高速公路改擴建氣泡混合輕質土施工質量控制

■張明陽 王炳華 唐高華 周立冬

（中國建筑土木建設有限公司）

1 氣泡混合輕質土施工質量控制

1.1 一般施工準備工作

施工之前先將施工場地清理干凈，平整，沿路基兩側挖臨時排水溝，首先，將縱向和橫向排水溝挖在低洼地段，且要使地下水位降低，后再清理干凈地下淤泥，最后進行晾曬。等所有施工人員安排妥當之后，適當做好協調。將施工便道打通，并讓工作技術人員及施工設備進入施工現場準備施工。

施工試驗區工作人員要按照施工合同對應的施工現場實況針對部分6-7m高填方路段條件下來拓寬高速公路并進行改造。

1.2 保護面板施工

必須保證保護面板的強度和剛度達到要求，且要采用鋼模板。預制保護面板需要按照交通部《公路橋涵施工技術規范》（JTJ 041—2000）規定要求具體執行，必須保證保護面板表面光滑且斷面尺寸一定要達標。

1.3 氣泡混合輕質土施工

1.3.1 澆筑

①澆筑過程中要保證使管口沒入氣泡混合輕質土，防止把空氣帶進新澆筑的輕質土中，繼而生成較大氣孔；②如果一次性澆筑厚度較大，則往往會因為受到氣泡混合輕質土容重的影響而將下部輕質土中泡沫壓碎，一般要將單層的澆筑厚度控制在1m以內，20cm-80cm之間；③為了防止出現氣泡混合輕質土而破壞初凝的現象，避免最終對初凝之后的氣泡混合輕質土造成影響，通常要求要將澆筑時間控制在合理范圍內，而且還要特別注意控制好單層澆筑的時間，一定不能使其比水泥初凝時間長；此外間隔澆筑上下層的時間要比水泥的初凝時間長；④設計配合比一般可以通過氣泡輕質土初凝前的容重看出，因此，檢測濕容重時都要由澆筑管口處取樣；⑤流動度是氣泡混合輕質土因自重影響而坍落形成的最大水平直徑，其作為一種衡量氣泡混合輕質土的流動性物理指標，一般采用圓筒法來檢測；⑥施工過程制作試塊時必須按要求進行，制作完成后還要檢測試塊抗壓強度。且要保證試塊頻率達到要求標準。一般對于不同濕容度也會對應不同的差異化強度。因此，試塊制作過程中必須要將其濕容度記錄下來；⑦完成填筑體澆筑之后，要及時覆蓋一層塑料薄膜或工布；⑧需要在澆筑體上蓋上一層塑料薄膜或是工布，一般控制養生時間為3個工作日；⑨倘遇雨天需要為尚未固化的表層采取有效的遮雨措施，在重澆上層之前需要鏟除清理雨水浸泡過的表層；⑩固化前禁止擾動氣泡混合輕質土。

1.3.2 施工工藝

A.管路布設：

為保證泵送順利完成，必須要保證正確的布管和接管，作為基礎性前提條件，布管時必須保證注意以下幾點：

（1）施工前，要先認真勘察施工場地，且必須要選用正確的布管簡圖繪制方法，后羅列出各種高壓軟管、接頭和管卡、鐵絲等材料的規格以及數量清單。

（2）為了使泵管膠圈鏈接狀態良好，施工人員可采取將高壓軟管高度增加的方式進行。盡量降低泵管前端及管彎處、上下坡加固處的坡位沖擊力，避免造成管子跳動或炸裂。

（3）布置短路的時候要選最短距離，盡量避開彎管布陀的情況，使用大彎而不用小彎，必要時需跨越障礙物，比如需要在跨越障礙時于管路制高點位置裝設放氣閥。

（4）如果布管時采取的是直上直下的方式，則需要在輕質土泵出料口的位置將截止閥設置在輸送管根部3-6m的位置，避免出現輕質土拌和出現倒流的情況。

（5）如果布管時是采取傾斜向下的配管方式，這時要把氣閥設置在斜管上，有必要的話要將氣閥打開然后再放入空氣，必須維持管中均衡的壓力。通常朝下配置斜管底部時均需要配置合理長度的水平配管，借此來增加由于抵抗輕質土自重下落生成的阻力，防止管道真空。

（6）一般配管要將新管配于管路的初始位置，主要原因是這里壓力比較高。

B.調整配合比

調整流動度：假如輕質土流動度較小，此時生成的摩擦阻力一般也較大，這時就要增加泵送壓力。如果流動度比較大時，輕質土拌合物留存于管道中的時間太長，這時候往往泌水也比較多，在這種情況下便容易生成氣泡并且與水泥發生離析問題而導致出現消泡問題。通過總結以往的施工過程經驗會發現，在輸送管道中，對于輕質土而言，通常情況下隨著管道長短的增加或減少，一般其輕質土的流動度也能達到5%-15%；設計輕質土配合比及其相應的強度標準控制值時，通常情況下需要在保證調大集中攪拌處的初始流動度到180-200mm之間，將輸送管道出口處的流動度控制在150-170mm之間。

調整水灰比：除了可以用水泥水化輕質土中的拌合水以外，也可以維持一定的輕質土拌合物施工性能。此外，在泵送輕質土的過程中，其水灰比往往與輸送管中的流動阻力有著極大的關系，在水灰比持續減小的過程中，輕質土拌合物的流動阻力會慢慢增大。根據相關資料顯示，如果在水灰比比0.45低的情況下，流動阻力明顯會增大。而如果水灰比比0.80大時，這種情況下即使流動阻力會減小，但此時輕質土拌合物和易性會減小繼而出現離析的現象，與此同時還會使輕質土的可泵性不斷惡化，加重消泡問題。

C.泵送施工

假如輕質土泵送施工過程中設置得不合理，又或者是布管不夠科學，施工操作不嚴格，均會導致生成大批量的浪費及嚴重的經濟損失。因此，必須要保證泵送施工的科學性和合理性。

泵的設置：一般來說，在施工條件充備的前提下，設置輕質土泵時其位置應該處于澆筑體中間及其周圍位置，以便于縮短布管長度及減小輕質土泵送的距離，此過程還能有效地節省人力和時間。另外由于輕質土泵電功率大的緣故，設置泵時必須要保證電量必須充足和可靠接地。設置安裝泵身的時候一定要保持一定的平穩性及牢靠性，且地面一定要保證平整硬實。

輕質土泵送：安裝完管道安裝及泵送之后，要認真檢查安裝的牢固程度，此時要由相應的操作技術人員仔細檢查電源和各個控制部分，保證各環節都必須維持正常工作狀態，在攪拌缸中存料充足的情況下便可以開機泵送：

（1）泵送輕質土施工前要向高壓軟管內注入充足的水，目的是用于潤滑管道，緊跟著要將管中的清水分段排出來，目的是為了避免因管內輕質土和清水壓差引發管爆。完成管道潤滑并將水排除之后，即可開始泵送輕質土。

（2）剛開始的時候應該控制泵送速度由慢轉快（在有變頻調速的情況下），慢慢加速，目的是為了避免因管中壓差超速而導致的管爆問題，與此同時，必須仔細觀察管道的出口壓力和各系統的實際工作狀況，等到各路系統均處于正常工作狀態時便可進行泵送，直至管道出口處打出輕質土，然后將管轉移至澆筑區。

（3）泵送時要求攪拌缸中的輕質土量比吸料口高，否則可能會因空氣吸入而使出口位置輕質土噴濺傷到人，要安排來回巡檢管路，尤其在管路初始位置100m內及上下坡位置。

（4）泵送輕質土時應該盡可能保證連續作業，如果不能及時供應輕質土，此時就要降低泵送的速度。如果攪拌葉片或定轉子已經被卡死了，此時要反轉運行，待片刻后再正反轉一定的時間，等到正轉順利以后可繼續泵送。

（5）若泵送間歇超過30min，且管道較長，此時需要間隔5min開一次泵，若停泵時間超60min，此時輕質土的流動速度也往往較小，這時就極有可能因初凝而導致塞管，遇到這種情況時必須要及時清理掉泵與輸送管中的輕質土。

（6）泵送應該遵循先遠后近的原則，且要在澆筑的過程中慢慢將管拆除。

（7）完成泵送以后，及時估算輕質土管道與攪拌缸中的量，還要對澆搗現場剩余的輕質土的量進行估算，科學控制輕質土的量。

（8）砂漿泵送結束之后，需及時用清水清泵的方式完成管路及泵的清洗工作，直到高壓軟管末端出清水為止。清理管道時，應該從中間將管道斷開，且應該分兩次清洗，必須保證清洗過程的可靠性和安全性。

（9）待完成所有的清洗工作之后，要輸回攪拌設備及泵等處于電源“停止”狀態，并將電源關掉，后再進行上鎖，然后離開。

D.故障預防處理

故障預防：如若出現管道堵塞的問題時，一般在脫管之前會有比較明顯的表現，而這種情況下因為管道壓力要比常規化工作壓力大，所以，工作人員一定要留意管道上壓力表的實時讀數，如果壓力表讀數比較高，這時便要立即停止泵送，緊接下來對管路接頭的地方進行來回訓檢，注意觀察是否有松動，要是有必須立刻進行緊固。為泵送一般要將管道拆開，同時仔細觀察直至管道壓力降低到常規位置，之后便可以繼續泵送。

1.3.3 故障處理

（1）堵管處理。一般在管彎、上坡、管道末端等位置泵送時容易出現堵管的情況。一旦發生故障時要用木錘連續性敲擊，促使其放松，假如仍然沒解決問題，此時便要即刻停送，始于管道末端處分段進行拆管，同時還要逐一排查堵管問題，作出清理或是更換的處理措施。待清理結束堵管之后，要擰緊接頭，緊接下來就可以重新泵送。

（2）脫管處理。一般脫管問題基本都出現在管彎、管道末端及上坡初始接頭的位置，如遇脫管問題發生時，必須立刻停止泵送，且要緊固之后再重新接上脫管接頭，然后巡查一遍管路，并緊固松脫的接頭。

注意事項：在長距離泵送輕質土施工過程中，其工作要求細致且系統，除了必須要具備優良的輕質土配合比以外，還必須保證要具備對應有效的施工措施，同時要求施工技術人員必須要有責任心。主要注意事項有以下幾點：

（1）必須嚴控高壓軟管和接頭和管卡的采購數量，同時還要仔細檢查投入管路及配件有無出現磨損問題，初始施工段要盡量避免使用舊管。

（2）需平直布設管路，要盡可能避免出現彎管或突上突突下的管路。

（3）認真監控管道的壓力變化狀況，一旦遇到異常問題時需即刻排除問題。

（4）專門安排工作人員嚴格做好管路巡查工作，如有異常需即刻通知操作技術人員及時解決。

（5）調整水泥漿水灰比或輕質土流動度時一定要保證其調整的合理性。

注意事項：

若填筑體長度大于10m，按照10m間距完成變形縫的設置，另需將變形縫設置在斷面突變的位置，并用10mm厚度的木板當作變形縫。

在于頂/底面上/下邊緣50-100cm處設置一層5cm×5cm網眼的鋼絲網片，且要將鋼絲的直徑合理控制在3mm左右，另外要將鋼絲網片的縱橫向搭接長度控制在10cm。

路面底面向下0-80cm，控制濕容度在6kN/m3，同時將氣泡混合輕質土28d的抗壓強度控制在0.8MPa以內，且將路面底面向下低出80cm處的濕容度控制在5.5kN/m3，彼時氣泡混合輕質土28d抗壓強度需要控制在0.6MPa以內，且維持流動度為180mm±20mm。假如填筑是在地下水位以下進行，需要添加相應的防水劑材料。

1.3.4 養護

順著路基澆筑，長度應控制在20m以內，用20mm厚的模板隔斷，并將模板厚度當作路堤橫向施工縫的厚度。氣泡混合輕質土的單層澆筑厚度不能超過0.5m，防止造成開裂。

（1）在氣泡混合輕質土單個澆筑區上下鄰間澆筑層施工時，在氣溫≥15℃的情況下，應該間隔時間≥8-12h，反之不可低于2d。

（2）如果澆筑時需要移動澆筑管，則需要順著澆筑管放置的方向進行前后移動而非左右移動，倘使必須要移動澆筑管，應該先把澆筑管盡量提出目前已經澆筑輕質土的表面之后再進行移動。

（3）盡量沿著澆筑區的長軸方向由一端往另一端澆筑。

（4）掃平表面時，需保持筑口水平，且要保證澆筑口距離目前澆筑輕質土表面盡量低。

2 現場施工存在問題及防治措施

2.1 制定統一的安全管理措施

在施工期間應加強安全管理，做好預防工作，在施工過程中要注意嚴格做好安全監管工作，把好安全質量關。

2.2 完善安全管理體系

項目經理需要協助安全部門做好相應的安全監管工作，以保證施工現場安全管理工作的有序展開。

2.3 做好職工安全教育和管理工作

管理人員應深入落實相關安全教育管理工作，并要求工作技術人員必須持證上崗，確保做到“人人講安全，事事講安全，時時講安全。”

3 結 語

高速公路改擴建工作中，氣泡輕質土施工是其工作開展的重要環節，尤其施工過程中注意事項比較多，本文介紹了具體施工中的一些技術要點內容，希望能為我國高速公路建設作出一點貢獻。