高速公路改扩建工程中的气泡混合轻质土施工质量控制研究

王新宇

（广东省高速公路有限公司阳茂扩建管理处）

0 前言

气泡混合轻质土是一种新型的路基填料，它是将发泡剂与水进行稀释混合后，加入压缩空气，用发泡枪制成气泡群，与水泥浆混合搅拌制作而成。

因其诸如加宽路堤、软基路堤、桥台台背回填[1]等部位和山区、岩溶区、采空区、基坑[2]等地段的广泛适用性，加之以其自身具有的轻质、施工方便以及强度和容重可动态调整[3]等优点，使得气泡混合轻质土的填筑案例逐渐增多。

本文将以阳茂扩建项目气泡混合轻质土施工质量控制为主线，引出轻质土质量控制的重难点，希望能为后续的高速公路改扩建工程设计及质量管理提供一些思路。

1 工程概况

沈海国家高速公路阳江至茂名段（下称“阳茂高速公路”）全长79.76km，已于2004 年底建成通车。阳茂高速公路改扩建工程（下称“阳茂扩建项目”）为既有高速公路的改扩建工程，采用两侧拼宽的整体式路基，路基宽度42m。阳茂扩建项目新建互通立交2 处，改扩建互通立交6 处，利用互通枢纽1 处，新建服务区1 处，改扩建服务区1 处。

2 气泡混合轻质土施工质量控制

2.1 施工准备工作

2.1.1 一般准备工作

阳茂扩建项目气泡混合轻质土的设计图纸中，台背处的台阶分横、纵两个方向开挖。横向台阶需要与轻质土相接的路基填筑到路床顶面后，一次反开挖台阶，保证搭接质量。纵向台阶的施工要注意在桥台钢板桩防护影响范围外进行台阶开挖。纵、横向台阶均设置碎石盲沟，并用透水土工布包裹，端部留设20cm，用直径10cm PE 管穿过面板排出路基外。在台阶挖设后，需及时喷射5cm 厚砂浆进行防护，并加强监控观测，确保老路路基稳定。气泡混合轻质土施工前，应确保填筑区域内没有积水、且软弱地层已进行处治；必要时，基底土层需进行碾压处理。

2.1.2 设计参数及材料配比

表1 主要设计参数

表2 材料配比

2.2 保护面板施工

气泡混合轻质土保护面板采用C25 混凝土现场预制，由人工在浇筑的混凝土基础上分段砌筑并固定在角钢上，经过一定强度生长后，作为气泡混合轻质土的护壁，在其浇筑过程中起到模板作用，而在其固化后又可起到外观美化效果。

由于气泡混合轻质土浇筑后具有良好的流动性，为了防止流体浆溢出，挡板之间及与基础之间要保持严密，防止漏浆。此外，为了防止隔板发生变形及上浮现象，在浇筑前应可靠固定并设计拉线，确保保护面板的强度及稳定性。

2.3 气泡混合轻质土施工

2.3.1 浇筑顺序

先从一端开始浇筑，如采用两条以上浇筑管浇筑时，则可以并排地从一端开始浇筑，或采用对角的浇筑方式；待浇筑接近到预定高度时，采用人工提起泵送管的方式，慢慢地平浇轻质土标明，直到浇平浇筑高度为止，然后再慢慢地往后拖泵送管。

2.3.2 浇筑方法

在固化前，掺有气泡的轻质土中的气泡应保持独立、分散、细小、均匀分布，振动过大易产生消泡、离析现象。浇注过程应直接从软管前端开始，软管出口最好直接埋入气泡混合轻质土中，如若有困难，也要尽可能将出口靠近气泡混合轻质土的表面进行浇筑。此外，为减少浇筑过程中的分层现象，一般将单层气泡混合轻质土的浇筑厚度控制在0.3m～0.8m 之间，最大不得超过1m，最小不得低于0.25m。整个填筑体水平分层浇筑，每层间隔不少于24 小时，浇筑可仅在下一层的最终设置后进行。钢板桩应在轻质土浇筑高度达到一半之后、浇筑最后一层之前时，方可拔出；此时台后钢板桩与轻质土空洞间隙用水泥浆填充密实，确保质量。

图1 中列出了有代表性的三种浇筑方式，其中，方式a 为正确方式；方式b 和c 为错误方式，现场施工管理要格外注意。

图1 三种浇筑方式

2.3.3 养护

为避免每层浇筑完成后轻质土表面产生干缩裂缝，固化后需及时覆盖土工布保湿养生。施工中如遇下雨，应将固化前的气泡混合轻质土加以覆盖。气泡混合轻质土在浇筑完成且达到设计强度前，严禁在其上面进行下一步作业。

2.4 现场施工存在问题及防治措施

结合阳茂扩建项目气泡混合轻质土施工现场情况，将施工不规范的情况总结为以下七点，并提出改进建议，希望对其他高速公路改扩建项目气泡混合轻质土的施工能有所借鉴，以加强轻质土施工现场施工管理。

2.4.1 桥头气泡混合轻质土面板不垂直，呈现向外的“凸折形”（如图2）

⑴原因分析：主要有两点，一是由于部分桥头轻质土填筑高度较高，角钢固定不到位，致使轻质土浇筑时会造成对侧边面板的挤压作用，每施工一层挤压一次；二是未按照单层浇筑厚度0.3m～0.8m 进行控制。

⑵防治措施：

①针对盖梁底下的角钢，可在盖梁上打个小孔，将角钢顶端控制在小孔的位置上，使之稳固；针对角钢的侧边，可以用一条钢筋将全部的角钢拉结在一起，保持位置相对固定不动。

②因设计图纸对单块面板尺寸的要求为90cm*30cm*4cm，考虑到施工便捷性，单次浇筑两到三块板，浇筑厚度最为合理。

2.4.2 桥头轻质土与一般路基交接处受冲刷严重（如图3）

⑴原因分析：在桥头轻质土填筑完成后，未防护到位，雨水顺着空隙流入，造成路基冲刷掏空，严重时可能造成路基损毁。同时，交接处顶部台阶开挖不到位，路基填土压实不足。

⑵防治措施：保证轻质土与路基交接部位台阶开挖的施工质量，并做好防排水措施。

图2 面板倾斜、推移

图3 轻质土与一般路基交接处冲刷严重

2.4.3 横向排水管未伸出面板外或预留孔位错误

⑴原因分析：排水管不够长，或虽然伸出，但被面板外侧的锥坡填土覆盖住。这样会造成内部长期积水无法排出，导致轻质土路基的水毁。此外，由于人为疏忽，可能会使面板预留排水管出口的位置错误，导致排水管无法伸出面板外。

⑵防治措施：碎石盲沟的横向排水管要伸出面板外侧，将水及时排出路基，同时，锥坡填土存在挡住排水管的情形时，可通过加设弯头改变排水方向。同时，须加强现场施工监管，排水管预留孔位要准确。

2.4.4 台阶开挖后松土较多（见图4）

⑴原因分析：气泡混合轻质土填筑范围内未按设计分层压实，台阶松散密实度较差。在拔出钢板桩后，与老路基交界处的台阶土容易出现滑塌，若不进行处理，在浇筑轻质土后容易出现夹层，影响施工质量。

⑵防治措施：路基压实后，严格按照设计要求进行台阶的反开挖。拔出钢板桩后滑塌的台阶土要清理干净，并对边坡实施挂铁丝网、喷射混凝土的防护措施后，方可浇筑轻质土。

图4 开挖台阶松散、不密实

2.4.5 轻质土表面开裂、有气孔

⑴原因分析：轻质土浇筑施工粗放，同时又养护不到位。

⑵防治措施：应按照图1 中的浇筑方式a 进行浇筑，工人应穿特殊材质的防水服进入到轻质土浇筑面以内进行浇筑。同时，湿容重和流动度作为关键性控制指标，必须控制在设计范围内，因此，加强承包人自检和中心试验室抽检工作十分必要。

2.4.6 成品保护不到位

⑴原因分析：轻质土浇筑完成并具有强度后，由于其他工点作业面的问题，重型施工机械在经过桥头轻质土路段时，会将轻质土路基压碎，同时往来的施工车辆车轮上的泥土又会污染轻质土路基。

⑵防治措施：施工场地要专人管理，施工机械和车辆在过往轻质土路段时，要尽量避免在轻质土路基上行走。

2.4.7 积水影响轻质土质量

⑴原因分析：轻质土应避免雨中施工，同时，雨后桥台处的积水若不及时排走，长时间浸泡轻质土路基会使其损毁。此外，部分桥下通道具有过人与过水的双重功能，边部设置有排水沟，雨季可能会漫溢出来，影响轻质土桥台的质量。

⑵防治措施：雨季施工气泡混合轻质土可搭建雨棚。通过完善桥下排水系统，可以解决桥台处积水的问题。同时，可以考虑适当提升轻质土基础的标高，从而避免桥头轻质土路基的水毁。

3 结语

本文以阳茂扩建项目的气泡混合轻质土施工为例，详细介绍了轻质土施工质量控制的一些要点和注意事项，并针对现场存在的施工质量问题进行原因分析，提出治理措施。通过这些质量管控措施，气泡混合轻质土的施工质量显著提高，为阳茂扩建项目创建品质工程提供了有力的支撑。需要注意的是，根据阳茂扩建项目轻质土施工提出的质量控制措施，仅作为参考，并不一定完全适用于其他高速公路改扩建项目。在进行气泡混合轻质土施工时，还是要进行实地考察和分析研究后，采取适应项目情况的质量控制措施。