CN112832094A - 利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，包括：1）水泥浆制备；2）泡沫制备；3）泡沫轻质土制备；4）浇筑区场地准备；5）现浇泡沫轻质土，以最底层作为浇筑的第1层，沿路基纵向每隔10~15m设置一个浇筑区；边坡开挖完成后，填筑时从底层往上分层依次施工，单层浇筑厚度以60cm控制，顶层根据设计高程浇筑厚度控制在0.3~1.0m，往上层浇筑时横向收90cm；包边灰土按超宽1米，从下往上逐层填筑，压实度满足设计要求，填筑到顶标高后，再对包边灰土进行刷坡；路床灰土填筑应在泡沫轻质土强度满足要求后进行，逐层填筑，压实度满足设计要求，并调整路基横纵坡；6）养护。本发明可显著减轻路基基底荷载，消除路基工后沉降，解决桥头跳车等病害。
Description
技术领域
本发明涉及一种匝道施工方法，尤其是一种利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法。
背景技术
高速公路作为全国交通运输网中的重要命脉，其修建往往离不开山路陡峭、工况复杂的地段施工。现阶段在山路陡峭、工况复杂地段的高速公路通常采用常规的土路基填筑方法进行修建，一般采用低坡脚建大型挡墙并采用常规填方压实的方式进行施工。但是该传统做法容易存在工程环境危险、边坡放坡所需征地面积较大、填方体积大且易破坏当前山坡环境的问题。此外，常规土路基填筑方法的施工期间拟建项目由于挖土填土、借土弃土、改移河道、清理表土、开采料场等活动会改变自然流水形态，加剧水质恶化，直接导致对自然环境的破坏；而材料的运输装卸、各种混合料拌合、借土开挖及弃土堆放、土石方调运等活动会造成短期内粉尘污染。高填方路基容易发生工后沉降量大，造成桥头跳车等病害，现有的匝道填充采用常规材质，容易造成灰土填筑碾压不便或碾压不实、对结构物侧压力大等问题。
中国专利申请CN 110983892 A公开了一种泡沫轻质土及其浇筑施工工艺，包括以下步骤：S1.基站建立：建立水泥浆搅拌站、S2.浇筑区场地准备、S3.泡沫轻质土制备、S4.泡沫轻质土浇筑、S5.路面铺设。其中，S3.步骤泡沫轻质土的具体方法如下：在水泥浆搅拌站内将水泥、矿粉及煤灰与水混合并搅匀得到水泥浆，通过输送管道将水泥浆输送至施工现场，同时在施工现场将发泡剂溶于水中形成发泡液，再向发泡液中通入压缩空气形成泡沫，将水泥浆与泡沫混合搅拌均匀形成泡沫轻质土。泡沫轻质土按重量份数计包括以下组分：水泥280-320份、矿粉400-450份、煤灰300-350份、水550-650份。但是该技术适用于山路陡峭、工况复杂地段，并不能适用于现有高速公路仍需正常通行的要求下匝道的施工。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，施工效率更高，可大大缩短工程工期。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，包括：
1）水泥浆制备
2）泡沫制备
3）泡沫轻质土制备
4）浇筑区场地准备，轻质土浇注施工前，应对浇注区基底进行检查，确保基底无杂物、无积水；基底高程、平面尺寸应满足设计要求。
5）现浇泡沫轻质土，以最底层作为浇筑的第1层，沿路基纵向每隔10~15m设置一个浇筑区；
边坡开挖完成后，填筑时从底层往上分层依次施工，单层浇筑厚度以60cm控制，顶层根据设计高程浇筑厚度控制在0.3~1.0m，往上层浇筑时横向收90cm；
泡沫轻质土整体浇筑完成后，应及时进行包边灰土和路床灰土的施工。包边灰土按超宽1米，从下往上逐层填筑，压实度满足设计要求，填筑到顶标高后，再对包边灰土进行刷坡。路床灰土填筑应在泡沫轻质土强度满足要求后进行，逐层填筑，压实度满足设计要求，并调整路基横纵坡；
6）养护。
所述步骤1）中，水泥浆搅拌过程实际上是水泥与水的混合反应过程，控制该过程的是水泥浆配合比及搅拌时间。
所述步骤2）中泡沫制备环节是发泡液与压缩空气混合的过程：压缩空气和发泡液在发泡装置中混合，并以发泡液和压缩空气的输送动力为动力，形成一定的泡沫流；该环节的混合比例由发泡剂的发泡倍率或泡沫的标准密度值决定；由于混合介质为气液混合，其控制难度较高，由装备系统的发泡技术、发泡剂性能决定其控制质量，表现为制备的泡沫流是否细腻、泡沫密度是否稳定。
所述步骤3）中泡沫轻质土制备过程中泡沫和水泥浆的混合比例由轻质土的湿密度目标值或者轻质土气泡率决定；该环节的控制，由于包含了气、液、固三相介质，是最难控制的环节；其控制质量由装备系统的混合技术决定，表现为制备的轻质土密度是否稳定、是否均匀。
所述步骤4）中，泡沫轻质土基底处理为：掺加质量比为5%石灰并翻挖20cm碾压密实，压实度按不小于90%控制；边坡台阶开挖完成后，用泡沫轻质土喷浆护坡，防止雨水冲刷。
所述步骤5）中，单个浇注区的面积应结合设备产能进行划分，应以浇注区内单个浇注层可在初凝时间内浇注完毕且单个浇注层浇注方量不超过200m3为控制标准，最大浇注面积不应超过400m2。
所述步骤5）中：
（1）同一区段上下相邻浇注层，浇注间隔时间应以下层浇注层已经硬化为控制标准，不宜少于6h；
（2）每一浇注层应在水泥浆初凝时间内浇筑完毕，浇注时间不宜超过3h；水泥浆自制备完成到开始制备轻质土的间隔时间最大不超过3h；
（3）应沿浇注区长轴方向自一端向另一端浇注；如采用多条浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式；
（4）浇注过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇注轻质土表面后再移动；
（5）浇注过程中，浇注管出料口离当前浇注面的高差最大不应超过2m；
（6）浇注施工过程中，应尽量减少在浇注层中的走动扰动。
所述步骤5）中，路基纵向上每隔10～15m 宜设置横向变形缝，采用1~2cm 厚的泡沫塑料板填塞；变形缝应结合浇筑区施工缝的位置、进行转区错开。
所述步骤5）中，现浇泡沫轻质土浇注施工过程中，当出现沉陷及裂缝，对于沉陷较严重及裂缝宽度较大的情况应进行必要的处理：
（1）对于坑洼式沉陷，应对沉陷区域进行清除处理，处理深度为一个浇注层厚度，清除后的部位，应补充浇注；
（2）对于整个浇注层的整体式沉陷，当沉陷距不超过浇注层厚度的5%时，可不作处理；当沉陷距超过浇注层厚度的5%时，则应将该浇注层返工处理；
（3）对于宽度不大于3mm 的裂缝，不作处理，否则，应对裂缝进行封闭处理，且应在整条裂缝边界1m 的范围铺设一层镀锌铁丝网。
所述步骤6）中，轻质土路基顶面浇筑至设计高程后，应采用塑料薄膜进行保湿养护，养护时间不少于7 天；养护期间禁止施工机械行走；
当泡沫轻质土没浇筑到顶标高时，由于恶劣天气等原因，长时间无法进行下一层序施工时，泡沫轻质土表面宜覆盖保护。
本发明的有益效果是：
本发明主要应用于填高大于4.5m的匝道拼宽路段，拼宽侧路床底标高以下路基采用泡沫轻质土填筑，利用泡沫轻质土的轻质性，可显著减轻路基基底荷载，消除路基工后沉降，解决桥头跳车等病害。泡沫轻质土相对灰土填筑，施工效率更高。可大大缩短工程工期，为工程赢得宝贵时间。特别是在现有高速公路仍需正常通行的要求下，泡沫轻质土对拼宽段保质快速完工意义重大。泡沫轻质土施工部位，部分箱涵、桥头台背搭接。采用泡沫轻质土凝结后的直立性特点，避免以往灰土填筑碾压不便或碾压不实、对结构物侧压力大等问题。实现路基与结构物衔接处的良好过度。
附图说明
图1是本发明一个实施例的施工工艺流程图。
图2是轻质土制备工艺的关键环示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1、图2所示，利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，包括：
1）水泥浆制备，水泥浆搅拌过程实际上是水泥与水的混合反应过程，控制该过程的是水泥浆配合比及搅拌时间。
2）泡沫制备，泡沫制备环节是发泡液与压缩空气混合的过程：压缩空气和发泡液在发泡装置中混合，并以发泡液和压缩空气的输送动力为动力，形成一定的泡沫流；该环节的混合比例由发泡剂的发泡倍率或泡沫的标准密度值决定；由于混合介质为气液混合，其控制难度较高，由装备系统的发泡技术、发泡剂性能决定其控制质量，表现为制备的泡沫流是否细腻、泡沫密度是否稳定。
3）泡沫轻质土制备，泡沫轻质土制备过程中泡沫和水泥浆的混合比例由轻质土的湿密度目标值或者轻质土气泡率决定；该环节的控制，由于包含了气、液、固三相介质，是最难控制的环节；其控制质量由装备系统的混合技术决定，表现为制备的轻质土密度是否稳定、是否均匀。
4）浇筑区场地准备，轻质土浇注施工前，应对浇注区基底进行检查，确保基底无杂物、无积水；基底高程、平面尺寸应满足设计要求。泡沫轻质土基底处理为：掺加质量比为5%石灰并翻挖20cm碾压密实，压实度按不小于90%控制；边坡台阶开挖完成后，用泡沫轻质土喷浆护坡，防止雨水冲刷。
5）现浇泡沫轻质土，以最底层作为浇筑的第1层，沿路基纵向每隔10~15m设置一个浇筑区；
边坡开挖完成后，填筑时从底层往上分层依次施工，单层浇筑厚度以60cm控制，顶层根据设计高程浇筑厚度控制在0.3~1.0m，往上层浇筑时横向收90cm；
泡沫轻质土整体浇筑完成后，应及时进行包边灰土和路床灰土的施工。包边灰土按超宽1米，从下往上逐层填筑，压实度满足设计要求，填筑到顶标高后，再对包边灰土进行刷坡。路床灰土填筑应在泡沫轻质土强度满足要求后进行，逐层填筑，压实度满足设计要求，并调整路基横纵坡；。
单个浇注区的面积应结合设备产能进行划分，应以浇注区内单个浇注层可在初凝时间内浇注完毕且单个浇注层浇注方量不超过200m3为控制标准，最大浇注面积不应超过400m2。
注意事项：
（1）同一区段上下相邻浇注层，浇注间隔时间应以下层浇注层已经硬化为控制标准，不宜少于6h；
（2）每一浇注层应在水泥浆初凝时间内浇筑完毕，浇注时间不宜超过3h；水泥浆自制备完成到开始制备轻质土的间隔时间最大不超过3h；
（3）应沿浇注区长轴方向自一端向另一端浇注；如采用多条浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式；
（4）浇注过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇注轻质土表面后再移动；
（5）浇注过程中，浇注管出料口离当前浇注面的高差最大不应超过2m；
（6）浇注施工过程中，应尽量减少在浇注层中的走动扰动。
路基纵向上每隔10～15m 宜设置横向变形缝，采用1~2cm 厚的泡沫塑料板填塞；变形缝应结合浇筑区施工缝的位置、进行转区错开。
现浇泡沫轻质土浇注施工过程中，当出现沉陷及裂缝，对于沉陷较严重及裂缝宽度较大的情况应进行必要的处理：
（1）对于坑洼式沉陷，应对沉陷区域进行清除处理，处理深度为一个浇注层厚度，清除后的部位，应补充浇注；
（2）对于整个浇注层的整体式沉陷，当沉陷距不超过浇注层厚度的5%时，可不作处理；当沉陷距超过浇注层厚度的5%时，则应将该浇注层返工处理；
（3）对于宽度不大于3mm 的裂缝，不作处理，否则，应对裂缝进行封闭处理，且应在整条裂缝边界1m 的范围铺设一层镀锌铁丝网。
6）养护，轻质土路基顶面浇筑至设计高程后，应采用塑料薄膜进行保湿养护，养护时间不少于7 天；养护期间禁止施工机械行走；
当泡沫轻质土没浇筑到顶标高时，由于恶劣天气等原因，长时间无法进行下一层序施工时，泡沫轻质土表面宜覆盖保护。
路床施工前，需确保轻质土路基已达设计强度要求后方可开展施工。路床施工时，严禁自卸车、压路机、推土机等大型机械直接在轻质土路基的顶面行走，应采取边卸料、边推平、边碾压的前进方式进行摊铺和碾压，即卸料车、压路机应在推平机械的后端卸料和行走。
雨季施工应特别做好临时防排水措施，重点防患已开挖区段和相邻未开挖区段的水土流失，应采用薄膜覆盖、设置临时排水沟的相关措施，避免坡面冲刷，防止大量的水土流向低处轻质土浇注面上污染轻质土。
应根据天气预报，避免在雨天施工；一旦开始浇注后遇到下雨情况，应立即停止浇注，并采取遮雨等应急措施予以保护；继续施工时，应对已浇注泡沫轻质土表面进行检查，发现有消泡输送层应予以清除。
固化后的试验检测
1、泡沫轻质土固化后常规试验检测指标为抗压强度。
2、泡沫轻质土路基浇筑至最后1 层时，每一区段每一浇筑层应取强度检测试件3组，分别作7 天和28 天龄期强度检测，试块采用塑料袋单件密封并置于现场进行同条件养护；其他层位的泡沫轻质土，每一区段每一浇筑层应取强度检测试件1 组，做28 天龄期强度检测，试块采用塑料袋单件密封，置于20～25℃养环境中养护。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，包括：
1）水泥浆制备
2）泡沫制备
3）泡沫轻质土制备
4）浇筑区场地准备，轻质土浇注施工前，应对浇注区基底进行检查，确保基底无杂物、无积水；基底高程、平面尺寸应满足设计要求；
5）现浇泡沫轻质土，以最底层作为浇筑的第1层，沿路基纵向每隔10~15m设置一个浇筑区；
边坡开挖完成后，填筑时从底层往上分层依次施工，单层浇筑厚度以60cm控制，顶层根据设计高程浇筑厚度控制在0.3~1.0m，往上层浇筑时横向收90cm；
泡沫轻质土整体浇筑完成后，应及时进行包边灰土和路床灰土的施工；包边灰土按超宽1米，从下往上逐层填筑，压实度满足设计要求，填筑到顶标高后，再对包边灰土进行刷坡；路床灰土填筑应在泡沫轻质土强度满足要求后进行，逐层填筑，压实度满足设计要求，并调整路基横纵坡；
6）养护。
2.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤1）中，水泥浆搅拌过程实际上是水泥与水的混合反应过程，控制该过程的是水泥浆配合比及搅拌时间。
3.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤2）中泡沫制备环节是发泡液与压缩空气混合的过程：压缩空气和发泡液在发泡装置中混合，并以发泡液和压缩空气的输送动力为动力，形成一定的泡沫流；该环节的混合比例由发泡剂的发泡倍率或泡沫的标准密度值决定；由于混合介质为气液混合，其控制难度较高，由装备系统的发泡技术、发泡剂性能决定其控制质量，表现为制备的泡沫流是否细腻、泡沫密度是否稳定。
4.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤3）中泡沫轻质土制备过程中泡沫和水泥浆的混合比例由轻质土的湿密度目标值或者轻质土气泡率决定；该环节的控制，由于包含了气、液、固三相介质，是最难控制的环节；其控制质量由装备系统的混合技术决定，表现为制备的轻质土密度是否稳定、是否均匀。
5.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤4）中，泡沫轻质土基底处理为：掺加质量比为5%石灰并翻挖20cm碾压密实，压实度按不小于90%控制；边坡台阶开挖完成后，用泡沫轻质土喷浆护坡，防止雨水冲刷。
6.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤5）中，单个浇注区的面积应结合设备产能进行划分，应以浇注区内单个浇注层可在初凝时间内浇注完毕且单个浇注层浇注方量不超过200m3为控制标准，最大浇注面积不应超过400m2。
7.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤5）中：
（1）同一区段上下相邻浇注层，浇注间隔时间应以下层浇注层已经硬化为控制标准，不宜少于6h；
（2）每一浇注层应在水泥浆初凝时间内浇筑完毕，浇注时间不宜超过3h；水泥浆自制备完成到开始制备轻质土的间隔时间最大不超过3h；
（3）应沿浇注区长轴方向自一端向另一端浇注；如采用多条浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式；
（4）浇注过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇注轻质土表面后再移动；
（5）浇注过程中，浇注管出料口离当前浇注面的高差最大不应超过2m；
（6）浇注施工过程中，应尽量减少在浇注层中的走动扰动。
8.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤5）中，路基纵向上每隔10～15m 宜设置横向变形缝，采用1~2cm 厚的泡沫塑料板填塞；变形缝应结合浇筑区施工缝的位置、进行转区错开。
9.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤5）中，现浇泡沫轻质土浇注施工过程中，当出现沉陷及裂缝，对于沉陷较严重及裂缝宽度较大的情况应进行必要的处理：
（1）对于坑洼式沉陷，应对沉陷区域进行清除处理，处理深度为一个浇注层厚度，清除后的部位，应补充浇注；
（2）对于整个浇注层的整体式沉陷，当沉陷距不超过浇注层厚度的5%时，可不作处理；当沉陷距超过浇注层厚度的5%时，则应将该浇注层返工处理；
（3）对于宽度不大于3mm 的裂缝，不作处理，否则，应对裂缝进行封闭处理，且应在整条裂缝边界1m 的范围铺设一层镀锌铁丝网。
10.如权利要求1所述的利用泡沫轻质土填筑互通匝道的施工方法，其特征是，所述步骤6）中，轻质土路基顶面浇筑至设计高程后，应采用塑料薄膜进行保湿养护，养护时间不少于7 天；养护期间禁止施工机械行走；
当泡沫轻质土没浇筑到顶标高时，由于恶劣天气等原因，长时间无法进行下一层序施工时，泡沫轻质土表面宜覆盖保护。
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