中铁大桥局集团有限公司 上海 200120
摘要：泡沫轻质土是“通过发泡机的发泡系统将发泡剂水溶液制备成泡沫，与必须组分水泥基胶凝材料、水及可选组分集料、掺和料、外加剂按照一定的比例均匀混合，然后由发泡机泵送系统进行现场浇筑施工，经物理化学作用硬化形成的一种含有大量封闭气孔的轻质材料”。该材料具有轻质、密度与强度可调、良好的施工性和环保性等特点，其力学性能介于土与混凝土之间，使用上偏重于替代常规填土或砂，加快施工工期，减少工后沉降。
关键词：泡沫；轻质土；沉降；环保
泡沫轻质土的优势
泡沫轻质土的不可压缩及高强特性，使其较传统填料在工后沉降控制上更具优势，尤其是向原地面以下进行置换填筑时，可显著降低基底应力，有效控制工后沉降。
1）轻质高强：轻质高强是泡沫轻质土显著的特性，根据工程具体需要，可通过增加泡沫量来实现轻质化，重度可在3~12kN/m³选择，强度是普通土路基强度的2~4 倍。
2）密度和强度可调节：根据不同的材料组成用量和气泡率，按工程需要调整密度和强度。
3）良好的施工性：泡沫轻质土在强度形成前具有较高的流动性，采用管路泵送的方式现浇，可在狭小空间浇筑，可垂直填筑，自流平，自硬化，无需碾压或振捣，无需汽车运输，不需设置临时便道，减少占地拆迁。施工便捷高效，大幅缩短施工工期。
4）工艺先进：机械化程度高，各种成分计量配料采用全自动控制，工效高、质量控制能力强。
5）绿色环保，无毒无害，且可利用粉煤灰等工业废渣，具有优越的环保特性。
6）常规复合地基工法多为隐蔽工程，施工质量难以保证。而泡沫轻质土工法属非隐蔽工程，施工质量较易控制，可靠度高。
7）应用于路基软基处理时，较常规软基处理方案（如水泥土搅拌桩、粉喷桩）造价低，施工工法简单。
泡沫轻质土的实际应用
泡沫轻质土具有良好的工程路用性能，目前应用领域越来越广泛，主要如下：
1）道路工程、铁路工程拓宽及新建。
2）一般软基路段及台背回填减少桥头跳车。
3）征地拆迁困难、线缆无法迁移软基路段。
4）陡峭、施工作业高度受限路段的填筑。
5）地下结构减荷、桥梁减跨。
6）基坑、地下管线、矿区采空区回填灌浆。
7）抢险及抢修工程。
工艺流程及操作要点
工艺流程
泡沫轻质土的施工工艺流程为：泡沫制备→水泥浆的搅拌→泡沫轻质土生成→泡沫轻质土浇筑。
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操作要点
3.2.1施工准备
1）按要求进行泡沫轻质土配合比设计。在进行大面积泡沫土浇筑前，应进行试验段施工，以确定施工工艺、施工方法、工序组合以及验证各项设计参数。
2）结合设备生产能力、工期要求、初凝时间等对轻质土路基采用分区分层跳格浇筑施工。单个浇筑区几何边长以15~25m为宜，其面积最大不宜超过600m²。
3）按设计图纸进行泡沫轻质土路基基槽开挖，同步做好防、排、降水工作。确保基底无杂物、无积水、无松软土等，基底压实度符合设计要求。
4）根据浇筑区域规划安装临时模板，对模板的垂直度、拼缝质量、表面平整度、加固支撑情况进行检查，确保模板整体稳定、美观、不漏浆。
3.2.2 泡沫制备
1）压缩空气和发泡液在发泡装置中混合，并以发泡液和压缩空气的输送动力为动力，形成一定的泡沫流。由于混合介质为气液混合，装备系统的发泡技术、发泡剂性能直接影响泡沫流是否细腻，泡沫密度是否稳定。发泡剂性能应该满足下列要求：
a.对环境应无不良影响，宜采用界面活性类发泡剂。
b.在0℃以上的温度环境，发泡剂不应出现离析现象。
c.稀释倍率不宜小于100。
d.标准泡沫密度宜为40kg/m³~ 60kg/m³。
e.发泡剂所制作的泡沫应细密，经消泡试验确定的湿密度增加率不应超过10%。
2）拌合水不应含有影响泡沫稳定性、泡沫轻质土的强度和耐久性的有机物、油污等杂质。
3）泡沫制备、水泥浆输送、泡沫轻质土制备和输送应采用专用自动化施工设备，产能符合要求，具备流量实时数显功能。
3.2.3 水泥浆搅拌
水泥浆搅拌过程是水泥和水的混合反应过程，控制该过程的是水泥浆配合比及搅拌时间。所用水泥必须先进行消泡试验，以确定其湿密度增加率是否满足要求。水泥浆制备应连续，避免轻质土浇筑过程中，出现局部消泡、初凝现象，影响整体施工质量。
3.2.4 泡沫轻质土生成
该过程的混合比例由轻质土的湿密度目标值或者轻质土气泡率决定。该环节由于包含了气、液、固三种介质，是最难控制的环节。其控制质量是由装备系统的混合技术决定，表现为制备的轻质土密度是否稳定、是否均匀。施工时，每次启动机器后，需对生产参数进行调整，以保证轻质土的湿密度与流量满足设计要求。
3.2.5 泡沫轻质土浇筑
1）单个浇注层厚度最大不宜超过1m，最小不宜低于30cm，以50~80cm为宜，太薄或是太厚均对气泡产生不利，影响轻质性。
2）泡沫轻质土单个浇筑区、浇筑层的浇筑时间控制在水泥浆初凝时间内，上层浇筑层仅当下层浇筑层终凝后方可浇筑施工。
3）应尽可能沿浇筑区长轴方向自一端向另一端浇筑，如采用一条以上浇筑管浇筑，则可并排从一端开始浇筑，或采用对角浇筑方式。
4）浇筑需要移动浇筑管时，应沿浇筑管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇筑管。如确实需要左右移动浇筑管时，则应将浇筑管尽可能提出当前已浇筑轻质土表面后再移动。
5）进行扫平表面时，应尽量使浇筑口保持水平，并使浇筑口离当前浇筑轻质土表面尽可能低。
6）减少在尚未固化的轻质土中来回走动，减少挤压对泡沫轻质土质量产生影响。
3.2.6 成品保护
1）夏季泡沫轻质土浇筑完成后为了防止由于快速干燥而产生裂缝，固化后应在表面覆盖土工布保湿养护。冬季施工待其固化后覆盖土工布进行保温。
2）当遇大雨、暴雨或持续时间较长的小雨天气时，未固化的泡沫轻质土表面应采取遮雨措施，防止雨水消泡。
3）顶层泡沫轻质土浇筑硬化成型后，在强度符合要求后，方可进行后续路面结构层施工。路面结构层施工时，应避免大型机械直接在泡沫轻质土顶面行走，应采取边推平、边卸料的前进方式进行摊铺和碾压。
结语
泡沫轻质土作为一种新型的材料技术，具有轻质、密度与强度可调、适用范围广泛，施工方便及绿色环保等性能。随着对泡沫轻质土的深入研究与推广，今后将在越来越多的工程中发挥更好的性能作用。
参考文献：
[1]黄波.现浇泡沫轻质土施工工法[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（27）
[2]徐淑涛.泡沫轻质土在路基工程中的应用[J].城市建设理论研究，2014，（14）