畅奔
中交一公局第七工程有限公司 河南省 郑州市 450000
摘要：为解决软土地区新建高速公路路基施工问题，本文结合某新建高速公路工程实际情况，对其软基换填处理中超大体量泡沫混凝土的应用进行分析，提出材料要求与具体的施工工艺，旨在为相关人员提供参考。
关键词：软土地区；新建高速公路；路基施工；超大体量泡沫混凝土
泡沫混凝土是指通过掺加发泡剂形成的泡沫与混凝土均匀混合的混合料，目前已经在软土地区的新建高速公路路基施工中得到大规模使用，并取得良好效果，尤其是当软基换填体量相对较大时。
1工程概况
软土地区的高速公路工程建设经常需要采用换填的方法进行软基处理，而在换填数量较大的情况下，换填材料调配有很大的困难，而且如果填料类型不同将带来其它问题。因此，针对这种情况可使用泡沫混凝土对软基进行换填处理，以此从根本上解决换填材料调配和使用不同类型换填材料给现场施工造成的困难及对换填效果和质量造成的影响。
某高速公路路段总长约29.8km，由于处在软土地区，设计采用泡沫混凝土进行换填处理，换填总量可以达到56.6万m3，是全国同类工程中软土换填数量较大的一个项目。该段中第四合同段总长约6.027km，按双向六车道标准设计，设计时速100km/h，路基设计宽度33.5m，需换填处理的路段总长约1.325km，总换填数量约为4.16万m3。
2材料要求
泡沫混凝土配制原材料包括水泥、发泡剂等，原材料应达到以下各项要求：
（1）水泥：以硅酸盐水泥为宜，强度需不低于42.5级，要求在满足各项标准的基础上，达到要求的强度、气泡稳定性与流动度。未经严格检验与检验结果不合格的水泥均不得在施工中使用，否则必然对混合料质量造成影响，同时影响到后续的施工与施工完成后的效果。
（2）发泡剂：以表面活性剂为主，外观应达到均匀且透明，对环境不会造成不良影响。发泡后产生的泡沫应达到均匀和细密，且直径不能超过1mm。另外，稀释倍数应达到60以上，发泡倍数不低于20，气泡泌水率不能过低，而且不可连通。
（3）混合料：在路面底层下部0.3-1.1m范围内，混合料干容重应控制在6.5kN/m3之内，以5.5-6.5kN/m3为宜，28d龄期后的抗压强度应达到1.0MPa以上，且流动度要保持在160-200mm范围内。在路面底层下部1.1m以下的部分，混合料干容重应控制在5.5kN/m3之内，以4.5-5.5kN/m3为宜，28d龄期后的抗压强度应达到0.7MPa以上，且流动度要保持在160-200mm范围内。在换填深度小于1m的部位，混合料干容重应控制在6.5kN/m3之内，以5.5-6.5kN/m3为宜，28d龄期后的抗压强度应达到1.0MPa以上，且流动度要保持在160-200mm范围内[1]。
3施工工艺
3.1施工工艺流程
换填施工需严格按照以下工艺流程进行：（1）测量放样；（2）基坑开挖；（3）基底碾压与检验；（4）铺筑土工织物；（5）模板安装；（6）混合料生产；（7）混合料分层浇筑；（8）养护；（9）隔离层施工。
3.2基坑的开挖与检测
完成对开挖边线的测放以后，开始利用挖机进行基坑的开挖施工，在开挖到基底标高上部5cm的位置，且基底宽度满足设计要求后，做好基坑排水，并禁止通行，避免对原路基造成扰动。完成开挖后，使用压路机进行振动碾压，以基底的换填深度为依据通过碾压达到要求的压实度。将基底压实并检测确认合格后，根据设计要求进行土工布的铺设，在中央分隔带上于两侧将土工布延伸到底部2m处。
3.3模板安装
模板以竹胶板为主，板厚1.2cm，模板的支撑加固使用木方与钢筋相结合的形式实现。在基底处通过钢筋设置加以固定，并在横向与竖向使用木方进行加固，其中，纵向木方按照60cm的间隔距离设置。将模板安装完成之后，应有良好的稳定性与强度，可以承受换填时施加的侧向压力，防止在浇筑时发生变形。
将模板设置到位后，其表面应保持光滑与平顺，且尺寸准确无误，接缝保持严密，没有错台。在换填开始之前，应对包含平面位置和顶部高程等在内的各项重要内容进行检查，经检查确认无误后，方可开始换填。对于沉降缝布置位置，需要以换填长度为依据按照10-15m的间隔距离设置。
3.4混合料生产
以试验得出的配合比为依据实施备料，借助集成化设备进行混合料的生产，生产原理为利用物理方法生成大量泡沫，然后按照一定的比例将泡沫混合到水泥浆当中，制得气泡分布均匀且能满足各项要求的优质混合料。
3.5混合料浇筑
混合料采用配管进行泵送，在泵送开始前，认真检查配管的接头，使接头保持严密和牢固，避免渗漏现象的发生；在泵送时，配管压力应能达到扬程与输送距离等方面的要求。混合料浇筑过程中，泵管要和面板保持一定倾角，注意不可按照从上到下的顺序进行喷射，要将管口埋设到内部至少10cm，这样能有效防止消泡。
在现场浇筑施工中应满足以下各项要求：
（1）按照从中心到四边的方向进行扩展浇筑。所有浇筑点都不能对面板或伸缩缝等部位造成冲击，以免面板的底部与接缝部位产生漏浆。
（2）浇筑应分层进行，每层的厚度除了较为狭小的地方按照不超过1m严格控制以外，其它部位均按照30-80cm的厚度进行分层，对上层的浇筑要在下层混合料达到终凝以后开始。
（3）单块浇筑面积需要以混合料的生产能力与浇筑厚度为依据确定，使浇筑能在混合料达到初凝之前全部完成。
（4）浇筑时要防止对混合料造成扰动，作业人员不可随意走动或对浇筑管道进行移动，如果停滞的时间达到30min以上，则要对浇筑管道进行冲洗，以免混合料凝固造成堵塞，影响后续的使用。
（5）根据设计要求做好钢丝网的安装，共布置两道，其中一道布置在与底面相距0.5m的位置，另外一道则布置在与顶面相距0.35m的位置。将钢丝网铺设好后，应保持平整，两个网片之间使用钢丝进行绑扎，横纵向的搭接宽度分别按照30cm、20cm进行控制。
（6）在混合料浇筑过程中，需沿纵向按照10m的间隔距离进行横向缝的设置，具体的横向缝间隔距离需要以换填长度为依据进行适当的调整。此外还需将顶部混合料做成台阶状，以此良好适应原路面的横坡，施工缝的宽度按2cm控制，在所有断面突变的地方都应设置好变形缝，并在缝中使用厚度为10-20mm的木板进行填充。
3.6混合料养护
为避免浇筑完成的混合料发生太大的收缩导致裂缝产生，在浇筑结束后，需对其进行有效养护，即采用喷淋的方法进行保湿。在浇筑完成后应先覆盖一层土工织物，并进行定期洒水，确保土工织物始终处在湿润的状态。一般情况下，养护应持续7d以上的时间。在养护过程中，不允许人员行走与堆放各类物品，否则可能导致气泡结构被破坏，对浇筑后的质量造成影响[2]。
3.7隔离层施工
隔离层采用级配碎石铺筑而成，完成铺筑后先用轮胎压路机实施静压，注意不可振压，碾压的厚度需按照30cm控制，可分层两层进行碾压，上层厚度13cm，而下层厚度要以现场实际情况为依据确定或调整，通过碾压使压实度达到96%以上。隔离层材料的摊铺需使用倒退式的方法进行。在摊铺用级配碎石中，针片状颗粒实际含量要控制在20%以内，同时不能含有植物根系与黏土块等杂质，承载比不得低于8%，顶部弯沉值不超过2.329mm，压碎值不超过30%。
泡沫混凝土作为一种新材料，其在软土地区高速公路路基施工中的应用是合理可行的，且性能优异，从根本上解决换填土方不足等实际问题。
4结语
目前，该路段基于泡沫混凝土的路基换填施工已经完成，将检查确认各项指标均能满足设计要求，说明以上施工工艺合理可行，值得类似工程参考借鉴。
参考文献：
[1]张静,荣辉,彭犇,岳昌盛,张磊,程鑫.微生物复合发泡剂制备承重保温型泡沫混凝土的基本特征[J].新型建筑材料,2021,48(03):5-8+76.
[2]杨博明,刘慧萍,傅渝峰,梁婧,银昱杰.矿物掺合料对外墙保温材料泡沫混凝土的改性研究[J].西安工业大学学报,2021,41(01):34-39.