摘 要：泡沫混凝土本身是一种轻质微孔混凝土，具有质量轻、流动性的高的特点，提高其在高速公路软基换填中的应用水平，能有效减少路基自重和沉降问题。基于此，在阐述泡沫混凝土性能特征及工艺流程的基础上，分析其在高速公路软基换填中的工艺要点，并阐述提升泡沫混凝土软基换填工艺应用质量的控制措施，旨在进一步提升路基承载能力，保证路基整体性和稳定性。
关键词：高速公路;软基换填;泡沫混凝土;工艺要点;
作者简介：程强（1985—），男，河北邯郸人，工程师，研究方向为道路桥梁工程。;
0 引言高速公路工程是我国交通基础网络设施建设的重要内容，对于加强区域联系、带动区域经济发展具有重要作用。随着交通网络布局的日益完善，高速公路工程的建设环境愈发复杂，如在项目施工中常遇软弱地基，采用泡沫混凝土对这些软基进行换填处理，能有效提升路基承载能力，满足高速公路高质量建设需要。
1 泡沫混凝土的性能特征及工艺流程1.1 性能特征作为工程项目建设中较为常见的一种轻质、微孔材料，泡沫混凝土主要是在机械方法的作用下，混合泡沫剂和水溶液制成泡沫，随后将这些泡沫加入含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂的浆料中，最终通过搅拌、浇筑、养护等工艺应用而形成的一种多孔材料（见图1）。结合工程实际可知，泡沫混凝土本身具有较强的物理和力学性能。一方面，泡沫混凝土的质量较强，保温隔热效果较好，一般使用该材料后，构筑物的自重可降低25%作用，同时其热阻约为普通混凝土的10～20倍。另一方面，除隔音耐火性能突出外，泡沫混凝土还可现场浇筑施工，并与工程主体进行紧密结合，有效地保证了工程结构的整体性，并且基于多孔性特征材料弹性模块低，低弹减震性能较好。此外，对比其他类型混凝土材料，泡沫混凝土还具有生产方便、耐久性好的特征，并且其抗压优势突出，整体抗压强度约0.5～22.2MPa，使用该材料后，由于材料不含苯、甲醛等有害物质，还能有效保证材料及功能建设的环保性能[1]。
图1 泡沫混凝土 下载原图
1.2 泡沫混凝土换填施工流程高速公路混凝土施工中，泡沫混凝土的应用较为广泛。从项目施工过程来看，泡沫混凝土换填施工先需要完成工程测量放养，进行基坑开挖和基底压实检测，随后开展防渗土工织物施工，完成模板安装及泡沫混凝土生产后，还需要进行混凝土的分层浇筑、养护，并进行碎石隔离层施工。严格该控制泡沫混凝土换填施工管理层，能有效保证高速公路基础承载能力和稳定性。
2 基于高速公路软基条件的泡沫混凝土换填工艺要点2.1 基坑开挖及检测结合高速公路设计标准完成测量放线工作后，项目施工人员需结合基坑边线开展基坑开挖工作。高速公路软基基坑一般采用挖机进行开挖施工，开挖深度控制在换填标高以上5cm处，该环节中，基坑的基底宽度应不少于设计宽度，同时基底表面应整体平整、密实，且没有其他松散杂质和积水。完成基坑开挖后，对基坑进行初振碾压，保证基底的压实程度。完成基地压实并完成检测后，需铺设防渗土工织物，土工织物沿着中央分隔带向两边填筑体下部延伸，土工织物应延伸到两边填筑体底部2m处，且整个防渗土工织物完整无搭接[2]。
2.2 模板安装模板安装初期阶段先需要进行泡沫混凝土换填断面分割和分层。划分时，除考虑分割长度、强度、单层浇筑厚度外，还应考虑，换填深度、水泥初凝时间、设备产能等因素。分割长度一般控制在5～15m，按照强度实施分区时，常用的界限标准为0.7MPa和1.0MPa。换填断面单层浇筑厚度多按照0.3～0.8m的标准控制。完成浇筑区和浇筑层划分后，需规范开展浇筑区支模施工，现阶段，木夹板、竹胶板在泡沫混凝土换填支模施工中的应用较多，模板应厚度合理，强度、刚度、稳定性突出，如使用木夹板时，其厚度应控制在10～20mm，使用竹胶板时，竹胶板的厚度应控制在120mm左右。正式支模中，应在模板的内侧做好分层标记线，通过钢筋和木方进行模板支撑加固，横向木方加固施工时，木方应处于模板的中部，纵向木方加固中，要求木方的间距保持在60cm，以保证模板的整体性，确保模板在使用阶段无缝隙，不漏浆[3]。完成支模后，还需要对模板平面位置、顶部高程、模板接缝进行再次检查，同时做好支撑加固和模板线性控制，为泡沫混凝土换填施工创造良好条件。
2.3 泡沫混凝土生产规范化的生产泡沫混凝土，能从源头上并保证高速公路软基换填施工质量。在换填施工初期阶段，首先需要按照设计标准准备水泥、骨料、掺和料、外加剂、泡沫剂和水，为混合料的配置奠定良好基础。其次，应严格控制泡沫混凝土的生产流程，该环节中，应通过物理方法将发泡剂制备成泡沫，然后将泡沫混入搅拌均匀的泥浆中，以形成气泡均匀、性能突出的混合料（见图2）。最后，应规范开展泡沫混凝土的检测工作，主要检测指标包括干密度、导热系数、混凝土强度等级，还包括泡沫混凝土构件尺寸偏差和外观。一般要求泡沫混凝土的各项指标满足《泡沫混凝土》（JG/T 266—2011）的标准，如泡沫混凝土干密度容许误差不超过5%、C20泡沫混凝土单块最小平均值不小于17MPa、泡沫混凝土构件物不存在超过30mm的缺棱掉角问题等。
图2 泡沫混凝土生产流程 下载原图
2.4 泡沫混凝土浇筑混凝土浇筑是泡沫混凝土换填施工的核心环节，对于高速公路软弱地基的增强处理具有积极作用。泡沫混凝土一般采用现场配管泵送施工的方式进行浇筑，具体施工要点包括：①泵送混凝土浇筑准备阶段，系统检测输送管接头的紧固程度，泵送管接头应密实、牢固不泄露。②在泡沫混凝土浇筑过程中，应重视出浆口的泡沫混凝土规格质量的控制，出浆口泡沫混凝土配合比的误差不超过±0.2kN/m3，而在材料流动度检测中，出浆口材料的流动度需控制在180mm±20mm，材料检验合格后方可进行浇筑施工。③浇筑过程中，浇筑泵管与浇筑面板应保持一定的缓倾角度，严禁使用自上而下喷射式的浇筑方式。在浇筑过程中，管口应埋入混凝土内部不小于10cm，以降低混凝土的消泡量（见图3）。④在考虑浇筑面积大小、高度的基础上，注意浇筑面游离气泡的走向的检查，然后结合实际情况做好浇筑管口的移动处理，以减少气泡的堆积问题。⑤分层浇筑过程中，若浇筑空间面积狭小，则浇筑厚度不超过1m，而在其他浇筑区域，分层的厚度控制在0.3～0.8m。在混凝土初凝阶段，按照设计要求，在顶层底面设置钢筋网片，并采用台阶式的方式完成顶层横坡调整。⑥泡沫混凝土浇筑时，对于未硬化的泡沫混凝土面层，应做好其避雨处理；同时浇筑过程中应减少对泡沫混凝土的扰动[4,5,6]。
图3 泡沫混凝土浇筑 下载原图
2.5 养护施工完成泡沫混凝土浇筑后，进行混凝土的养护施工。待浇筑的泡沫混凝土终凝后，需采用土工布进行覆盖，并实施喷淋保湿处理，避免出现浇筑部分暴晒问题，养护过程中应减少机械设备、车辆在上面行走，同时严禁在泡沫混凝土表面堆放杂物。应重视泡沫混凝土养护时间的控制，养护时间一般不少于7d。另外，按照相关标准进行泡沫混凝土整体质量检测后，进行后续级配碎石隔离层施工。
2.6 碎石隔离层施工完成泡沫混凝土浇筑养护及质量检测后，还需按照设计标准规范化地进行碎石隔离层施工。选用碎石材料时，材料中针片状颗粒的总量需保持在20%以内，碎石材料应整体清洁，无黏土块、植物根茎等杂物。级配碎石隔离层施工一般采用轮胎式压路机进行静压处理，施工中严禁使用振动碾压方式。碎石隔离层的厚度在30cm左右，分两层进行碾压模式，上层厚度13cm，下层厚度需结合分台阶情况进行动态调整。在压实度控制中，应确保碎石隔离层的压实厚度保持在96%以上，材料压碎值小于30%。
3 高速公路软基泡沫混凝土换填施工质量控制措施3.1 严格控制原材料质量泡沫混凝土材料的选择应用对于项目整体施工质量具有较大影响。选用泡沫混凝土材料时，应将原材料的质量控制作为重点，如使用硅酸盐水泥时，水泥的强度等级应保持在42.5以上。选择发泡剂时，所有的发泡剂应绿色无污染，同时发泡剂气泡群密度需控制在45～50kg/m3，稀释倍数不得小于60倍，发泡倍数不得小于30倍。当发泡产生泡沫时，泡沫的大小应均匀细密，直径保持在1mm以内。完成泡沫混凝土材料原材料质量检查后，确保泡沫混凝土设备具有自动进料、电子计量、自动控制和信息显示等诸多功能，然后按照实际情况进行材料配置，满足后期应用需要。
3.2 做好施工过程控制严格按照设计标准做好施工过程控制，能有效提升高速公路软基泡沫混凝土换填施工质量。在项目施工初期阶段，应系统开展施工区域勘察工作，结合勘察资料完成软基泡沫混凝土换填施工工艺设计，在图纸审核及问题处理的基础上，实施施工技术交底，确保施工人员准确掌握软基泡沫混凝土换填工艺技术要点。在项目正式换填施工中，应做好关键施工环节技术要点的控制，如在模板安装中，应严格控制模板厚度，保证模板刚度、强度，并实施模板支撑加固处理，保证模板稳定性。而在发泡混凝土浇筑阶段，应采用后退式浇筑的方式进行泡沫混凝土施工。完成项目施工后，规范化进行软基泡沫混凝土换填施工质量检测，该环节中，应系统检测换填施工质量、软基整体承载能力、地基整体性等指标，确保新建基础满足高速公路施工需要，能有效保证后期公路运行安全性。
4 结语泡沫混凝土换填工艺在高速公路软基处理中应用广泛，其能有效增强软基承载能力，满足高速公路建设及安全运行需要。施工人员应充分认识泡沫混凝土材料性能特征及工程应用优势，提高其在软基换填施工中的应用水平，并结合工程实际做好各施工环节技术要点的控制，有效提升换填施工质量，推动高速公路建设工程的持续、稳定发展。
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