確暴雨、高溫暴曬、寒凍等極端氣候條件及裝備突發(fā)故障等情況的應(yīng)急措施，并儲(chǔ)備應(yīng)急措施所需物資。

5 主要施工方法和技術(shù)措施

5.1 首件實(shí)施樣板引路

落實(shí)首件樣板路段，按照規(guī)定的工藝流程和首件要求做好準(zhǔn)備工作。

召開(kāi)首件總結(jié)會(huì)，確定工藝標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行的方法。

5.2 施工工藝方法

（1）經(jīng)首件總結(jié)分析和內(nèi)業(yè)資料完善后，方可大面積施工。

（2）分區(qū)、分層及頂層臺(tái)階控制原則。

①單個(gè)澆注區(qū)面積劃分原則：確保在2 個(gè)小時(shí)內(nèi)完成單次施工。②單個(gè)澆注區(qū)單層澆注厚度控制在0.3m～1.0m。③頂層分臺(tái)階高差應(yīng)小于0.2m。

5.3 現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土澆筑

（1）澆筑施工應(yīng)采用管路泵送方式。泵送前，應(yīng)檢查管接頭是否緊固，確保接頭密封牢固不泄露。

（2）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土澆筑時(shí)，澆筑管距澆注面垂直距離應(yīng)小于1.0m，以降少?zèng)_擊擾動(dòng)。

（3）澆筑過(guò)程若停滯時(shí)間超過(guò)30min，應(yīng)及時(shí)清洗管道，清洗輸送管時(shí)以管道出水干凈清水為準(zhǔn)。

（4）澆筑將至頂層時(shí)，采用后退方式拖移澆筑管進(jìn)行人工掃平，下澆筑層終凝硬化后方可進(jìn)行上層的澆筑施工。

（5）澆筑過(guò)程中應(yīng)減少對(duì)現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土的擾動(dòng)，不應(yīng)在現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土里面隨意走動(dòng)，以盡量少移動(dòng)澆筑管。

（6）在澆筑過(guò)程中按表3規(guī)定的檢測(cè)方法和檢測(cè)頻率對(duì)現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土的濕密度、流動(dòng)度進(jìn)行檢測(cè)，若不符合要求則應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

表3 規(guī)定的檢測(cè)方法和檢測(cè)頻率

（7）按設(shè)計(jì)要求在澆筑過(guò)程中安裝鋼塑土工格柵及土工膜。

（8）當(dāng)遇大雨、暴雨或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的小雨天氣，未硬化的現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土表面應(yīng)采取遮雨措施。

（9）單個(gè)澆注區(qū)內(nèi)澆注層的施工時(shí)間宜控制在膠凝料漿初凝時(shí)間內(nèi)。

（10）當(dāng)施工期氣溫不低于15℃，最短澆注間隔時(shí)間可按8～12小時(shí)控制；否則，澆注間隔時(shí)間應(yīng)不低于2天。

（11）氣溫低于5℃時(shí)，應(yīng)停止施工；低溫施工應(yīng)采取有效的保溫養(yǎng)護(hù)措施。

5.4 養(yǎng)生

（1）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土養(yǎng)生期間應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

（2）禁止直接在現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土表面進(jìn)行機(jī)械、車(chē)輛作業(yè)或堆壓雜物。

（3）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土每層澆筑完畢后，在上層覆蓋前應(yīng)采用全程保濕養(yǎng)生。

（4）對(duì)于路床部位的現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土，每層澆注完畢后應(yīng)采用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)；最后1層澆注完畢后，養(yǎng)護(hù)齡期不低于7天。

6 泡沫輕質(zhì)土施工中質(zhì)量控制

6.1 原材料檢驗(yàn)及質(zhì)量控制

（1）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土所使用的水泥應(yīng)滿(mǎn)足：①細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性及強(qiáng)度滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范要求；②水泥密度不低于2700kg/m3。

（2）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土所使用的發(fā)泡劑應(yīng)進(jìn)行性能檢驗(yàn)，且應(yīng)滿(mǎn)足消泡試驗(yàn)確定的濕密度增加率不超過(guò)10%、標(biāo)準(zhǔn)沉陷距不超過(guò)5mm。

（3）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土主要原材料進(jìn)場(chǎng)必須出具出廠(chǎng)合格證，同時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)。

6.2 首件檢測(cè)

（1）濕容重、流動(dòng)度檢測(cè)（漿液出口），每100m3檢測(cè)一次。

（2）濕密度增加率檢測(cè)，每天檢測(cè)一次。

（3）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土料漿標(biāo)準(zhǔn)沉陷率檢測(cè)，每天抽取一組試件。

（4）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)件，至少抽取3組（濕容重檢測(cè)一次），首件獲取濕容重對(duì)應(yīng)指標(biāo)。

（5）首件成型后第二天，檢查外觀(guān)質(zhì)量，應(yīng)符合：表面平整、無(wú)裂縫、無(wú)局部凹陷或塌陷、無(wú)疏松薄弱層、澆注區(qū)邊角無(wú)泡沫堆積。

6.3 泡沫輕質(zhì)土澆注要點(diǎn)

（1）施工前，基底土層進(jìn)行必要的碾壓處理，地基承載力≥100kPa。

（2）對(duì)發(fā)泡劑進(jìn)行試噴，使其出漿口流出乳白色濃漿后，開(kāi)始正常施工。正常施工時(shí)對(duì)泡沫土容重和流值進(jìn)行檢測(cè)，并制作試塊。

圖1 試件制作

（3）澆筑厚度按照70cm+70cm+60cm，循環(huán)澆筑。縱橫向每隔10m～20m須設(shè)置沉降縫，變形縫宜采用1cm～2cm厚泡沫塑料板。施工時(shí)，變形縫兩側(cè)的泡沫輕質(zhì)土應(yīng)錯(cuò)開(kāi)澆注。

（4）當(dāng)施工期氣溫不低于15℃，最短澆注間隔時(shí)間可按8～12小時(shí)控制，否則澆注間隔時(shí)間應(yīng)不低于2天。

（5）泡沫輕質(zhì)土單個(gè)澆注區(qū)澆注層的澆注施工時(shí)間應(yīng)控制在水泥漿終凝時(shí)間內(nèi)。

（6）應(yīng)沿澆筑區(qū)長(zhǎng)軸方向自一端向另一端澆筑；如采用一條以上澆注管澆注時(shí)，則可并排地從一端開(kāi)始澆注，或采用對(duì)角的澆注方式。

（7）澆筑過(guò)程中，當(dāng)需要移動(dòng)澆注管時(shí)，應(yīng)沿澆注管放置的方向前后移動(dòng)，而不宜左右移動(dòng)澆注管；如確實(shí)需要左右移動(dòng)澆注管，則應(yīng)將澆注管盡可能提出當(dāng)前已澆筑輕質(zhì)土表面后再移動(dòng)。

（8）進(jìn)行掃平表面時(shí)，應(yīng)盡量使?jié)沧⒖诒３炙剑⑹節(jié)沧⒖陔x當(dāng)前澆筑輕質(zhì)土表面盡可能低。

7 施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土路基工程實(shí)測(cè)項(xiàng)目中的關(guān)鍵項(xiàng)目為濕密度、抗壓強(qiáng)度。

（2）濕密度施工檢測(cè)，檢測(cè)頻率每澆注100m3檢測(cè)一次。濕密度合格標(biāo)準(zhǔn)為不超過(guò)設(shè)計(jì)值或規(guī)定值范圍。

（3）抗壓強(qiáng)度施工檢測(cè)及路基質(zhì)量檢驗(yàn)頻率一般為400m3檢測(cè)1組（不夠400m3按400m3考慮），合格標(biāo)準(zhǔn)為：28天齡期強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)值或規(guī)定值。

8 結(jié)束語(yǔ)

2020年我國(guó)泡沫輕質(zhì)土產(chǎn)量約達(dá)5000萬(wàn)立方米，2025年前施工產(chǎn)量將達(dá)到10000萬(wàn)立方米以上，由于技術(shù)水準(zhǔn)、管理水平、經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使等原因造成了我國(guó)泡沫輕質(zhì)土行業(yè)存在諸多問(wèn)題，不利于產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展，希望提高質(zhì)量意識(shí)，加強(qiáng)施工管理，制定合理的施工方案，對(duì)原料、配合比、攪拌、泵送、澆筑、養(yǎng)護(hù)等各環(huán)節(jié)層層把關(guān)，建立嚴(yán)格的質(zhì)保體系，確保泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量。