市政道路改扩建工程中泡沫轻质土的应用研究

孔洋洋 杨国俊 李海扬 宋志宏

中建八局第二建设有限公司，中国·山东 济南 250000

1 引言

随着中国城市建设规模的逐渐拓展，市政道路交通需求量越来越大，需要通过改扩建工程对道路进行加宽，提高其交通运输能力，缓解城市交通拥堵现状。在具体的改扩建工程施工中，常规的路基填土应用存在一定的弊端，如耗时较长、占用空间较大、容易发生新旧路基沉降问题等，缩短整体市政道路工程的使用寿命。基于此，可以把泡沫轻质土作为路基填土进行使用，充分发挥其轻质、快硬、绿色低碳的优势特性，减少路基填料自重，对路基沉降量进行有效性控制，促进整体市政道路改扩建工程的顺利开展。

2 泡沫轻质土特性分析

泡沫轻质土是通过物理方法，把发泡剂水溶液转化为泡沫的技术工艺，其主要的制作原料有水泥基胶凝材料、水、细粒砂集料、外加剂等，并按照科学的比例进行均匀搅拌混合，通过硬化工序，产生的新兴材料。其密度较和强度较高，自动较轻，是一种绿色环保的施工材料。在市政道路改扩建工程中的应用，可以减少路基附加应力，简化施工工序，避免出现差异沉降问题，施工效果较好。

①基质土，主要由砂质土、粉土、黏性土等构成，其粒径不超过5mm，且要对其各种土质进行均匀性混合。

②气泡，一种是通过引气剂产生水化反应，从而形成化学气泡；另一种是对起泡剂进行高速搅拌形成物理气泡。在气泡制作过程中，可以适当添加稳泡剂，以便对其凝结时间进行有效性控制，增加其结构可靠性。

③固化剂主要是凝胶材料，以水泥为主，石膏粉、硅粉为辅，前者可以对土体骨架进行加固，后者可以对其进行一定的催化，加度凝结速度[1]。在具体施工中，可以结合工程的实际需求，对其性能指标进行合理调整；在对其进行单层浇筑时，要保障其厚度不超过1m，避免出现底部压缩变形问题；要对其配合比进行科学设置，保障其自身强度，其具体的性能指标如表1所示。

表1 泡沫轻质土性能指标

3 泡沫轻质土在市政道路扩改建工程中的具体应用

3.1 做好准备工作

在基槽开挖施工中，要在路基外侧开挖降水井，并在基坑四周开挖排水沟、集水井等；垫层施工中，需要对基底换填一定厚度的碎石垫层，确保碎级配符合标准要求；在对泡沫轻质土外侧浇筑时，需要预制混凝土挡板，并使用型钢作为模板支撑，以便加强浇筑施工的防护效果，强化泡沫轻质土的耐久性。

3.2 对浇筑区进行处理

在施工之前需要对原路基边坡实施合理削坡，降低其坡率，并使其形成台阶形状，以便增加新旧路基之间的粘结性[2]。要对台阶里面的垂直度进行合理控制；如果是在高填方路堤段进行施工，需要对基础埋深进行加大，加大襟变间距、基地开挖深度等，确保基地的彻底清理，防止发生应力集中现象；需要在基底铺设防渗土工膜，增加其密封性；为了保障浇筑施工的顺利开展，需要对浇筑分区进行合理划定，以便对人员、设备、材料等进行合理分配，确保浇筑工作的连续性；分层浇筑中需要对每层的厚度以及总体层数进行合理控制，以便减少浇筑中的扰动程度。

3.3 面板施工

要结合设计等级要求，对面板基础进行现浇操作[3]。要结合具体工程的承载设计要求，保障砂浆砌筑抗压强度的标准性，要利用特定的勾缝剂对砌缝进行填充，把缝宽控制在10mm以内；可以适当的设置沉降缝，避免其出现不均匀沉降致使内应力过大引起结构变形问题；在具体的浇筑之前，需要利用钢丝将面板紧紧的绑扎在角钢上，以防后续施工中对其进行碰撞造成其扭曲变形问题。

3.4 材料制备

3.4.1 水泥浆的制备

可以集中长拌，以便提高制作质量，确保其性能稳定性，要配备自动化设备，能够重量进行自动称量，还可以进行智能化投料；对拌和设备进行定期检测，确保其稳定的使用性能；结合工程实际需求，对水泥浆原材料比例进行合理控制，并对其进行均匀搅拌，在两个小时之内使用特定的罐车将其运输到施工现场，保持密封。

3.4.2 泡沫制备

要结合工程需求选择特定的发泡剂，保障其性能指标满足参数标准要求；避免出现离析分层问题，确保其密度在31~51kg/m3，结合实际需求，对其密度进行调整；确保发泡剂形成的泡沫均匀、性，将其湿密度控制在标准范围内[4]。

3.4.3 泡沫轻质土制备

结合工程需求，开展室内试验，对材料的配合比进行科学设置，确保其满足性能指标和要求，要对发泡后的材料进行及时的拌和，并将其与水泥砂浆进行均匀性混合搅拌，利用自动化机械设备对其进行称重、调整等工序。

3.5 泡沫轻质土浇筑

泡沫轻质土具有较高的流动性，难以达到表面调坡标准，所以在浇筑过程中，变使用全断面浇筑，可以对其临近表面的区域填筑其他材料，以便达到调坡的目的；通常情况下，当浇筑体距底部以及顶部1m的位置，要分别设置一层特定型号的镀锌铁丝网，并设置HDPE防渗土工膜，搭接长度在5cm以上；浇筑到顶部时需要预埋防撞钢筋；在浇筑之前需要保障各项指标的标准性；可以利用泵送浇筑方式，避免浇筑过程中出现较大间隔，对泵送设备接口进行密封；浇筑过程中每间隔10m设置沉降缝，并利用聚苯乙烯板进行填充；采取分层浇筑方式，层间温度在15℃以下，层与层之间的间隔时间不能超过20h；从一侧向另一侧逐渐推进浇筑[5]。

3.6 养护管理

泡沫轻质土完全凝固之后才能允许车辆行为通行；浇筑完成之后，需要在其表面覆盖薄膜，起到一定的保湿作用，同时持续性养护一周以上。

4 泡沫轻质土的应用效果分析

在市政道路改扩建工程施工中，如果使用传统的软地基处理方式，需要占用大量的土地面积，而且地基填料自重较大，容易引起新旧地基沉降差异，引起路面损坏问题，缩短工程使用寿命，而且施工扰动较大，工期长，对交通运输的影响较大，极大程度上增加了施工成本，降低经济效益。而使用泡沫轻质土作为地基填料，可以充分发挥其轻质、强度高、耐久性好的优势，减少了地基填料的自重应力，简化施工程序，在路堤填筑高度较大、作业面较窄的工程中发挥关键性作用，尤其在道路加宽扩建、路面基层填换、机场道面垫层等工程中获得极佳的效果。在具体应用中表现为以下优势：施工程序简化、加快施工速度、缩短工期、减少对当地交通运输的压力；可以对固化的轻质土进行垂直填筑，减少用地面积，降低土地征用；自重较轻，减少路堤附加应力，简化路基处理程序，避免出现路基差异沉降问题；不需要振捣工序，可以使用管道泵送的方式，作业量较少，减少施工扰动，对施工成本进行控制等[6]。实践证明，泡沫轻质土在市政道路改扩建工程中的应用，路基耐久性较强，路面平整坚实，沉陷、沉降等病害率较少，由此可见该技术方法具有较高的可行性。

5 结语

由于泡沫轻质土自身的优质特点，如自动较轻、承载性较强、施工操作简单、成本较低等因素，在市政道路改扩建工程施工中得到了良好的使用效果，提高了市政道路改扩建工程的施工效率和质量，推动整体交通运输行业的稳定发展。