泡沫轻质土在陈海公路提升改造工程中的应用

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

近些年来我国城市建设中交通需求不断增加，对原有公路进行升级改造的需求不断增加。在高速公路改扩建等基础设施建设中泡沫轻质土的应用越来越广泛。其中泡沫轻质土桥台背填充技术，是一项改变常规桥台背填筑工艺方法的新型技术。泡沫轻质土材料具有质量轻、强度高、整体性能好、抗冲击、地基荷载小、无侧向压力、造价低等优势。使用泡沫轻质土填筑后，桥台背处于超固结状态，因此消除了台背路堤填料本身的施工后不均匀沉降、避免桥头跳车等病害，相对于其他回填料具有明显的优势。

本文结合陈海公路提升改造工程实例，针对该工程内台背换填泡沫轻质土的选择、换填减载施工，通过现场理论计算、定性和定量分析，制定出一套高速公路泡沫轻质土台背换填减载的施工工艺。

1 项目概况

陈海公路东段（港沿公路-渡港）提升工程（一标）K10+450～K14+450，长度4 000 m，跨河桥梁4座，人行天桥3座。本标段建安费用为11 660万元，施工工期516 d。

2 桥台软基泡沫混凝土处理施工技术

2.1 总体施工方案

本项目泡沫轻质土6 690 m3，钢筋网7 000 m2，HDPE防渗土工膜4 200 m2。总体计划为匝道建立水泥浆搅拌站，桥台后泡沫轻质土由搅拌车将搅拌站水泥浆运输至HRFH-100轻质土制备站（轻质土车载移动设备）。轻质土输送采用远程浆泵分三层浇筑，同时采用高产能自动智能设备可大幅提高施工效率，缩短工期。

回填泡沫轻质土工序：测量放线→第一层模板铺设→轻质土第一层浇筑→第二层模板铺设→轻质土第二层浇筑→第三层模板铺设→轻质土第三层浇筑→路面结构层施工。

泡沫轻质土配合比详如表1所示。桥台后路基处理纵断面如图1所示。

表1 上海陈海公路泡沫轻质土施工配合比

图1 桥台后路基处理纵断面图（单位：m）

2.2 施工工艺流程及操作要点

泡沫混凝土制备流程：

（1）水泥浆制备+泡沫制备；

（2）生成泡沫轻质土；

（3）浇筑场地及附属工程准备；

（4）现场分层浇筑；

（5）现场养护及成品保护。

2.3 施工方法

2.3.1 施工准备

（1）原材料准备。通过实验室对进场的水泥、粉煤灰、发泡剂、钢筋网、防渗土工膜进行检测，其性能符合规定要求，原材料试验检测必须按照进场批次及规范要求进行。

①水泥：应满足国家相关规范要求，且水泥密度不低于2 750 kg/m3；②发泡剂：现浇泡沫轻质土所使用的发泡剂应进行性能检验，测定气泡密度、单位体积气泡1 h时的沉降高度和泌水量。应满足试验确定的湿密度增加率不超过10%、标准气泡柱1 h的沉降高度不大于5 mm、泌水量不大于20 mL；③金属网采用钢筋网Φ1.5@5 cm×5 cm。

（2）人员、设备配备。

①人员配备：项目经理1人，技术员1人，安全员1人，质检员1人，模板工2人，浇筑工2人，操作工1人；

②主要机械设备配备：HRFH-100轻质土拌和站1台，输送泵3台，自动气泡发生器1台、输送管500 m，空气压缩机4台。

（3）施工组织准备。

中标方案及施工技术交底，编制施工专项技术方案，编制质量、安全专项方案，场地建设及相关辅助设施安装调试。泡沫轻质土工艺流程如图2所示。

图2 泡沫轻质土工艺流程图

2.3.2 施工流程

陈海公路泡沫轻质土施工流程如图3所示。

图3 陈海公路泡沫轻质土施工流程

2.3.3 施工要点分析

（1）泡沫轻质土施工之前，需要对施工场地进行整平，确保场地无积水、无松软土；回填基底需要进行预压处理，压实度不低于80%。

本项目将台后路基按每200 m2（200～300 m2为宜）划分为一个浇筑区，每个浇筑区分三层分别浇筑，单层浇筑厚度为0.7 m（单层厚度宜为0.3～0.8 m之间）。

（2）单个浇筑区应在水泥浆终凝时间内浇筑完成；上下相邻层的浇筑间隔应大于8 h（8～12 h为宜），若室外温度连续5 d超过35 ℃，或低于5 ℃时，不宜施工。

（3）泡沫轻质土应沿浇筑区长轴方向从一端向另一端浇筑；当采用两条及以上浇筑管浇筑时，可并排浇筑，或采用对角方式进行浇筑。

（4）每层浇筑完毕后应用无纺土工布覆盖进行保湿养护；浇筑完成后，养护时间应大于7 d，养护期间禁止人员车辆在浇筑面上行走。

（5）泡沫轻质土下层浇筑终凝后，开始安放上层的泡沫轻质土模板，上层的模板应分阶梯进行支撑浇筑。

（6）金属网及防渗土工膜和钢塑土工格栅的铺设：为确保泡沫轻质土的整体性，在轻质土路床顶面60 cm范围内设置一道钢筋网。

钢筋网规格为Φ1.5@5 cm×5 cm。在泡沫轻质土底部设置一道钢塑土工格栅，钢塑土工格栅上再设置一道防渗土工膜。

（7）变形缝及包边土施工：泡沫轻质土路基区段边界断面或填筑体长度在20 m间距设置一道变形缝，变形缝材料采用20 mm厚的聚苯乙烯板。泡沫轻质土包边土采用黏土，压实度应高于90%；

（8）养护及回填：泡沫轻质土路基施工完毕后，应当在最后1层浇筑层的养护强度大于设计强度后方能进行素土回填和路面结构层施工。

注意在素土回填和路面结构层施工时，避免大型机械设备在轻质土顶层上行走，应采用边推料、边卸料的行走方式进行摊铺碾压。

2.3.4 施工湿密度及强度主要技术指标

泡沫轻质土路基施工实密度如表2所示。

表2 泡沫轻质土路基施工实密度

2.3.5 质量检验

现浇泡沫轻质土路基工程实测项目中的关键项目为湿密度、抗压强度和路床顶面弯沉。

（1）湿密度的检测：对于施工检测，检测频率为每一浇筑层检测6次，对于路基质量检验，检测频率为施工检测的20%。湿密度合格标准为不超过规定值范围。

（2）抗压强度检测方法：试样在填筑管管口制取，制取时测定并记录试样的湿容重。试件脱模后，放入密封塑料袋中保湿养护，养护温度为20～30 ℃。施工检测及路基质量检验频率为400 m3检测1组（不足400 m3按400 m3考虑），合格标准：满足28 d强度不低于规定值。

（3）路床顶面弯沉的检测方法和检测频率参见公路工程相关规范及标准：

①7 d弯沉不超过1.5倍规定值；②当无法满足时，则需要满足28 d弯沉不超过规定值。

（4）泡沫轻质土路基实测项目如表3所示。

表3 泡沫轻质土路基实测项目

2.3.6 成品保护

（1）泡沫轻质土未固化时，应当采取遮雨措施，防止雨水消泡。（2）在泡沫轻质土强度未达到规定强度前，不应直接使用。（3）泡沫轻质土在浇筑完成后，应在表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护。

3 经济效益分析

现浇泡沫轻质土施工场地作业面较小，不需施工便道，在桥头处施工优势明显。在节约了用地的同时也减少地表被破坏，有利于水土保持。由于现浇泡沫轻质土采用管路泵送进行浇筑，对现场施工环境造成的影响较小。

轻质土施工简单且单一，泡沫轻质土成型后具有自立性且施工养护后不用压实，对临近结构物无侧压力，对其他工序施工影响较小，缩短了施工工期。

由于泡沫轻质土自重较轻，回填后能有效减载，减小路基总沉降，避免不均匀沉降的发生。对公路既有路基、桥台等构筑物影响小。

泡沫轻质土由于密度低，比混凝土等换填材料造价低，经济效果好。

4 结语

本文以陈海公路东段（港沿公路-渡港）提升工程（一标）为例针对泡沫轻质土台背回填进行了分析。

通过本文的研究，能够发现泡沫轻质土在技术、经济、环保等方面具有一系列的优势，同时根据该工程实际情况和相关施工数据的分析，为今后类似工程的施工提供有效的方法和经验，从而最终保障施工效果，提升公路的施工质量。