泡沫輕質土在道路工程加高擋墻施工中的應用

李鋮

（龍巖交通建設集團有限公司，福建 龍巖 364000）

0 引言

泡沫輕質土是一種新型建筑節能材料，具有環保、節能、低成本、不燃等特點。該材料憑借施工方便、抗震性好、彈性低、強度高、質量輕等優勢，被廣泛應用于諸多領域，如制成輕質假山、盆景等園林產品，用于公路護坡、路基、河岸和港口的擋土墻等。泡沫輕質土應用效果顯著，在道路工程加高擋墻施工中有效應用該材料，可起到更好的施工效果，提高經濟效益和社會效益。

1 泡沫輕質土概述

1.1 泡沫輕質土定義

泡沫輕質土是通過物理方法將發泡劑水溶液制備成泡沫，與膠凝材料、添加劑和水按一定比例混合，通過物理和化學作用硬化而成的一種輕質材料。

1.2 泡沫輕質土的特性

第一，輕質性。泡沫輕質土中含有大量的封密閉性氣孔，因此其質量較一般土建材料輕得多，其容重范圍在3～16kN/m3之間。

第二，強度可調節。通過改變各種成分的配合比，可以調整泡沫輕質土的強度，其強度調節范圍通常在300～1500kN/m2之間。

第三，流動性好。由于泡沫輕質土不含混凝土的粗集料，其流動度（流值180mm 左右）比普通的混凝土高，施工中具有自流平的特性，在實際施工中可采用軟管泵送。

第四，固化自立。泡沫輕質土采用水泥為固化劑，成品與混凝土類似，具有與普通混凝土初凝、終凝等特性，硬化后具有良好的自立性，其垂直臨空面的側壓力為0，可垂直填筑，不會對其他構筑物產生側向壓力。

第五，施工性好。由于泡沫輕質土具有良好的流動性，且施工流程簡單便捷，因此十分適宜用于小空間和長距離施工。

第六，耐久性。泡沫輕質土是一輕質類新型混凝土，相較于高分子材料，有更強的耐久性、耐熱性和耐油性。

第七，隔熱性。由于泡沫輕質土中含有大量氣泡，因此隔熱性能良好。

2 泡沫輕質土在道路工程加高擋墻施工中的應用

2.1 工程概述

福州城區北向第二通道工程（晉安段）A3 標段貴安連接線公路工程，位于福州市連江縣境內，起止樁號為K0+219—K1+786，線路長1.567km。此次變更為正在施工的貴安連接線與剛立項的丹桂公路銜接段落，目前貴安連接線受用地限制，該平交口數量以變更形式計入貴安連接線項目。YK0+754—YK1+150 右側擋墻變更采用加高原設計擋墻的形式，且根據擋墻加高高度的不同，換填不同厚度的輕質混凝土（換填厚度為1～2m），擋墻加高方式如圖1 所示。

圖1 擋墻加高方式示意圖

2.2 結構物臺背回填材料選擇

2.2.1 普通土填筑

（1）優點

取材方便，填筑成本較低。

（2）缺點

第一，要求分層壓實，會產生沖擊荷載，對原設計擋墻造成較大的縱向和橫向壓力。

第二，為防止路基泡水后土體質量增加，需做好填筑區域防水，增加面層結構等。

第三，面層結構投入使用后，若出現不均勻沉降導致結構裂縫，在雨季水容易侵入土體，增大自重，增大對原設計擋墻的壓力，容易產生滑塌安全隱患。

2.2.2 泡沫輕質土填筑

（1）優點

第一，施工便捷、高效，可大幅縮短施工工期。與常規路基填土相比，泡沫輕質土的施工準備期更短。

第二，可垂直填充，在一定程度上節約土地資源。

第三，采用泡沫輕質土專用設備進行生產和泵送，占用工作面較小，不會影響其他路段施工，也可以避免拆除部分路段的高壓線路和通信管道。

第四，傳統的復合地基施工多為隱蔽工程，施工難度較大。泡沫輕質土施工是一種非隱蔽工程，施工質量易于控制，可靠性高。

第五，受天氣影響小，填筑可實現自密實，施工速度快，能夠保證工期。

第六，填筑體對基礎施加的荷載小，施工后填筑沉降較小，可有效減少后期維修費用。

（2）缺點

前期填筑施工成本相對較高。

3 泡沫輕質土施工工藝

3.1 施工流程

施工準備工作及測量放樣—劃分澆筑區—雙向土工格柵鋪設—泡沫輕質土拌和—泡沫輕質土輸送與澆筑—養護。

3.2 施工準備工作

3.2.1 泡沫輕質土材料配合比試驗

正式開始施工前，為合理確定材料配合比，應進行相應的試驗，使其滿足以下條件。

第一，200mm≥流動值≥160mm，濕容重≤6.0kN/m3。

第二，采用10cm×10cm×10cm 立方體試塊，抗壓強度試驗方法與普通混凝土強度試驗方法一致，對壓力機的要求與普通混凝土強度試驗存在一定的差異，需采用小量程砂漿壓力機。

第三，以6 塊試塊為一組，進行強度試驗，對強度的要求為7d 齡期抗壓強度≥0.5MPa；28d 齡期抗壓強度≥1.0MPa。

該項目經試驗室檢測，將配合比設計為：

水泥∶水∶發泡劑∶發泡群=320∶208∶34.6∶692。

3.2.2 測量放樣及場地處理

鏟車配合挖掘機對施工場地進行整平。整平施工場地后，采用全站儀或RTK，按設計圖紙嚴格測放出澆筑區域，并在新老路堤交界坡面的坡腳處按要求挖臺階，后報監理檢測，經檢測合格進行下一步工序。

3.2.3 劃分澆筑區域，搭設模板

根據變形縫的設置要求，該項目采用18mm 厚的膠合板將施工區域劃分成若干個10～15m 長的縱向澆筑區域，并在橫向區域內搭設施工模板。

3.3 雙向土工格柵鋪設

雙向土工格柵應滿堂鋪設，在橫向填挖交界處鋪設長度超過半填半挖路基斷面30cm，結構物端鋪設至混凝土擋土墻基腳向上延展1m。攤鋪時，應保證拉直、平順，緊貼下承層，兩幅土工格柵之間的搭接寬度為30cm。采用聚乙烯繩，呈“之”字形穿綁搭接部分。用U 形釘按間距1.5m×1.5m 將土工格柵固定在土中，并張緊（見圖2）。

圖2 雙向土工格柵鋪設

3.4 泡沫輕質土拌和制作及安全控制

泡沫輕質土生產設備應具有原材料自動計量功能。拌和泡沫輕質土時，應能調節水泥（砂）漿或泡沫的流量。發泡劑應存放在通風良好的地方。操作人員在搬運和使用發泡劑時，必須使用防護工具，禁止直接接觸，防止發泡劑與強酸化劑接觸。使用或者搬運發泡劑后，操作人員必須清潔雙手和面部。材料計量精度如表1 所示，泡沫輕質土拌和流程如圖3 所示。

表1 材料的計量精度

圖3 泡沫輕質土拌和流程

第一，在混合料拌和過程中，拌和時間應符合標準，保證各組分混合均勻。

第二，各原料在儲料裝置中的停滯時間不宜超過2h。

3.5 泡沫輕質土輸送與澆筑

第一，泡沫輕質土澆筑應分區進行。在澆筑作業期間，施工人員必須嚴格遵守相關規范要求，科學穿戴安全護具，做到安全文明施工。

第二，在該工程中，泡沫輕質土澆筑采用車輛運輸的方式進行施工，必要時采用泵送方式。

第三，在地下水位以下施工時，應采取臨時降水措施，必須保證澆筑期間基底無積水，同時在泡沫輕質土養護齡期不少于3d 且施工滿足抗浮要求的情況下，才能撤除臨時降水措施。

第四，單個澆筑區內澆筑層的施工時間，最好控制在水泥（砂）漿初凝時間以內。待澆筑層終凝才能開始上層澆筑施工。

3.6 輕質土澆筑施工及安全控制

第一，在澆筑施工作業中（見圖4），既可以采用直接泵送法，也可以采用管道泵送法。在泵送過程中，應檢查泵送管道的壓力和接頭的緊密性。出現任何不符合要求的情況必須立即解決，并徹底消除故障。

圖4 輕質土澆筑施工作業

第二，澆筑過程中，需要移動澆筑管時，應沿澆筑管放置的方向前后移動，不宜左右移動澆筑管；如必須左右移動澆筑管，則應將澆筑管盡可能提出已澆筑輕質土表面后再移動。

第三，遇到陰雨天氣，及時采取遮雨措施，立即暫停澆筑工作，對已澆筑完成的泡沫輕質土進行覆蓋。

3.7 輕質土路基養護

第一，對于已經完成澆筑的輕質土路基表面應覆蓋塑料薄膜，并采用保濕法對輕質土路基進行養護，也可采用無紡土工布覆蓋輕質土路基的表面，然后進行澆水養護，連續養護時間控制在7d 以上。

第二，在輕質土路基頂面施工時，其他施工機械不得在其頂面上行駛。無法避開時應選擇合適的位置鋪設臨時保護層，土質保護層厚度應控制在50cm以上，或使用鋼板覆蓋作為施工機械的臨時通道。

4 質量控制措施

其一，泡沫輕質土在澆筑之前，應保證基底上沒有積水或松軟土。對基層應進行碾壓處理，壓實度不應低于85%。

其二，泡沫輕質土單層澆筑厚度控制在2/3m。施工溫度不低于15℃時，短澆筑間隔可控制在8～12h，否則澆筑間隔不少于2d。

5 結語

由于泡沫輕質土施工方法便捷、施工進度快、施工質量好、綜合效益高，在道路工程建設中有巨大的市場前景和推廣價值。但由于泡沫輕質土材料的特殊性，施工中必須一次成型的特性。因此，要想在施工中充分發揮泡沫輕質土的優勢，必須保證每道工序的質量，加強對道路工程施工質量的控制。