高速公路改扩建气泡混合轻质土施工质量控制

■张明阳 王炳华 唐高华 周立冬

（中国建筑土木建设有限公司）

1.1 一般施工准备工作

施工之前先将施工场地清理干净，平整，沿路基两侧挖临时排水沟，首先，将纵向和横向排水沟挖在低洼地段，且要使地下水位降低，后再清理干净地下淤泥，最后进行晾晒。等所有施工人员安排妥当之后，适当做好协调。将施工便道打通，并让工作技术人员及施工设备进入施工现场准备施工。

施工试验区工作人员要按照施工合同对应的施工现场实况针对部分6-7m高填方路段条件下来拓宽高速公路并进行改造。

1.2 保护面板施工

必须保证保护面板的强度和刚度达到要求，且要采用钢模板。预制保护面板需要按照交通部《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041—2000）规定要求具体执行，必须保证保护面板表面光滑且断面尺寸一定要达标。

1.3 气泡混合轻质土施工

1.3.1 浇筑

①浇筑过程中要保证使管口没入气泡混合轻质土，防止把空气带进新浇筑的轻质土中，继而生成较大气孔；
②如果一次性浇筑厚度较大，则往往会因为受到气泡混合轻质土容重的影响而将下部轻质土中泡沫压碎，一般要将单层的浇筑厚度控制在1m以内，20cm-80cm之间；
③为了防止出现气泡混合轻质土而破坏初凝的现象，避免最终对初凝之后的气泡混合轻质土造成影响，通常要求要将浇筑时间控制在合理范围内，而且还要特别注意控制好单层浇筑的时间，一定不能使其比水泥初凝时间长；
此外间隔浇筑上下层的时间要比水泥的初凝时间长；
④设计配合比一般可以通过气泡轻质土初凝前的容重看出，因此，检测湿容重时都要由浇筑管口处取样；
⑤流动度是气泡混合轻质土因自重影响而坍落形成的最大水平直径，其作为一种衡量气泡混合轻质土的流动性物理指标，一般采用圆筒法来检测；
⑥施工过程制作试块时必须按要求进行，制作完成后还要检测试块抗压强度。且要保证试块频率达到要求标准。一般对于不同湿容度也会对应不同的差异化强度。因此，试块制作过程中必须要将其湿容度记录下来；
⑦完成填筑体浇筑之后，要及时覆盖一层塑料薄膜或工布；
⑧需要在浇筑体上盖上一层塑料薄膜或是工布，一般控制养生时间为3个工作日；
⑨倘遇雨天需要为尚未固化的表层采取有效的遮雨措施，在重浇上层之前需要铲除清理雨水浸泡过的表层；
⑩固化前禁止扰动气泡混合轻质土。

1.3.2 施工工艺

A.管路布设：

为保证泵送顺利完成，必须要保证正确的布管和接管，作为基础性前提条件，布管时必须保证注意以下几点：

（1）施工前，要先认真勘察施工场地，且必须要选用正确的布管简图绘制方法，后罗列出各种高压软管、接头和管卡、铁丝等材料的规格以及数量清单。

（2）为了使泵管胶圈链接状态良好，施工人员可采取将高压软管高度增加的方式进行。尽量降低泵管前端及管弯处、上下坡加固处的坡位冲击力，避免造成管子跳动或炸裂。

（3）布置短路的时候要选最短距离，尽量避开弯管布陀的情况，使用大弯而不用小弯，必要时需跨越障碍物，比如需要在跨越障碍时于管路制高点位置装设放气阀。

（4）如果布管时采取的是直上直下的方式，则需要在轻质土泵出料口的位置将截止阀设置在输送管根部3-6m的位置，避免出现轻质土拌和出现倒流的情况。

（5）如果布管时是采取倾斜向下的配管方式，这时要把气阀设置在斜管上，有必要的话要将气阀打开然后再放入空气，必须维持管中均衡的压力。通常朝下配置斜管底部时均需要配置合理长度的水平配管，借此来增加由于抵抗轻质土自重下落生成的阻力，防止管道真空。

（6）一般配管要将新管配于管路的初始位置，主要原因是这里压力比较高。

B.调整配合比

调整流动度：假如轻质土流动度较小，此时生成的摩擦阻力一般也较大，这时就要增加泵送压力。如果流动度比较大时，轻质土拌合物留存于管道中的时间太长，这时候往往泌水也比较多，在这种情况下便容易生成气泡并且与水泥发生离析问题而导致出现消泡问题。通过总结以往的施工过程经验会发现，在输送管道中，对于轻质土而言，通常情况下随着管道长短的增加或减少，一般其轻质土的流动度也能达到5%-15%；
设计轻质土配合比及其相应的强度标准控制值时，通常情况下需要在保证调大集中搅拌处的初始流动度到180-200mm之间，将输送管道出口处的流动度控制在150-170mm之间。

调整水灰比：除了可以用水泥水化轻质土中的拌合水以外，也可以维持一定的轻质土拌合物施工性能。此外，在泵送轻质土的过程中，其水灰比往往与输送管中的流动阻力有着极大的关系，在水灰比持续减小的过程中，轻质土拌合物的流动阻力会慢慢增大。根据相关资料显示，如果在水灰比比0.45低的情况下，流动阻力明显会增大。而如果水灰比比0.80大时，这种情况下即使流动阻力会减小，但此时轻质土拌合物和易性会减小继而出现离析的现象，与此同时还会使轻质土的可泵性不断恶化，加重消泡问题。

C.泵送施工

假如轻质土泵送施工过程中设置得不合理，又或者是布管不够科学，施工操作不严格，均会导致生成大批量的浪费及严重的经济损失。因此，必须要保证泵送施工的科学性和合理性。

泵的设置：一般来说，在施工条件充备的前提下，设置轻质土泵时其位置应该处于浇筑体中间及其周围位置，以便于缩短布管长度及减小轻质土泵送的距离，此过程还能有效地节省人力和时间。另外由于轻质土泵电功率大的缘故，设置泵时必须要保证电量必须充足和可靠接地。设置安装泵身的时候一定要保持一定的平稳性及牢靠性，且地面一定要保证平整硬实。

轻质土泵送：安装完管道安装及泵送之后，要认真检查安装的牢固程度，此时要由相应的操作技术人员仔细检查电源和各个控制部分，保证各环节都必须维持正常工作状态，在搅拌缸中存料充足的情况下便可以开机泵送：

（1）泵送轻质土施工前要向高压软管内注入充足的水，目的是用于润滑管道，紧跟着要将管中的清水分段排出来，目的是为了避免因管内轻质土和清水压差引发管爆。完成管道润滑并将水排除之后，即可开始泵送轻质土。

（2）刚开始的时候应该控制泵送速度由慢转快（在有变频调速的情况下），慢慢加速，目的是为了避免因管中压差超速而导致的管爆问题，与此同时，必须仔细观察管道的出口压力和各系统的实际工作状况，等到各路系统均处于正常工作状态时便可进行泵送，直至管道出口处打出轻质土，然后将管转移至浇筑区。

（3）泵送时要求搅拌缸中的轻质土量比吸料口高，否则可能会因空气吸入而使出口位置轻质土喷溅伤到人，要安排来回巡检管路，尤其在管路初始位置100m内及上下坡位置。

（4）泵送轻质土时应该尽可能保证连续作业，如果不能及时供应轻质土，此时就要降低泵送的速度。如果搅拌叶片或定转子已经被卡死了，此时要反转运行，待片刻后再正反转一定的时间，等到正转顺利以后可继续泵送。

（5）若泵送间歇超过30min，且管道较长，此时需要间隔5min开一次泵，若停泵时间超60min，此时轻质土的流动速度也往往较小，这时就极有可能因初凝而导致塞管，遇到这种情况时必须要及时清理掉泵与输送管中的轻质土。

（6）泵送应该遵循先远后近的原则，且要在浇筑的过程中慢慢将管拆除。

（7）完成泵送以后，及时估算轻质土管道与搅拌缸中的量，还要对浇捣现场剩余的轻质土的量进行估算，科学控制轻质土的量。

（8）砂浆泵送结束之后，需及时用清水清泵的方式完成管路及泵的清洗工作，直到高压软管末端出清水为止。清理管道时，应该从中间将管道断开，且应该分两次清洗，必须保证清洗过程的可靠性和安全性。

（9）待完成所有的清洗工作之后，要输回搅拌设备及泵等处于电源“停止”状态，并将电源关掉，后再进行上锁，然后离开。

D.故障预防处理

故障预防：如若出现管道堵塞的问题时，一般在脱管之前会有比较明显的表现，而这种情况下因为管道压力要比常规化工作压力大，所以，工作人员一定要留意管道上压力表的实时读数，如果压力表读数比较高，这时便要立即停止泵送，紧接下来对管路接头的地方进行来回训检，注意观察是否有松动，要是有必须立刻进行紧固。为泵送一般要将管道拆开，同时仔细观察直至管道压力降低到常规位置，之后便可以继续泵送。

1.3.3 故障处理

（1）堵管处理。一般在管弯、上坡、管道末端等位置泵送时容易出现堵管的情况。一旦发生故障时要用木锤连续性敲击，促使其放松，假如仍然没解决问题，此时便要即刻停送，始于管道末端处分段进行拆管，同时还要逐一排查堵管问题，作出清理或是更换的处理措施。待清理结束堵管之后，要拧紧接头，紧接下来就可以重新泵送。

（2）脱管处理。一般脱管问题基本都出现在管弯、管道末端及上坡初始接头的位置，如遇脱管问题发生时，必须立刻停止泵送，且要紧固之后再重新接上脱管接头，然后巡查一遍管路，并紧固松脱的接头。

注意事项：在长距离泵送轻质土施工过程中，其工作要求细致且系统，除了必须要具备优良的轻质土配合比以外，还必须保证要具备对应有效的施工措施，同时要求施工技术人员必须要有责任心。主要注意事项有以下几点：

（1）必须严控高压软管和接头和管卡的采购数量，同时还要仔细检查投入管路及配件有无出现磨损问题，初始施工段要尽量避免使用旧管。

（2）需平直布设管路，要尽可能避免出现弯管或突上突突下的管路。

（3）认真监控管道的压力变化状况，一旦遇到异常问题时需即刻排除问题。

（4）专门安排工作人员严格做好管路巡查工作，如有异常需即刻通知操作技术人员及时解决。

（5）调整水泥浆水灰比或轻质土流动度时一定要保证其调整的合理性。

注意事项：

若填筑体长度大于10m，按照10m间距完成变形缝的设置，另需将变形缝设置在断面突变的位置，并用10mm厚度的木板当作变形缝。

在于顶/底面上/下边缘50-100cm处设置一层5cm×5cm网眼的钢丝网片，且要将钢丝的直径合理控制在3mm左右，另外要将钢丝网片的纵横向搭接长度控制在10cm。

路面底面向下0-80cm，控制湿容度在6kN/m3，同时将气泡混合轻质土28d的抗压强度控制在0.8MPa以内，且将路面底面向下低出80cm处的湿容度控制在5.5kN/m3，彼时气泡混合轻质土28d抗压强度需要控制在0.6MPa以内，且维持流动度为180mm±20mm。假如填筑是在地下水位以下进行，需要添加相应的防水剂材料。

1.3.4 养护

顺着路基浇筑，长度应控制在20m以内，用20mm厚的模板隔断，并将模板厚度当作路堤横向施工缝的厚度。气泡混合轻质土的单层浇筑厚度不能超过0.5m，防止造成开裂。

（1）在气泡混合轻质土单个浇筑区上下邻间浇筑层施工时，在气温≥15℃的情况下，应该间隔时间≥8-12h，反之不可低于2d。

（2）如果浇筑时需要移动浇筑管，则需要顺着浇筑管放置的方向进行前后移动而非左右移动，倘使必须要移动浇筑管，应该先把浇筑管尽量提出目前已经浇筑轻质土的表面之后再进行移动。

（3）尽量沿着浇筑区的长轴方向由一端往另一端浇筑。

（4）扫平表面时，需保持筑口水平，且要保证浇筑口距离目前浇筑轻质土表面尽量低。

2.1 制定统一的安全管理措施

在施工期间应加强安全管理，做好预防工作，在施工过程中要注意严格做好安全监管工作，把好安全质量关。

2.2 完善安全管理体系

项目经理需要协助安全部门做好相应的安全监管工作，以保证施工现场安全管理工作的有序展开。

2.3 做好职工安全教育和管理工作

管理人员应深入落实相关安全教育管理工作，并要求工作技术人员必须持证上岗，确保做到“人人讲安全，事事讲安全，时时讲安全。”

高速公路改扩建工作中，气泡轻质土施工是其工作开展的重要环节，尤其施工过程中注意事项比较多，本文介绍了具体施工中的一些技术要点内容，希望能为我国高速公路建设作出一点贡献。

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