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1相關(guān)理論基礎(chǔ)概述

1.1泡沫輕質(zhì)混凝土的定義

泡沫輕質(zhì)混凝土是通過利用多種不同的材料混合制成。在制作泡沫輕質(zhì)混凝土過程中，首先使用發(fā)泡設(shè)備，將發(fā)泡劑變?yōu)榕菽缓笤谂菽屑尤脒m量的外加劑、水、水泥、摻合料，通過均勻攪拌，進(jìn)而制作成料漿。當(dāng)料漿完全硬化以后，會(huì)產(chǎn)生一種帶有很多微孔、質(zhì)量比較輕的土工材料。因?yàn)榕菽p質(zhì)混凝土具有多種優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，如較強(qiáng)的流動(dòng)性與減震性，質(zhì)量輕、較好的自凝性等，進(jìn)而被廣泛運(yùn)用在減荷回填、路堤病害處理、路基拼寬等領(lǐng)域中。

1.2泡沫輕質(zhì)混凝土的特性

1)整體性。水泥是泡沫輕質(zhì)混凝土的固化劑，所以泡沫輕質(zhì)混凝土與普通混凝土的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間是相同的，泡沫輕質(zhì)混凝土在完全硬化以后，具有非常好的自凝性。在工程施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土進(jìn)行澆筑以后，能夠與主體工程進(jìn)行緊密結(jié)合。

2)輕質(zhì)性。一般情況下，與普通混凝土的干密度相比，泡沫輕質(zhì)混凝土的干密度約為其的1/5～1/8，約為300－1600kg/m3，所以使用泡沫輕質(zhì)混凝土，有助于建筑結(jié)構(gòu)荷載的顯著下降，有效避免或者減小建筑物的不均勻沉降。

3)固后自凝性。在泡沫輕質(zhì)混凝土中，主要使用的固化劑是水泥。在制備泡沫輕質(zhì)混凝土過程中，在初凝階段，水泥會(huì)出現(xiàn)固化自力的變化，當(dāng)水泥完全固化以后，水泥不再會(huì)對(duì)擋土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生推擠力，可以進(jìn)行垂直填筑，所以在進(jìn)行減荷回填時(shí)，宜使用泡沫輕質(zhì)混凝土。

4)施工便利性。通過使用專業(yè)泵送設(shè)備，泡沫輕質(zhì)混凝土能夠進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)，泵送設(shè)備的輸送量約為400～500m3/d。對(duì)于泡沫輕質(zhì)混凝土，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，其中垂直高度傳輸距離高達(dá)100m，水平傳輸距離高達(dá)500m。另外，泡沫輕質(zhì)混凝土具有澆筑自流平、填充自密實(shí)的特點(diǎn)，在施工過程中，施工單位不需要進(jìn)行其他相關(guān)的處理，有助于節(jié)省碾壓、振搗時(shí)間，充分體現(xiàn)出泡沫混凝土具有顯著的施工便利性。

1.3泡沫輕質(zhì)混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的影響因素

對(duì)于泡沫輕質(zhì)混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量來說，膠凝材料、攪拌設(shè)備、發(fā)泡設(shè)備、發(fā)泡液是主要影響因素。①發(fā)泡液，即水溶液和發(fā)泡劑在發(fā)泡設(shè)備作用下能夠有效引入空氣，進(jìn)而能夠產(chǎn)生很多泡沫群的一種混合物質(zhì)，對(duì)于泡沫輕質(zhì)混凝土來說，發(fā)泡液是影響其穩(wěn)定性質(zhì)量的重要影響因素，同時(shí)還在極大程度上影響著泡沫數(shù)量、稀釋倍率與氣泡群密度的穩(wěn)定性;②發(fā)泡設(shè)備，發(fā)泡劑能夠制成一群滿足質(zhì)量要求的氣泡群，主要取決于發(fā)泡設(shè)備，氣泡群的濕容重、適應(yīng)性深受氣泡群均勻性、氣泡群密度、氣泡群質(zhì)量的影響;③攪拌設(shè)備，通過利用攪拌設(shè)備，能夠有效攪拌混合氣泡群與水泥基漿料，進(jìn)而能夠形成泡沫輕質(zhì)混凝土，對(duì)于施工過程中泡沫輕質(zhì)混凝土的均勻性與速度，在極大程度上取決于攪拌設(shè)備，同時(shí)攪拌設(shè)備也對(duì)氣泡存留率、氣泡群穩(wěn)定性造成極大的影響;④膠凝材料，泡沫輕質(zhì)混凝土的抗壓強(qiáng)度主要取決于膠凝材料，與此同時(shí)，膠凝材料還與氣泡群密度、氣泡群摻量、氣泡群質(zhì)量、發(fā)泡劑性能、外加劑等之間存在極大的關(guān)系，并且對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土的流動(dòng)度、穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生極大的影響。其中，泡沫輕質(zhì)混凝土的生產(chǎn)制備工藝流程，如圖1所示。

2泡沫輕質(zhì)混凝土填筑技術(shù)要點(diǎn)

1)根據(jù)施工工藝對(duì)施工材料性能的具體要求，將外加劑加入漿料中，控制外加劑添加量，可以調(diào)節(jié)漿體凝結(jié)的速度，有助于泡沫輕質(zhì)混凝土微觀結(jié)構(gòu)的固化。

2)選用泡沫輕質(zhì)混凝土填充專用設(shè)備，有助于填筑速度的提升。

3)為保證泡沫輕質(zhì)混凝土的性能、具有良好的穩(wěn)定性，泡沫輕質(zhì)混凝土應(yīng)選用能夠有效提高泡沫輕質(zhì)混凝土穩(wěn)定性的發(fā)泡劑。

3泡沫輕質(zhì)混凝土在高速公路路堤病害治理中的運(yùn)用要點(diǎn)

某高速公路路堤病害治理工程，主要施工內(nèi)容有:挖除原路堤填方;處理基地底層;澆筑回填泡沫混凝土。

3.1施工布署

由于本工程施工規(guī)模比較大、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較復(fù)雜，再加上本工程需要用到管道泵送水泥漿施工工藝，經(jīng)過深入分析后，本工程擬在K0+150的西南側(cè)修建泡沫混凝土攪拌站，然后利用管道泵送施工工藝，將泡沫混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行分層澆筑施工。其中，本工程泡沫輕質(zhì)混凝土制備站的管路、攪拌站的管路的設(shè)置方案為:攪拌站→施工便道→中轉(zhuǎn)站→泡沫輕質(zhì)混凝土制備站→泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑區(qū)，管路的泵送高度差約為16m，輸送距離可達(dá)300m。

3.2攪拌站的設(shè)置

在攪拌站的鄰近位置設(shè)置施工現(xiàn)場(chǎng)辦公區(qū)，同時(shí)在攪拌站主攪拌設(shè)備中，搭設(shè)零星材料堆場(chǎng)、臨時(shí)蓄水池。

3.3主體設(shè)備的裝配

發(fā)泡混合輸送站、智能化攪拌站是施工主體設(shè)備。在進(jìn)行施工過程中，攪拌站不發(fā)生任何變化，當(dāng)澆筑工區(qū)發(fā)生變化時(shí)，攪拌站前端應(yīng)隨之合理移動(dòng)輸送管。

4施工工藝流程

本工程的施工工藝流程如圖2所示。

4.1施工前期準(zhǔn)備

第一，在澆筑泡沫混凝土之前，應(yīng)做好充分的排水準(zhǔn)備工作，需要布設(shè)排水邊溝，向排水邊溝中排入積水;第二，在施工區(qū)域基底中存有積水、雜物，在進(jìn)行施工之前，要徹底清理干凈施工區(qū)域的基底;第三，在進(jìn)行施工之前，為保證作業(yè)層的順利進(jìn)行，要對(duì)所有作業(yè)層隱蔽手續(xù)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn);第四，在進(jìn)行施工之前，要有效調(diào)整施工方案與施工流程，制定相應(yīng)科學(xué)合理的施工管控方案，確保所有施工作業(yè)的順利進(jìn)行。

4.2施工方法

1)泡沫輕質(zhì)混凝土的生產(chǎn)工藝流程如圖3所示。

2)根據(jù)規(guī)范要求，合理澆筑泡沫輕質(zhì)混凝土，一定要嚴(yán)格控制分層澆筑厚度。

3)根據(jù)施工實(shí)際情況，靈活變換泡沫混凝土輕質(zhì)填筑工作，例如，如果填筑面積偏大，在這種情況下，應(yīng)選用分塊施工方式，泡沫輕質(zhì)混凝土在完成初凝以前，一定要分塊進(jìn)行操作。根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，有效結(jié)合泡沫輕質(zhì)混凝土分層厚度與初凝時(shí)間，合理布設(shè)分塊面積，對(duì)沉降縫的位置進(jìn)行合理確定。

4)在澆筑泡沫輕質(zhì)混凝土過程中，如果需要對(duì)澆筑管進(jìn)行移動(dòng)，需要沿著澆筑管布設(shè)方向進(jìn)行后移，盡量不要對(duì)澆筑管進(jìn)行左右方向移動(dòng)，如果有必要對(duì)澆筑管進(jìn)行左右移動(dòng)，需要盡量從澆筑輕質(zhì)土表面提離澆筑管，然后再進(jìn)行左右移動(dòng)。

5)在澆筑完成最后一層以后，施工單位需要利用土工布或者塑料薄膜來覆蓋路床部位的泡沫混凝土，養(yǎng)護(hù)齡期至少7d。

6)在對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土進(jìn)行澆筑過程中，需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選用合理的施工方法。

7)在鋪設(shè)金屬網(wǎng)時(shí)，搭設(shè)寬度至少要0.2m，利用鋼絲綁扎搭接位置處，將其予以牢牢固定。

8)在對(duì)防滲土工膜進(jìn)行鋪設(shè)過程中，一定要保證防滲土工膜緊貼下承層，拼接位置處一定要牢固。選用熱焊方式來搭接防滲土工膜。

9)泡沫混凝土路基施工結(jié)束以后，當(dāng)最后一層澆筑層的強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，才可以對(duì)路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行施工。

5實(shí)踐效果分析

5.1荷載較低

泡沫輕質(zhì)混凝土的質(zhì)量比較輕，容重約為0.3～0.4g/cm3，僅為常規(guī)填土重量的1/5。通過運(yùn)用泡沫輕質(zhì)混凝土，能夠顯著減小回填材料的荷載，有助于軟基附加應(yīng)力的減小，同時(shí)能夠?qū)浕膫?cè)移、沉降起到有效抑制的作用，促使路堤變得更加穩(wěn)定。

5.2施工便利

選用泡沫輕質(zhì)混凝土?xí)r，不需要配置大型機(jī)械設(shè)備，只需要使用機(jī)械高壓泵送施工，有助于人力、物力的節(jié)約;主要選用液態(tài)自流平方式來澆筑泡沫輕質(zhì)混凝土，因?yàn)樵摬牧暇哂休^好的自密實(shí)性與自硬化特性，所以不需要進(jìn)行機(jī)械攤鋪、碾壓;主要選用管路泵送方式，澆筑點(diǎn)與攪拌點(diǎn)呈分離狀態(tài)，對(duì)作業(yè)面并未提出較高的要求，在狹小空間也可以進(jìn)行澆筑施工;在施工過程中，不會(huì)出現(xiàn)噪音污染、揚(yáng)塵等。

6泡沫混凝土在施工過程中的監(jiān)理控制措施

6.1施工前期準(zhǔn)備階段

在施工前期準(zhǔn)備階段中需要對(duì)施工內(nèi)容加以確定，詳細(xì)了解與掌握材料的具體要求，確保水泥品種滿足施工要求，選用合理的水泥品種。在對(duì)外加劑進(jìn)行選擇過程中，需要對(duì)泡沫混凝土的各性能指標(biāo)進(jìn)行全面考慮，如氣泡穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度、流動(dòng)性等，根據(jù)施工要求，選取相應(yīng)合理的外加劑。

6.2施工階段

在施工階段中，需要將橋頭路段基底中的全部雜物進(jìn)行徹底清理，對(duì)路基基底區(qū)域中的土體進(jìn)行有效整平，挖好所有臺(tái)階，以有效結(jié)合泡沫混凝土與地基層，有助于橋頭路段使用壽命的延長(zhǎng)。在制作施工材料過程中，要嚴(yán)格根據(jù)混合料配合比來制備混合料，并且要對(duì)水灰比進(jìn)行嚴(yán)格控制。

7結(jié)語

泡沫輕質(zhì)混凝土是一種新型的施工材料，因?yàn)榕菽p質(zhì)混凝土具有多種優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，如強(qiáng)度高、密度小、施工速度快、施工便利、有效節(jié)約工后維修成本等，所以被廣泛應(yīng)用于多種不同基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域中。本文對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土在高速公路路堤病害治理中的運(yùn)用進(jìn)行了深入研究，以期對(duì)高速公路路堤病害的治理起到一定的借鑒作用。

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作者:田濤 單位:忻州北高速公路管理有限公司