許霖XU Lin

（廣西交通投資集團南寧高速公路運營有限公司，南寧 530022）

0 引言

泡沫混凝土是先用發(fā)泡機把發(fā)泡劑制成泡沫，再加入砂、粉煤灰、石灰、水泥、水及相應(yīng)外加劑等，與泡沫混合拌制，再通過澆筑、養(yǎng)護等一系列措施而形成輕質(zhì)且多孔的混凝土，該混凝土具有質(zhì)輕、密度小、保溫隔熱性能好、整體性能好、防水性能強、耐久性能好、低彈減震性好、環(huán)保性能好、生產(chǎn)加工及施工方便等特點，在高速公路項目中應(yīng)用越來越廣泛。因此，本文以泡沫混凝土為例針對高速公路路基混凝土施工技術(shù)進行總結(jié)研究具有良好的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

某高速公路項目其中一標段的建設(shè)長度為15.4km，路基設(shè)計寬度為32.6m。該高速公路為雙向6 車道，設(shè)計速度為120km/h。

2 工程地質(zhì)概況

該項目所經(jīng)區(qū)域多坡度15°～30°的低山斜坡，地表植被覆蓋率較高，僅有個別區(qū)域有基巖裸露。經(jīng)現(xiàn)場鉆孔（深度3.2m）勘測得知，現(xiàn)場巖層自上往下主要為：①含碎石粉質(zhì)黏土層，碎石占比30%-35%（以強風化云母片巖為主），碎石粒徑為50-159cm，該黏土層呈黃褐色，硬塑；②強風化云母片巖層為Ⅳ級軟巖，巖體顏色為灰—灰黃色，且呈碎塊狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育。

3 路基穩(wěn)定性驗算

根據(jù)現(xiàn)場巖層勘測結(jié)果，選擇填方最高、坡度最大的斷面作為控制性斷面計算路基穩(wěn)定性情況，計算參數(shù)取值見表1。

表1 路基穩(wěn)定性計算參數(shù)取值

計算中分別采用Bishop 條分法和不平衡推力法對路基穩(wěn)定性進行計算[1]；行車道荷載按照公路—I 級取值，路面結(jié)構(gòu)層按照重度折算成等代土層厚度，取值為2.0m[2]。路基穩(wěn)定性最終計算結(jié)果見表2。

表2 路基穩(wěn)定性計算結(jié)果

4 路基填筑方案比選

根據(jù)表2 可知，路基穩(wěn)定性不滿足施工要求，為了提高路基穩(wěn)定性，擬定三種方案對路基進行加固。為選出最優(yōu)加固方案，對三種方案進行對比優(yōu)選，具體如表3 所示。

表3 路基處理方案對比優(yōu)選

通過三種方案對比，并根據(jù)項目現(xiàn)場實際情況，最終確定路基采用泡沫混凝土進行換填，以便在提高路基穩(wěn)定性的同時，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最優(yōu)。

5 路基泡沫混凝土施工

5.1 基坑開挖

①根據(jù)設(shè)計要求測量確定路基基坑開挖邊線，在此基礎(chǔ)上，采用挖掘機實施開挖作業(yè)。開挖施工中，為防止影響坑底土的穩(wěn)定性，待開挖至距離基坑底部標高5cm 的時候，暫停機械開挖，換用人工方式繼續(xù)開挖，直至開挖到設(shè)計標高位置。②結(jié)束開挖后，采用18t 振動壓路機對基坑底進行振動碾壓，保障坑底壓實度，進一步提高坑底穩(wěn)定性。③驗收基坑坑底壓實度滿足要求后，在基坑底從中央分隔待開始向兩側(cè)采取整體無搭接方式攤鋪防滲土工織物，確?？拥追罎B效果。

5.2 安裝模板

該項目中，基坑模板為12mm 厚竹膠板，采取木方+鋼筋方式進行支撐及加固，即先在坑底裝好固定鋼筋，在用木方對模板進行橫向、豎向加固及斜向支撐?？v向上木方按60cm 間距布置，橫向上木方設(shè)置在模板中部位置。模板安裝必須要確保接縫壓密、無錯臺，并嚴格把控模板安裝后的強度、剛度及穩(wěn)定性等滿足設(shè)計要求，確保模板可以承受泡沫混凝土澆筑施工中的側(cè)壓力，為路基泡沫混凝土高質(zhì)量施工奠定基礎(chǔ)。另外，根據(jù)該項目路基設(shè)計要求，每間隔15m 設(shè)置一道沉降縫。

5.3 泡沫混凝土制備

根據(jù)試驗確定的配合比（見表4）對泡沫混凝土進行配制。將水泥、泡沫液、水、礦物摻料等按比例依次倒入混凝土輸送機中，然后設(shè)置好相應(yīng)參數(shù)，進行自動化拌制[3]。

表4 泡沫混凝土配合比

5.4 泡沫混凝土澆筑

該項目中，采用配管泵送方式進行泡沫混凝土澆筑。

正式澆筑前，嚴格檢查配管各接頭的密封性，確保無滲漏。

檢查配管接頭無問題后，按自中心向四周的順序依次澆筑；澆筑中，為減少消泡量，泵管口需插進已澆筑混凝土面內(nèi)10cm 左右，且泵管要與待澆面板保持一定角度，緩慢澆筑，嚴禁垂直噴射澆筑[4]。泡沫混凝土澆筑示意圖見圖1 所示。

圖1 泡沫混凝土澆筑示意圖

①澆筑過程中，要控制每層澆筑厚度在0.3～0.8m 范圍內(nèi)，并按設(shè)計要求控制泵送壓力，以防泵送揚程不足或泵送距離不達標等而引起質(zhì)量問題。泡沫混凝土澆筑過程中，每個工作面需間隔8h～14h 澆筑一層，若需暫停施工時，應(yīng)控制中斷時間在0.5h 內(nèi)，若中斷澆筑時間超過0.5h，則需清洗泵管后，再繼續(xù)澆筑。②泡沫混凝土澆筑中，將用φ3.2mm 鋼筋編織的網(wǎng)片（長×寬=5cm×5cm）分別放置于距離底面0.5m 的位置、距離頂面0.35m 的位置，縱向上網(wǎng)片搭接寬度為20cm，橫向上網(wǎng)片搭接寬度為30cm，并用鍍鋅鋼絲將相鄰網(wǎng)片綁扎牢固。

5.5 泡沫混凝土養(yǎng)生

澆筑完泡沫混凝土之后，為防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫，需及時采取土工織物+噴淋保濕措施進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間至少7d。養(yǎng)護過程中，嚴禁在泡沫混凝土結(jié)構(gòu)面上行走及堆放物品，確保施工質(zhì)量[5]。

6 泡沫混凝土應(yīng)用效果分析

為研究確定泡沫混凝土在高速公路路基施工中應(yīng)用的效果，從強度、耐久性兩個方面與普通高速公路路基填料進行對比，并對泡沫混凝土路基工后的位移情況進行監(jiān)測。

6.1 強度

為對比泡沫混凝土與普通高速公路填料在強度上的區(qū)別，現(xiàn)場進行試驗分析，具體結(jié)果見表5 所示。

表5 強度對比分析結(jié)果

從表5 中可以看出，泡沫混凝土在強度上明顯優(yōu)于普通高速公路填料，同時，泡沫混凝土對應(yīng)的CBR 值（基層材料承載能力）也高于普通填料。

6.2 耐久性

耐久性是考量路基在車輛荷載、凍融循環(huán)、干濕循環(huán)等長期反復(fù)作用下能否保持穩(wěn)定的重要指標。因此，為確定泡沫混凝土路基的耐久性，現(xiàn)場對泡沫混凝土路基進行耐久性試驗。最終試驗結(jié)果顯示，當路面厚度超過25cm之后，車輛荷載施加給泡沫混凝土路基的應(yīng)力約占總體應(yīng)力的20%，應(yīng)力比約為0.2。基于此，根據(jù)回歸方程進一步計算得出，構(gòu)件疲勞壽命為N≈1×1029次，滿足高速公路使用要求。

6.3 泡沫混凝土路基位移監(jiān)測

該項目中，路基最大填方高度為10.4m，且施工段地質(zhì)勘察結(jié)果顯示，施工范圍內(nèi)并沒有軟土等不良地質(zhì)。因此，此次施工監(jiān)測主要是采取位移樁及測斜孔來對為泡沫混凝土路基位移量進行監(jiān)測[6]，其中位移樁是采用Φ30mm圓鋼制作而成，測斜孔采用PVC 測斜管，孔深為10m?，F(xiàn)場共計布置監(jiān)測點274 各監(jiān)測點，本文結(jié)合現(xiàn)場地形及路基橫斷面等選擇3 個具有代表性的監(jiān)測點（2 個淺層監(jiān)測點、1 個深層監(jiān)測點）進行分析，監(jiān)測點具體布置情況見表6 所示，3 個點的位移監(jiān)測見表7 所示。

表6 監(jiān)測點布置位置情況

表7 位移監(jiān)測結(jié)果（mm）

從表7 中可以看出，泡沫混凝土路基施工后，通過128d 的不間斷監(jiān)測，得出路基各位置的位移量最大值都小于10mm，同時，深度≥5m 后，位移量為零，說明位移影響的最大深度小于5m，滿足路基施工要求。

7 結(jié)論

綜上所述，通過實例證明泡沫混凝土在高速公路路基項目中應(yīng)用，不僅具有更好的強度（0.6MPa 以上）、耐久性（疲勞壽命為N≈1×1029次），而且路基工后的位移量均<10mm，且影響深度<5m，滿足施工要求。另外，通過方案對比可知泡沫混凝土路基施工的工期更短，由此可見，泡沫混凝土在高速公路路基項目中有著良好的應(yīng)用價值。