高速鐵路路基幫寬泡沫輕質(zhì)混凝土主體工程施工工藝應(yīng)用探述

張伍星

(中鐵二十五局集團(tuán)第五工程有限公司， 山東青島 266100)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，既有線的運(yùn)輸能力和運(yùn)行速度已不滿足要求，為緩解既有線的運(yùn)輸壓力和提高運(yùn)行速度，將會出現(xiàn)大量修建增建二線現(xiàn)象[1]。增建二線的建設(shè)包括樁基施工、路基填筑預(yù)壓等，均會擾動緊鄰既有線路路基，新建二線建設(shè)路基工程將面臨兩個主要的問題：一、新線施工對既有線路運(yùn)行狀態(tài)和工后沉降的影響；二、既有線路運(yùn)營對新建線路路基施工工藝的限制。這兩個問題相互牽制、相互制約，因此在修建增建二線時，傳統(tǒng)的施工工藝將受到嚴(yán)重的限制[2-3]。

路基新材料和新結(jié)構(gòu)是路基研究領(lǐng)域的新方向。現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)混凝土作為一種新材料[4]，具有自重輕、流動性好、直立性好、環(huán)境影響低等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于道路、地下、市政等土木工程領(lǐng)域[5-8]。將泡沫輕質(zhì)混凝土引入高速鐵路路基領(lǐng)域，采用該材料澆筑路基，可充分利用該材料具有整體性能好、滲透系數(shù)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，減少路基病害。且該材料可泵送、無需振搗和碾壓等，施工過程中對既有線路路基擾動??；泡沫輕質(zhì)混凝土質(zhì)量輕，可減小既有路基的工后沉降，降低增建二線的路基壓密變形。

泡沫輕質(zhì)混凝土施工工藝是保證施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，操作不當(dāng)時，將會出現(xiàn)澆筑不穩(wěn)定現(xiàn)象，出現(xiàn)表面低密度層、沉陷裂縫和收縮裂縫等問題，影響施工質(zhì)量[9]。結(jié)合泡輕質(zhì)混凝土澆筑狀態(tài)分析和結(jié)構(gòu)型式設(shè)計，泡沫輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)澆筑高度和寬度均具有合理范圍值，且水泥材料具有初凝時間，當(dāng)單個澆筑區(qū)澆筑的施工時間超過水泥初凝時間時，會破壞初凝后泡沫輕質(zhì)混凝土的結(jié)構(gòu)，影響其施工質(zhì)量，本文針對泡沫輕質(zhì)混凝土主體結(jié)構(gòu)施工，分別提出了分層跳區(qū)式施工工藝、快速分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)和分隔縫施工工藝，保證工程順利施工，為類似工程提供一定的借鑒和參考。

1 分層跳區(qū)式施工工藝

按照施工區(qū)域的面積，將該區(qū)域劃分為若干個澆筑區(qū)域，而后采用分區(qū)支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)，進(jìn)行分層跳區(qū)式施工，見圖1。結(jié)合澆筑狀態(tài)分析，單層厚度控制為0.6m左右；單個澆筑區(qū)采用一次性澆筑完成。結(jié)合泡沫輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)型式設(shè)計部分，可知輕質(zhì)混凝路基結(jié)構(gòu)長度控制為10m時，各結(jié)構(gòu)受力較合理。從一側(cè)到另一側(cè)進(jìn)行編號，首先對奇數(shù)編號區(qū)從小到大進(jìn)行施工，而后對偶數(shù)編號區(qū)從小到大施工。

圖1 分層跳區(qū)式施工工藝示意

泡沫輕質(zhì)混凝土進(jìn)行澆筑時，不應(yīng)采用噴射方式進(jìn)行澆筑，而應(yīng)將管口埋入泡沫輕質(zhì)混凝土漿體表面不少于10cm，減少泡沫輕質(zhì)混凝土的消泡量(圖2)；澆筑時管口由中心向四周擴(kuò)展或后移式多點(diǎn)澆筑，禁止一點(diǎn)式澆筑；澆筑至頂面時，采用后移式拖動管口，而后進(jìn)行人工掃平；澆筑過程或澆筑完成后，減少對泡沫輕質(zhì)混凝土的擾動，不應(yīng)在泡沫輕質(zhì)混凝土內(nèi)隨意走動。

圖2 泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑方式

冬季、雨季和夏季進(jìn)行泡沫輕質(zhì)混凝土施工時，應(yīng)根據(jù)不同特點(diǎn)制定相應(yīng)的施工技術(shù)方案，并采用針對性的措施，保證施工質(zhì)量。冬季施工時，可采用快硬性水泥替代普通硅酸鹽水泥或者采用加熱水加速泡沫輕質(zhì)混凝土的初凝時間；雨季施工時，需加強(qiáng)防護(hù)措施，保證泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑完成8h內(nèi)不受到雨水沖刷；夏季施工時，澆筑前噴灑水濕潤下部接觸層，防止其吸取泡沫輕質(zhì)混凝土漿體內(nèi)的水分,夜晚施工應(yīng)避免高溫，可采用摻加粉煤灰降低水化熱溫度等措施。

2 快速分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)

在泡沫輕質(zhì)混凝土進(jìn)行分區(qū)施工時，分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)主要分為結(jié)構(gòu)外的混凝土面板和分區(qū)用的木模板。采用混凝土面板可保證泡沫輕質(zhì)混凝土直立施工，同時在泡沫輕質(zhì)混凝土服役期間起到保護(hù)作用，但對于泡沫輕質(zhì)混凝土路基結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)外部具有保護(hù)層，采用該結(jié)構(gòu)存在浪費(fèi)現(xiàn)象，該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢沒有得到體現(xiàn)；采用木模板進(jìn)行支擋時，容易出現(xiàn)接縫處工作量大、易漏漿等問題，且造價高，不易回收，造成資源浪費(fèi)。

針對上述問題，研發(fā)了一種泡沫輕質(zhì)混凝土快速分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)(圖3、圖4)，主要由鋼管柱、管帽、金屬網(wǎng)、薄膜為主體結(jié)構(gòu)組成。該結(jié)構(gòu)利用鋼管柱和金屬網(wǎng)作為支撐結(jié)構(gòu)，支撐薄膜構(gòu)成整個支擋結(jié)構(gòu)，可充分利用鋼管柱、支撐網(wǎng)強(qiáng)度高、來源廣，易拆卸等優(yōu)點(diǎn)，且薄膜與泡沫輕質(zhì)混凝土之間粘結(jié)性差，可輕松割除回收，重新作為養(yǎng)護(hù)薄膜使用。

圖3 快速分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)斷面

圖4 快速分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)平視

3 分隔縫施工工藝

當(dāng)奇數(shù)分區(qū)施工完成后，與偶數(shù)區(qū)相鄰的快速分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)拆除后，在奇數(shù)區(qū)與偶數(shù)區(qū)相鄰的位置噴涂2cm厚度的聚脲高分子層，該高分子層作為泡沫型低彈性模量彈性體，在泡沫輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)膨脹和收縮時，聚脲高分子層位置出現(xiàn)收縮和膨脹，起到應(yīng)力釋放的作用，且高分子層不出現(xiàn)破壞現(xiàn)象；而采用木模板作為分割縫材料時，鑒于泡沫輕質(zhì)混凝土材料與木模板之間的黏結(jié)性較高，且木性材料的彈性模量約為500～980MPa，則由于泡沫輕質(zhì)混凝土材料的收縮變形不會在收縮縫位置釋放，而會導(dǎo)致泡沫輕質(zhì)混凝土材料發(fā)生結(jié)構(gòu)型裂縫或在伸縮縫位置出現(xiàn)裂縫，形成進(jìn)水通道，影響泡沫輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能和耐久性能，其施工示意圖見圖5。

圖5 分隔縫施工示意

4 結(jié)論

泡沫輕質(zhì)混凝土施工工藝是保證施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，結(jié)合泡輕質(zhì)混凝土澆筑狀態(tài)分析和結(jié)構(gòu)型式設(shè)計，泡沫輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)澆筑高度和寬度均具有合理范圍值，且水泥材料具有初凝時間，針對泡沫輕質(zhì)混凝土主體結(jié)構(gòu)施工，分別提出了分層跳區(qū)式施工工藝、快速分區(qū)施工支擋結(jié)構(gòu)和分隔縫施工工藝，保證工程順利施工，為類似工程提供一定的借鑒和參考。