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公路工程泡沫轻质土路基施工技术发布日期:2020-06-10 浏览次数:

摘要:结合工程实例,在阐述泡沫轻质土路基优点的基础上,介绍了应用泡沫轻质土路基的必要性及泡沫轻质土路基施工参数,然后对公路工程中泡沫轻质土路基施工技术进行了分析,最后对公路工程中泡沫轻质土路基施工过程中的注意事项进行了探讨。

关键词:公路工程;泡沫轻质土路基;施工


公路工程泡沫轻质土路基施工现场


1工程概况

某改扩建公路工程全长18.8km。老路路基宽度为26m,设计速度为100km/h,双向四车道,改扩建后,路基宽度为42m,设计速度为120km/h,双向八车道。路基大部分为双侧拼宽段,共13.6km,局部为单侧整体拼宽。标段内主要工程内容包括:路基土石方、桥梁、通道、涵洞、防护排水、路面垫层及基层、道路维护等工程。设计优化后泡沫轻质土工程数量为214830m3。

2泡沫轻质土路基优点

泡沫轻质土是指利用生产设备对发泡剂水溶液进行加工,然后和水泥基胶凝材料、集料、添加剂等按照特定比例混合后浇筑形成的一种轻质材料。其主要具有下述几个方面的优点。(1)轻质性和强度可调性泡沫轻质土采用水泥及胶凝材料和发泡剂水溶液混合而成,泡沫轻质土中有很多闭合独立的微小胶质气泡,并且各个气泡之间不互通,因此,材料的容重很小,能明显降低路基荷载,减少路基基底应力,有效控制路基工后沉降。并且通过对轻质土中各组成成分所占的比例进行调整,可以使其强度也得到相应的调整,以适应不同路基的交通强度要求。(2)施工的便利性泡沫轻质土采用搅拌站和管道运输,具有自流平和自硬化的特性,不需要进行碾压和振捣作业,可以在空间狭小或距离比较远的情况下进行施工,施工效率高。在浇筑完成后,一般4h左右就可以固化,而且固化后不会向挡土结构产生压力,可以实现垂直填筑。(3)耐久性和环保性泡沫轻质土的抗油污能力、耐久性等均要高出高分子材料。另外,泡沫轻质土中气泡体积含量超过了40%~70%,具有较低的导热系数以及良好的隔热保温效果。在道路施工中,可替代原本的路基填筑材料,避免路基高挖高填对环境的破坏。其能垂直填筑的特性可节约土地资源,对自然环境的保护有重大意义。

3应用泡沫轻质土路基的必要性

该公路工程建设中对路堤的快速修复、工后沉降要求高,单侧拼宽段最大路基填筑高度达18m左右,如采用常规路基填筑,将大大延长施工周期,且难以控制路基的不均匀沉降。为了避免高等级公路软基路堤中桥涵跳车、公路路基填筑时填筑材料的不均匀沉降、高填方路堤的稳定性等问题,节省昂贵的用地成本和拆迁成本,充分有效地利用土地资源,本工程采用泡沫轻质土进行路基施工。


公路工程泡沫轻质土路基施工现场


4泡沫轻质土路基施工参数

根据现场施工情况及检测数据统计结果分析,得出推荐泡沫轻质土施工参数如下:本次泡沫轻质土试验路段浇筑所需时间大约为15min,湿密度控制在615~679kg/m3以内,采用功率为60m3/h的水泥浆制备站制备好水泥浆,50m3/h的轻质土制备站将水泥浆与轻质土充分混合后通过4个35m3/h的中继站将泡沫轻质土输送至施工现场,泡沫轻质土的配合比为:水376kg,混合水256kg,气泡群62.1L,湿密度为640kg/m3,流值为189mm;预计可达到的28d抗压强度为1.3MPa,满足设计对该段路基的抗压强度要求.

5泡沫轻质土路基施工技术

5.1泡沫轻质土制备

在施工过程中,使用水泥浆制备站将水和水泥按照设计比例制备好,然后利用软管输送泵将制备好的水泥浆输送至中继站。同时,轻质土制备站采用发泡剂和水利用压缩空气制备泡沫群。将泡沫和水泥浆充分混合后形成泡沫轻质土,由于本试验段K~K右幅为高填方纵坡抬高路段,根据设计交底总结,为了提高填方路基整体稳定性,降低施工厚度沉降量,要求该区域泡沫轻质土28d抗压强度值控制在1.2MPa以上,根据试验配合比对轻质土的流值和湿密度进行调整,确保其可以达到设计要求。

5.2侧向挡板安装

根据该工程轻质土的特点和施工图纸设计要求,工程采用厚度为4cm的水泥预制板作为侧向挡板,设计挡板的规格为90×30cm。施工过程中,采用分层分块的方法进行安装,根据当日的工作量和工作面确定模板的安装量。施工模板在安装过程中,要根据泡沫轻质土扩建路基区和施工断面图分层进行安装和拆卸。标准台阶的高度为2/3,按照台阶高度和施工围挡控制模板尺寸。施工过程中,为防止其他外力和轻质土压力使模板出现倾倒,需要做好模板的支护工作[1]。泡沫轻质土路基浇筑高度达到设计的高度要求,并且轻质土固化时间超过24h后,即可拆除侧向挡板。拆除过程中要缓慢进行,并按照设计的顺序进行分段拆除,不允许出现硬砸、猛撬等情况将轻质土损坏。

5.3泡沫轻质土输送

若采用直接泵送或管道泵送的方式进行轻质土泵送,气泡群消解量非常小。而使用翻斗车和预拌混凝土车进行输送,会因为输送过程中振动量过大导致气泡消解,进而使轻质土中的空气含量、湿润度发生变化,轻质土的流动性将会下降。根据本工程的实际情况,设计采用泵送的方式进行泡沫轻质土的输送,考虑到轻质土材料气泡的稳定性和材料分离损耗,允许的管道最大输送距离为500m,所以,需要将施工场所的距离控制在500m内,保证轻质土的稳定性。当输送距离超过规定标准时,则采用中继泵辅助施工。


泡沫轻质土设备


5.4轻质土浇筑

5.4.1浇筑施工要求

轻质土中的气泡具有分散型和独立细微的特点,所以施工过程中尽量减少持续振动的情况。如果不得不使用导槽进行浇筑施工时,需认真观察,确保轻质土质量达标。考虑到雨天泡沫轻质土中的气泡会大幅度的消解,因此,尽量减少雨天施工。轻质土填筑施工时,考虑自重的影响,会产生压缩消泡和压缩气泡。根据类似工程施工经验,本工程轻质土的最小施工厚度控制在25cm内,最佳施工厚度控制在50cm。

5.4.2轻质土浇筑施工要点

(1)各个浇筑区域在进行浇筑施工之前,需要将路线纵向施工距离控制为50m。然后检查基底,保证基底无积水、无杂物,基底高层可以达到设计要求。(2)在进行同一区段上下临近浇筑层施工时,施工温度要控制在15℃以上,浇筑间隔时间控制在8h以上。否则浇筑间隔时间需控制在12h以上。(3)在浇筑过程中,单个轻质土浇筑层的浇筑时间要保持在2h内,顺着浇筑区域长轴方向的一端浇筑到另一端。如果使用一条以上的浇筑管同时进行浇筑施工时,可以采用并排从一端进行浇筑或者使用对角浇筑的方式进行浇筑施工。(4)在进行浇筑时,如果需要对浇筑管进行移动,那么需要顺着浇筑管放置的方向进行前后移动,并且浇筑过程中不能向左和右对浇筑管进行移动。如果必须要将浇筑管向左侧和右侧进行移动时,在进行浇筑时要尽量放置到浇筑面下部。浇筑管出料口和浇筑面之间的距离要控制在1.5m内。(5)在对泡沫轻质土进行浇筑时,要求施工期间浇筑高度控制在1m内。而且,施工期间要严格控制材料的品牌和用量。泡沫轻质土进行浇筑时,要采用分层浇筑的方法进行施工,避免一次性浇筑泡沫轻质土量过大降低施工强度。在进行浇筑施工时,要检测施工现场的湿密度,控制湿密度达标后才能避免同一层浇筑过程中出现质量不均匀的情况。浇筑期间,每间隔10min检测一次湿密度,保证湿密度质量可以达到要求。每完成一层浇筑,需检测6次湿密度,当发现湿密度不能满足设计要求时,应立即停工,并找出原因。泡沫轻质土浇筑完成后,安排监理人员现场进行检查,确保表面的平整性,不出现明显开裂和沉陷的情况。如果发现泡沫轻质土浇筑层沉陷量大于3cm,或者出现宽度超过2mm的裂缝,需要清理干净裂缝,并在进行下层浇筑层施工时及时进行补充浇筑。

5.5养护与维护

(1)轻质土浇筑区顶面浇筑到设计的高程值后,应立即在泡沫轻质土路基表面使用塑料膜进行覆盖,并采用保湿养护的方法对轻质土路基进行养护,也可使用无纺土工布在轻质土路基表面进行覆盖,然后进行洒水养护,持续养护时间控制在7d以上。(2)在进行轻质土路基顶部路面施工时,不允许其他施工机械在其上部行驶。对于其他地段无法回避时,需要选择合适的位置铺设临时保护层,保护层厚度控制在50cm以上。使用钢板覆盖的方式作为工程机械行驶的临时便道。

5.6工序衔接

在轻质土路基养护强度值达到0.5MPa时,才可以进行顶部路面的施工。施工期间,不允许压路机、自卸车、推土机等大型设备直接行走至轻质土顶面。路面结构施工采用一边卸料、一边推平、一边碾压的方式进行摊铺施工和碾压施工,压实机械采用静压施工。

6结语

综上所述,该工程在进行施工时,需要做好施工质量通病的防范措施,并做好施工人员的培训工作,做好施工技术交底和安全技术交底工作,确保后期泡沫轻质土路基可以顺利完工。施工期间,要根据工程施工要求,积极吸取施工经验和施工教训,并对相应的施工工艺进行调整。通过进行整改有效避免了质量通病的出现,总结出一套成熟、稳定的施工方法,确保泡沫轻质土路基施工顺利完成。