桥台路基施工中的泡沫轻质土施工技术

申佳明 刘正新 蔡富睛

中建八局第二建设有限公司，中国·山东 济南 250000

1 引言

泡沫轻质土主要是一种泡沫形态的土体，容重比较轻。在制作过程中，按照把发泡剂放在水溶液中，形成泡沫之后与水泥基胶凝材料、水、集料、添加剂、掺合料等进行混合搅拌，在物理、化学作用下逐渐硬化，从而形成轻质材料。该土体具有较强的耐久性，刚度较大，而且环保性、透气性较高，在路基填筑工程中作为主要的回填材料得到了广泛应用。本文主要对泡沫轻质土在桥台路基工程中的施工技术进行探究。

2 泡沫轻质土概述

2.1 成分构成

①凝胶材料。该材料主要包含主剂、辅剂，前者可以对土体骨架起到良好的固结、加强功能，后者可以对其产生良好的催化、早凝功能。主剂类型主要包含普通硅酸盐、火山灰硅酸盐、矿渣硅酸盐等水泥，它们可以对土体内的水分子产生水化反应，产生的物质能够在黏土颗粒作用下，进行离子交换，生成硬质固化物，实现对土体的加固作用；辅剂主要包含粉煤灰、石灰粉、硅粉等，可以对主剂的使用量进行控制，从而减少成本[1]。

②发泡剂。把一定剂量的发泡剂放入到水溶液内，并将其与压缩空气一起置入到发泡剂内，在物理、化学作用下，形成表面活性剂等泡沫物质。该物质的表面张力较小，其液膜表面主要以电子层排列方式呈现。为了保障施工质量，需要优化发泡工艺，保障泡沫的均匀性和稳定性。主要使用的发泡剂有植物性、动物性、混合型等发泡剂。

③细骨料。细骨料主要以优质砂为主，但是为了减少施工成本，往往因地制宜，对现场的河砂、石灰石粉、碎石粉等废弃土进行废物利用，制作成细骨料。为了保障其材料的单轴抗压强度、扩散速度满足设计要求，需要开展重复性的试验对材料的性能进行检测，直到其适应施工要求标准值。

2.2 特性分析

①轻质性。泡沫轻质土主要是由很多微小胶质气泡群构成，整体容重不大。此外，可以结合具体的施工要求，对气泡率进行调整，从而改变其胶凝材料含量，使其总体容重满足施工要求。但是在施工时，如果出现消泡、缩泡以及硬化过程中吸水现象，都是使其容重、密度变大。

②流动性较高。该材料内没有加入粗集料，流动性较高，通过还可以调整其水灰比改变其流动性，并可以利用软管进行泵送使用，输送距离较远，为浇筑施工提供便利。

③密实性特点，轻质土具有较高的吸水性能，当吸收一定的水量之后，其密实度增加，因此如果施工区域降水量较高，需要采取一定的防水措施。

④自立性。这是一种水泥类材料，在完成初凝之后，会逐渐硬化，呈现超固结状态。这种情况降低混凝土对挡土墙的侧压力，实现垂直填筑[2]。

⑤耐久性，泡沫轻质土是一种水泥材料，其强度性能比较高，不会受到冻融循环、干湿循环的影响，使用寿命比较长，耐久性较好，可以有效控制公路工程运维成本。

⑥单轴抗压强度较高。泡沫轻质土的粘聚力较强，但是如果其材料中的掺假比例越大，其抗压强度逐渐减小。其强度参数主要受到各种因素的影响，如水泥标号、养护温度、使用年数等。

因此，为了进一步提升泡沫轻质土抗压强度，延长公路使用寿命，需要选择较高的水泥标号，并对其进行按时养护管理，确保养护温度的适宜性。

3 泡沫轻质土在桥台路基施工中的应用实践

泡沫轻质土在桥台路基工程中的施工工艺流程，如图1所示。

图1 泡沫轻质土在桥台路基施工中的应用流程

3.1 原材料配比的合理控制

为了进一步提升泡沫轻质土的使用性能，强化其对环境的抵抗能力，要选择合适的型号的活性发泡剂。要对该活性发泡剂静置1 小时，如果其气泡群沉降量不超过五毫米，泌水量在25 毫升以下，且泡沫较为细密，才能进行施工使用。通常情况下，选择普通硅酸盐水泥，并按照相关规范要求对其进行标准性配比。要进行科学合理的消泡试验，保障湿密度增大率在百分之十内，混凝土沉降量较低，没有出现材料离析现象。[3]同时，需要进行配合比试验，制作立体试块，并利用压力机开展抗压强度测定，确保其强度符合设计要求。

3.2 做好施工前的准备工作

在进行桥台路基施工之前，需要结合各种要素进行综合性分析，如工期、现场情况、施工水平等，从而制定合理的施工组织规划，对浇筑区域、浇筑层进行合理划分，保障浇筑施工的规范性开展。在完成路基开挖工序之后，需要对基底进行全面清理，避免出现杂物、积水等，并铺设一定碎石垫层，铺设透水土工布，防止基坑积水，并利用一定型号的碾压机对基底土层进行碾压，直到其压实度达到80%；要结合设计要求安装临时模板，并确保模板与模板之间拼装紧密性，避免出现漏浆问题；结合设计要求称量发泡剂，并加入一定的清水，形成水稀释液，与压缩空气仪器置入发泡剂，形成泡沫；在泡沫轻质土制作过程中，一般需要拌合站对水泥浆进行统一供应，并确保水称量符合流量标准要求。[4]在具体制作之前，需要对水泥材料进行消泡试验，确保其湿密度符合设计要求后才能进行使用；要保障水泥浆制作过程的连续性，避免出现较长的中间间隔，容易引起局部消泡和初凝问题；利用泵送的方式把水泥浆液运输到施工现场，并结合施工要求对其进行重复搅拌，避免出现颗粒物，在出料时利用滤网对其进行过滤；当把对气泡加压后，将其与水泥浆液进行混合，形成泡沫轻质土，在施工使用之前，需要结合具体的施工要求，对材料参数进行适当调整，确保其流量、湿密度满足设计要求。

3.3 现场浇筑施工

一般情况下，在对泡沫轻质土进行现场浇筑时，为了保障浇筑施工质量，要分层浇筑，单个浇筑区域顶面面积控制在400 平方米以下，浇筑区长轴控制在20 米以内；要在纵向每隔15 米设置一条沉降缝，可以选择一定厚度的聚苯乙烯板作为材料进行施工；每层浇筑厚度不超过一米，确保上层水泥浆液完成初凝后才能对下层开始浇筑；要对每一层浇筑的时间进行合理掌控，限制在初凝时间之内从长轴一段逐渐延伸且一次性完成浇筑。[5]在现场浇筑时，要对浇筑管进行前后依次前移，尽量避免左右移动，并把出料口设置在泡沫轻质土下部。如果施工环境温度较高超过15 摄氏度，每层间隔浇筑时间控制在8 小时左右；如果温度在15 摄氏度以下，间隔时间在12 小时左右。

3.4 成品养护管理

在对泡沫轻质土浇筑完成之后，等到其硬化成型后，需要安排专业人员对其进行定期维护保养，避免其在达到设计强度之前受到外力损坏。要对成品进行定期随机的性能检验，确保其试件准干密度控制在湿密度标准值；如果泡沫轻质土到达设计强度后，需要在其表面覆盖塑料薄膜，避免降雨引起消泡问题；并进行定期洒水，避免其水分蒸发过快，引起表面裂缝；通常情况下要持续性养护管理一周以上，确保其强度都达到设计标准值后才能开展路面结构层的施工[6]。

4 结语

综上所述，泡沫轻质土因此轻质性、耐久性等优势在公路桥台路基施工中发挥了极大的作用效果。在实际使用中，因其刚度较高，土质较轻，可以减少填土荷载，可以有效缓解工后沉降、桥头跳车问题。泡沫轻质土施工操作较为简便，施工周期较短，可以对整体的施工成本进行有效控制，对于提升桥台路基施工质量大有帮助。