◎曹志巍 中交四航局第二工程有限公司
廣州港南沙港區(qū)四期工程位于廣州港南沙港區(qū)南沙作業(yè)區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)的中部挖入式港池,泡沫輕質(zhì)土主要應用于碼頭兩軌間回填區(qū)域,填筑高程范圍為+1.0~4.75m,厚3.85m,在路床上下界面鋪設(shè)兩層鋼塑土工格柵;在泡沫輕質(zhì)土頂面、地面和側(cè)面均鋪設(shè)土工布,HDPE防滲土工膜。
泡沫輕質(zhì)土不僅在房建、公路、市政等行業(yè)揮出了極其重要的作用,并且在港口碼頭建設(shè)中得到了推廣。為此,文章結(jié)合上述實際案例,以泡沫輕質(zhì)土的特點為基本出發(fā)點,探討了泡沫輕質(zhì)土的具體的應用過程,期望可以為同類工程項目帶來幫助。
遠端攪拌站制作水泥漿→水泥漿運輸至泡沫輕質(zhì)土制備站→制作泡沫、制作泡沫輕質(zhì)土→輸送至澆筑區(qū)→澆筑區(qū)封層澆注。
在本工程項目中,由于泡沫輕質(zhì)混凝土施工工作面積較大,需要采用多工點進行現(xiàn)場施工,單工點長度15m、寬15m,總面積225m2,為保證泡沫輕質(zhì)土施工效率,現(xiàn)已經(jīng)在施工現(xiàn)場投入了3臺泡沫輕質(zhì)土攪拌站設(shè)備。
(1)泡沫輕質(zhì)土拌制過程。在本項目施工之前需要對泡沫輕質(zhì)土進行工藝性試驗,并根據(jù)工程項目的地質(zhì)條件、承載能力以及沉降控制標準確定泡沫輕質(zhì)土的配合比,本項目中泡沫輕質(zhì)土的配合比為125kg/m3∶407kg/m3∶0.16kg/m3∶313kg/m3∶188kg/m3(水泥、水、發(fā)泡劑、粉煤灰1、粉煤灰2),濕容重1095kg/m3,流動度191 mm,抗壓強度0.8MPa(7d),1.12MPa(28d)。
在具體的施工過程中,嚴格按照配合比拌制,首先將發(fā)泡液倒入輸送泵中,其次將其與壓縮空氣一同在發(fā)泡裝置中混合,并以二者的壓力為主要輸送動力形成泡沫流,再將水泥通過輸送管輸送至泵內(nèi)并充分攪拌;最后利用3寸或者4寸的輸送管將拌制而成的泡沫輕質(zhì)土輸送至施工現(xiàn)場。
(2)模板施工。泡沫輕質(zhì)土澆筑之前,利用規(guī)格為1.8m×0.9 m ×0.018m的木模進行分區(qū)支撐牢固,同時采用8cm×8cm的木方作為內(nèi)外支撐。為了保證工程項目的施工質(zhì)量,還應當注意以下幾點內(nèi)容:①在模板拼樁之前,嚴格按照施工方案和工序進行,在模板沒有得到固定的情況下不得進入下一道工序;②模板應以拼接構(gòu)造為主,拼接處利用止水膠帶作密封處理,其目的是避免漏漿;③待泡沫輕質(zhì)土完全固化后方可拆除模板;④木模模板安裝完成后,認真、仔細地檢查模板的垂直度、接縫質(zhì)量、表面平整度、截面尺寸、支撐情況以及模板加固,確保模板的整體穩(wěn)定性和美觀性。
(3)分區(qū)澆筑。輕質(zhì)混泥土在施工之前,根據(jù)各個供電的工程條件及邊界條件先分區(qū)澆筑,并確保符合以下要求:單個澆筑區(qū)面積不得超過400m2;單個澆筑區(qū)長軸方向長度應控制在10~15m。
(4)變形縫設(shè)置。在路基橫縱向上每隔20m設(shè)置一道變形縫,具體應使用2cm厚的聚苯乙烯板,并于胸墻、軌道梁、排水箱涵等混凝土銜接時,設(shè)置2cm厚的聚苯乙烯板作為緩沖層。
(5)鋼塑土工格柵布置。橫向布置鋼塑土工格柵,受力方向和非受力方向的搭接長度需分別≥30cm和≥10cm,綁扎帶應使用與鋼塑土工格柵型號相同的產(chǎn)品,并每間隔2m用U型釘固定。鋼塑土工格柵的基面既要保證平整,又要保證密實,鋪設(shè)工作要不間斷進行,在具體的鋪設(shè)過程不得出現(xiàn)扭曲、重疊等現(xiàn)象,且不得對鋼塑土工格柵拉伸安裝。
(6)土工布布設(shè)。土工布設(shè)過程中,其搭接寬度應為5cm,搭接處應展平和拉緊土工布,并每2m之處使用U型定將其錨固,避免局部卷起。
(1)泡沫輕質(zhì)土單層澆筑厚度應控制在0.4~1.0m之間,對于同一區(qū)段的上下相鄰澆筑層,當施工期間內(nèi)的氣溫不低于15℃時,最短澆筑時間應在8h之內(nèi)完成,連續(xù)澆筑時間不應低于12h。
(2)單個澆筑區(qū)澆筑層的澆筑時間控制在2h之內(nèi)。
(3)沿著澆筑區(qū)的長軸方向從一端向著另一端澆筑,如果使用一條或者一條以上澆筑管時,可以并排從一端開始澆筑或者采用對角的方式澆筑。
(4)在具體的澆筑過程中,如果需要移動澆筑管,要沿著澆筑管放置的方向前后移動,禁止左右移動,如果必須左右移動時,應將澆筑管移出當前已完成澆筑的泡沫輕質(zhì)土表面之后再移動。
(5)掃平表面時保證繞注口保持水平狀態(tài),并使繞注口低于輕質(zhì)土表面。
(6)減少和降低在已經(jīng)澆筑完成但尚未固化的輕質(zhì)土上行走的次數(shù)。
(7)如果澆筑層底層高程之間有明顯的差異,應當于較低層開始澆筑。
(8)出料口在具體的澆筑過程中不得懸空;當需要移動澆筑管、從出料口取樣或者需要沖散澆筑區(qū)內(nèi)多余的氣泡時,出料口距離輕質(zhì)土表面的高差應控制在1.5m以內(nèi)。
(9)施工縫采用錯縫分層進行處理,其目的是降低不均勻沉降。
(1)泡沫輕質(zhì)土頂面澆筑至設(shè)計高程后使用塑料薄膜將其覆蓋,達到保濕養(yǎng)護目的,如果因條件限制使用無紡土工布覆蓋,應結(jié)合灑水的方式來養(yǎng)護輕質(zhì)土頂面,養(yǎng)護時間不得低于7日。
(2)在泡沫輕質(zhì)土頂部路面施工之前,其頂部禁止行駛工程機械設(shè)備;對于局部地段無法回避時,應結(jié)合工程項目的實際情況并選擇合適的位置,鋪設(shè)≥50cm厚度的臨時保護層作為臨時便道,以供工程機械設(shè)備行駛。
(3)輕質(zhì)土頂部養(yǎng)護強度必須達到0.6MPa方可組織施工,在具體的施工過程中禁止大型工程機械設(shè)備在泡沫輕質(zhì)土頂部行駛。
本項目泡沫輕質(zhì)土的設(shè)計要求濕容重為≥1050kg/m3,重量僅為普通水泥混凝土的44%左右,可有效減輕對輕海側(cè)碼頭的土壓力以及豎向的荷載。
泡沫輕質(zhì)土直接在施工現(xiàn)場分層、分塊澆筑,與胸墻、軌道梁等結(jié)構(gòu)銜接時設(shè)置緩沖層,并在橫向設(shè)置每20m一道變形縫,使得兩軌間回填區(qū)形成一個整體,并與相鄰結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密。
泡沫輕質(zhì)土的配合比試驗強度為0.8MPa(7d)、1.12MPa(28d),因具有較高的抗壓強度以及整體性,大大提高了地基承載力和穩(wěn)定性。
泡沫輕質(zhì)土與工程項目的使用壽命基本相同且具有超強的耐水性,因內(nèi)含大量封閉氣孔,可減少孔隙水的滲透和后方回填土體細顆粒的運動,保持后方回填土體的穩(wěn)定性,降低碼頭后方回填區(qū)的沉降位移量,提高碼頭結(jié)構(gòu)的耐久性。
本項目一共配備3套攪拌設(shè)備,每套攪拌設(shè)備主要包含水泥攪拌站一臺、90m3/h輕質(zhì)土制備站一臺、水泵、輸送管等;攪拌設(shè)備采用自動上料、自動拌合的設(shè)置,每盤漿料拌合時間不超過5min,實現(xiàn)自動化作業(yè),同時實現(xiàn)距施工現(xiàn)場350m以內(nèi)的遠距離輸送,滿足2500m3/d的生產(chǎn)進度要求;因采用管道輸送的方式,減少了大型施工機械的使用,避免了各相鄰工序間的施工干擾,并對碼頭水工結(jié)構(gòu)起到成品保護的效果。
綜上所述,泡沫輕質(zhì)土作為一種新的工藝和材料,相比傳統(tǒng)回填砂,其采用管道運輸,減少了現(xiàn)場材料運輸、攤鋪、碾壓等設(shè)備的需求,提高了施工效率;輕質(zhì)土具備整體穩(wěn)定性和耐久性,能夠加快碼頭結(jié)構(gòu)的施工進度,對保證工程項目建設(shè)質(zhì)量、加快施工進度方面具有極大的優(yōu)勢。