高速公路改扩建工程中气泡混合轻质土的应用

蒋汉青

（广东冠粤路桥有限公司，广东 广州 510000）

一、工程概况

某条高速公路改扩建工程，其设计长度为15.4km，设计时速为100km，预计将四车道扩建为八车道，然而在施工过程中遇到很多阻碍因素，例如,主路车辆流通量大、土地征用难、桥涵等地质结构复杂、施工机械及材料运输不便、施工场地有限、工期短等，所以只能在现有条件下，保证车流及施工车辆正常通行，在不破坏原有地基及附近建筑结构的前提下，不改变扩建面积。该工程采取了气泡轻质土的施工工艺对部分路堤、桥头进行改扩建施工。

二、气泡混合轻质土设计指标

气泡混合轻质土设计指标如表1和表2所示。

表1 气泡混合轻质土设计配合比

表2 气泡混合轻质土设计指标

三、配合比设计时注意事项

流动度：在向管道运输过程中，对气泡混合轻质土的流动度是有较高要求的，流动度大的情况下，轻质土拌合物长时间停留在管道内，就容易造成混凝土离析，影响混凝土的强度和抗压性能。流动度小，拌合物在管道内的前进阻力就会变大。因此，设计轻质土材料配合比例时，一定要考虑其对流动度的影响。

水灰比：水灰比在轻质土拌合物中起着重要的作用，水灰比的大小直接决定着拌合物在输送管中流动速度的快慢。水可以使水泥水化，增强其结构性能，还可以增强拌合物施工性能，相关资料记载，水灰比越小时（<0.45）,其流动速度变慢，水灰比越大时（>0.80），其流动速度虽然变大，但轻质土拌合物工作性能降低，泵送难度增大，很大程度上降低了轻质土的性能。

四、施工工艺

1.现场准备

按照“横断面放坡脚桩→开挖边坡→对老路挖台阶→C30混凝土浇筑挡板→清理挡板基础表面→做安装标记→安装挡板→用砂浆固定调整”的思路进行现场施工准备。

2.拌和设备、管路布设

在施工前，一定要根据施工需要放置气泡混合轻质土拌和设备，由于其施工地点分散，尽量选择施工地点放置拌和设备，这样既可以节省人工还可以加快工期。另外，施工前期泵送距离和布置管路的工作也必不可少，管路布设应按照以下流程进行：

（1）准备施工前，先详细勘测现场，根据现场情况绘出施工设计图，并提前列出施工所需零部件的尺寸规格及数量，做好施工准备。

（2）接头紧固时，应特别注意零部件的紧固情况，如高压软管、管卡和泵管连接胶圈。为了在施工过程确保管子结构的稳固结实、完好无损，要在管子前部、拐弯连接处及特殊部位加固。

（3）布设管路时要加大布设密度，采取大弯布设，缩小弯管布置。施工中如遇大型阻碍物，可直接跨过或通过阻碍物，在跨越时管路呈拱起状态，应在其拱起至高处放置施工所需的放气阀。

（4）竖直方向布设管道时，为保证拌合物顺利流通，应在输送管末端放置截止阀，其具体位置要在土泵出料口的3m～6m处。

（5）在倾斜向下配管施工过程中，为防止管内出现真空段，应在必要部位设置保持管内压力平衡的气阀，必要时起到调节压力的作用。为提高承载下落轻质土的压力，斜管底部需要设置符合标准的配管，并确保管内压力正常，满足施工需要。

（6）配管过程中，新旧管要分开配设，新管的结构性能较好，所以要配设到高压管路部位，旧管结构性能遭到破坏，已不适合放置在压力较大的管路部位。不符合设计要求的旧管要及时淘汰。

3.泵送施工

气泡混合轻质土施工的前期准备工作做好之后，在泵送施工操作时，有以下几点需要注意：

（1）泵送施工开始前，需对高压软管做好准备工作：注水使管道内保持光滑；分段排水防止工作期间相互作用力引起管道爆裂等现象；排水后开始泵送轻质土。为保证管内施工正常进行，保证管内压力平衡，避免压力过大出现工程故障，所以泵送速度要保持先慢后快，循序渐进。在整个泵送过程中，要时刻观察各系统的运转情况，保证系统施工运转正常，方可把管转移至浇筑区。

（2）浇筑方法：将管口完全置入气泡混合轻质土中，保证新土中无空气掺入，保证其结构的稳定。浇筑工艺为单层浇筑，单层浇筑的厚度要达到气泡混合轻质土自身可承载的重量，下部土质泡沫保持原装，其结构也会保持稳固。

标准的浇筑厚度应控制在20cm～80cm之间，为保证气泡混合轻质土在初凝后结构保持稳定，要合理安排浇筑时间。单层浇筑时浇筑时间要和初凝时间保持一致，双层浇筑时要比水泥的终凝时间长。在泵送时，为避免吸料口吸入空气造成轻质土无规律飞溅伤及施工人员，吸料口的轻质土量应少于搅拌缸内的轻质土量。施工过程中应指派专人查看，保证管路100m和特殊路段施工处可正常运转，技术要求长度大于10m时，应每10m放置一个10mm厚的板作为变形缝，保证其结构的稳定性。

（3）轻质土的泵送采用持续施工作业方式，在泵送时应注意以下情况：轻质土量小时，应缓慢施工，让设备一直处于运转状态；当搅拌零部件卡住时，应采用正转结合倒转的处理方式，使其运转；为防止管道因长时间停泵造成堵塞，5min应开泵运转一次，停止工作超过1h，轻质土阻力变大，造成管内流通不顺畅，甚至无法正常施工时，应尽快将管内轻质土清理出去。

（4）浇筑施工作业中，应及时核测浇筑时间、流动度、密度容积等相关项目的数据，并做好施工日志。

（5）在泵送施工将要完成时，应及时判断轻质土的需求量，如估算轻质土管道内和搅拌缸内储存的轻质土量及浇捣现场所欠轻质土量，避免剩余浪费施工原材料，泵送施工结束后，需要将管路泵送清水清洗干净，延长其使用寿命，为避免设备出现安全故障，要将管道分段分步清洗，保证清洗干净后，应将设备及电源全部归位。

（6）顶层浇筑完毕后，应在其表面覆盖保护膜进行养生，时间为3天，在此期间不可破坏其结构的稳定性。

（7）未凝固前，如遇降水，应及时采取避雨防护措施。处理受到破坏的表层结构，对齐进行重新浇筑。

4.故障处理

（1）堵管处理

在泵送施工作业中会遇到一些特殊情况，例如管道末端和管弯、上坡发生堵塞，需及时用木制品持续敲击，使其尽快脱落；如果堵塞严重，应即刻停止作业，并拆分管道一一排查隐患，直至清除堵塞物，使管道畅通后方可继续施工。

（2）脱管处理

设备在持续工作中，零部件松动也会造成脱管现象，脱管现象大多存在于管道开始和上坡、弯管接口处。一旦出现此类问题，应及时停止工作，检查松动的部位并及时校正紧固。

五、结语

气泡轻质土是一种新生的施工材料，其强度可随时满足施工需求。从最终的施工效果也可以看出，采用气泡混合轻质土进行公路改扩建工程具有很强的技术优势性和广泛的适用性，值得推广。