轻质泡沫混凝土在公路软土基中的应用

潘鹏

摘 要：本文主要对传统公路软土基处理技术的缺陷进行了分析，并阐述了轻质泡沫混凝土的特点及相应路基的设计要求，进而探讨了轻质泡沫混凝土在公路软土基中的应用施工方法。

关键词：轻质泡沫混凝土；软土基；挡板预制；配合比

1 前言

改革开放以来，我国经济建设取得了举世瞩目的成就，为各级公路建设打下了良好基础。在公路施工过程中，常常会遇到软土基的情况，这就需要施工人员采用合理施工材料对软土基进行处理。其中轻质泡沫混凝土是一种具有多种优良特点的新型材料，能够有效提升公路软土基处理施工的效率，所以在公路软土基处理中逐渐被普及。

2 传统公路软土基处理技术的缺陷

第一点，在对软土地基地段进行处理时，由于沉降速度相对较慢，回填路基时难以一次性填至等载高度，从而相应延长了施工时间。

第二点，对于桥梁桩基位置的软土地基处理，必须在水平位移超过0的状态下，才能开始桥基施工，这需要等待施工的时间相對较长。

第三点，在应用超载预压技术进行施工时，需要通过等截或超载较长时间的预压，还要将超载部分卸载，并重填沉降部分，相应增加了施工投入[1]。

第四点，通过自然或行车荷载的压缩，施工后的地基沉降量较大，早期会出现桥头跳车、路拱不适以及路面破坏等多种病害，从而影响到公路路基的使用期限。

3 轻质泡沫混凝土的特性

3.1 轻质性

有很多独立闭合的胶质气泡均匀分布在轻质泡沫混凝土内部，气泡膜的韧性非常强，气泡之间互相密水，能够促使材料密度达到200kg/m3～1800kg/m3之内，从而将构筑物所承受的荷载有效降低，有助于对桥台背部填筑高度的合理控制，有效减少公路建设用地面积，减少施工时间，进而从一定程度上降低公路软土基的处理成本。

3.2 高流动性和自立性

泡沫混凝土的流动性非常强，施工人员可以利用管道进行运送，并且水平运送距离可超过500m，垂直运输高度可达100m。而轻质泡沫混凝土在水泥初凝后就逐渐进行固化自立。泡沫混凝土固化后几乎不会对挡土结构产生土压力或推挤力，所以可利用其开展垂直填筑作业。同时，泡沫混凝土作为水泥材料的一种，也存在和水泥混凝土一样的耐久性。

3.3 防水减震性

轻质泡沫混凝土的整体性较强并且其内部具有各自独立的封闭气泡，透水系数在10-5cm每秒左右，吸水率非常低，所以防水性能较好。同时，轻质泡沫混凝土的抗压强度和绝干密度间相关性较强，对泡沫混凝土绝干密度进行有效控制，能够实现有效控制其抗压强度的目的。相对普通填料，泡沫混凝土自重可相对减少30%～40%，从而在很大程度上坚强构筑物的地基承载力，增强泡沫混凝土对构筑物的抗震防震功能。

3.4 环保性

轻质泡沫混凝土的基本构成原料是水泥、发泡剂和水，其中发泡剂非常接近中性物质，不含各种有害物质，同时在施工过程中也不会造成较大的扬尘污染等，对施工现场及其周边环境有一定的改善作用[2]。另外，轻质泡沫混凝土内部气泡占总体积的一半以上，导热系数相对较小，同时还具有非常优秀的隔音、隔热和抗冻融等多方面效果。

4 轻质泡沫混凝土路基填筑设计要求

根据路基高度进行泡沫混凝土填筑设计的要求如下：

第一点，当填筑高度不超过2.5m时，就采用泡沫混凝土浇筑到路床顶部。第二点，当填筑高度大于2.5m且小于4m时，就应先通过路基填料作业填到路床顶部高度，并且进行等载预压。第三点，当填筑高度达到4m及以上时，就通过水泥搅拌桩加固地基，填筑环节就先进行路基填料填到路床顶部高度，并同时进行等载预压。

在第二点和第三点预压过程中，施工人员应认真观测地基的沉降和位移等。当沉降速度逐渐稳定或变小的时，就应开始进行反开挖换填泡沫混凝土作业。

5 轻质泡沫混凝土在公路软土基处理中的施工工艺

5.1 路基开挖施工

在处理公路软土基的过程中，施工人员要从整体上一次性挖出轻质泡沫混凝土的台阶位置，一般情况下，下台阶的高度应控制在1m之内，而上台阶的高度就应控制在2m之内。同时，在真正开挖前，施工人员应进行开挖试验，通过实验数据来查验边坡开挖两米是否仍然稳定。对于软土地基的泡沫混凝土台阶应尽可能从整体上一次性挖出，以有效减少在施工过程中遇到的干扰，也能防止在泡沫混凝土二次开挖时造成破坏。如果在开挖施工过程中遇到降水天气，施工人员开挖上台阶之前一定要采取相应的防护措施。

5.2 挡板预制施工

安装挡板的流程一般包括模板基础、拉筋和角钢固定等方面作业。第一步，在进行模板基础施工时，施工人员一定要严格按照国家制定的《公路桥涵施工技术规范》中的相关规定开展施工作业。

在进行挡板浇筑之前，施工人员必须做好基地交接验收工作，当确定上一道工序质量达标后才能开始下一道工序的施工。通常情况下，挡板基础的现浇混凝土，强度等级都应超过C15，拉筋过程中药保证钢筋直径超过6mm，固定角钢的变宽要超过50mm，并且固定角钢之间、挡板拉扣与拉筋之间要通过焊接施工来实现连接。

5.3 泡沫混凝土的配合比设计和制作

通常情况下，普遍采用两种方法来制作泡沫混凝土，一种是车载式方式，另一种是固定式方式。对于软土基处理过程中的道路加宽施工，施工人员可采用车载式的方式，这是由于该方式对于气泡混合轻质土的分散施工以及短平快施工有很大的便利。在对泡沫混凝土的配合比进行确定的过程中，相应的技术人员一定要严格按照施工设计要求，立足于原材料的特性，充分结合填筑体的实际性能需要来确定，从而保证后续的泡沫混凝土制作与浇筑等环节的施工质量[3]。

5.4 第一层泡沫混凝土施工

第一步，施工人员要在第一层泡沫混凝土浇筑位置的外侧将模板支立起来，并有效清洗挡板基础的顶部表面，将挡板的外缘线清晰标记出来，增加曲线部分的控制点数量，并通过低强度的砂浆将其调平。第二步，等质量验收达标后，施工人员要马上开始第一层泡沫混凝土的浇筑施工。第三步，进行钢丝网的设置施工，要保证邻近钢丝网之间的重叠宽度超过10cm。第四步，在进行路基土石方的过程中，施工人员应通过分层填筑填筑的方式进行，并通过人工打夯机将泡沫混凝土周边50m区域内的填筑土进行压实施工。

5.5 第二台阶的首次施工

在结束第一层泡沫混凝土外侧土体填筑施工和压实施工后，施工人员应开始第二个台阶的第一层混凝土浇筑施工。同上面一样，要先进行第二层挡板设置，之后进行泡沫混凝土浇筑施工，等浇筑施工结束后，就进行第二个台阶的土石方填筑施工，并及时对路基进行压实和平整操作。

5.6 第二台阶的二次施工

施工人员在首次浇筑结束后，还应进行二次混凝土浇筑施工，在填筑体内顶部表面50cm～100cm区域内进行钢丝网设置，之后对路基进行土石方回填施工。当填筑施工全面结束后，施工人员要合理修正公路软土基的顶面和边坡，并进行挡水埂和急流槽的砌筑施工。

6 结语

总之，轻质泡沫混凝土在公路软土基中的应用，对公路软土基处理施工有十分重要的意义。所以，施工企业必须对传统软土基处理技术的不足之处有深刻认知，并充分了解轻质泡沫混凝土的特性，全面把握泡沫混凝土施工设计的要求，并对其施工过程中的每个环节进行有效控制，从而充分发挥泡沫混凝土在公路软土基处理中的作用。

参考文献：

[1]雷华阳，任倩，卢海滨，等.吹填场区双层软黏土地基超载比与卸载控制试验研究[J].岩土力学，2016（11）：3072～3078.

[2] 牛振华，刘永德，万东锦，等.泡沫混凝土的研究进展及应用[J].中国资源综合利用，2017（9）：93～95.