泡沫轻质土在港口码头中的应用

◎曹志巍 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概况

广州港南沙港区四期工程位于广州港南沙港区南沙作业区规划范围内的中部挖入式港池，泡沫轻质土主要应用于码头两轨间回填区域，填筑高程范围为+1.0～4.75m，厚3.85m，在路床上下界面铺设两层钢塑土工格栅；在泡沫轻质土顶面、地面和侧面均铺设土工布，HDPE防渗土工膜。

泡沫轻质土不仅在房建、公路、市政等行业挥出了极其重要的作用，并且在港口码头建设中得到了推广。为此，文章结合上述实际案例，以泡沫轻质土的特点为基本出发点，探讨了泡沫轻质土的具体的应用过程，期望可以为同类工程项目带来帮助。

2.泡沫轻质土在港口码头中的应用

2.1 泡沫轻质土施工流程

远端搅拌站制作水泥浆→水泥浆运输至泡沫轻质土制备站→制作泡沫、制作泡沫轻质土→输送至浇筑区→浇筑区封层浇注。

2.2 施工现场

在本工程项目中，由于泡沫轻质混凝土施工工作面积较大，需要采用多工点进行现场施工，单工点长度15m、宽15m，总面积225m2，为保证泡沫轻质土施工效率，现已经在施工现场投入了3台泡沫轻质土搅拌站设备。

2.3 泡沫轻质土浇筑及拌制

（1）泡沫轻质土拌制过程。在本项目施工之前需要对泡沫轻质土进行工艺性试验，并根据工程项目的地质条件、承载能力以及沉降控制标准确定泡沫轻质土的配合比，本项目中泡沫轻质土的配合比为125kg/m3∶407kg/m3∶0.16kg/m3∶313kg/m3∶188kg/m3（水泥、水、发泡剂、粉煤灰1、粉煤灰2），湿容重1095kg/m3，流动度191 mm，抗压强度0.8MPa（7d），1.12MPa（28d）。

在具体的施工过程中，严格按照配合比拌制，首先将发泡液倒入输送泵中，其次将其与压缩空气一同在发泡装置中混合，并以二者的压力为主要输送动力形成泡沫流，再将水泥通过输送管输送至泵内并充分搅拌；最后利用3寸或者4寸的输送管将拌制而成的泡沫轻质土输送至施工现场。

（2）模板施工。泡沫轻质土浇筑之前，利用规格为1.8m×0.9 m ×0.018m的木模进行分区支撑牢固，同时采用8cm×8cm的木方作为内外支撑。为了保证工程项目的施工质量，还应当注意以下几点内容：①在模板拼桩之前，严格按照施工方案和工序进行，在模板没有得到固定的情况下不得进入下一道工序；②模板应以拼接构造为主，拼接处利用止水胶带作密封处理，其目的是避免漏浆；③待泡沫轻质土完全固化后方可拆除模板；④木模模板安装完成后，认真、仔细地检查模板的垂直度、接缝质量、表面平整度、截面尺寸、支撑情况以及模板加固，确保模板的整体稳定性和美观性。

（3）分区浇筑。轻质混泥土在施工之前，根据各个供电的工程条件及边界条件先分区浇筑，并确保符合以下要求：单个浇筑区面积不得超过400m2；单个浇筑区长轴方向长度应控制在10～15m。

（4）变形缝设置。在路基横纵向上每隔20m设置一道变形缝，具体应使用2cm厚的聚苯乙烯板，并于胸墙、轨道梁、排水箱涵等混凝土衔接时，设置2cm厚的聚苯乙烯板作为缓冲层。

（5）钢塑土工格栅布置。横向布置钢塑土工格栅，受力方向和非受力方向的搭接长度需分别≥30cm和≥10cm，绑扎带应使用与钢塑土工格栅型号相同的产品，并每间隔2m用U型钉固定。钢塑土工格栅的基面既要保证平整，又要保证密实，铺设工作要不间断进行，在具体的铺设过程不得出现扭曲、重叠等现象，且不得对钢塑土工格栅拉伸安装。

（6）土工布布设。土工布设过程中，其搭接宽度应为5cm，搭接处应展平和拉紧土工布，并每2m之处使用U型定将其锚固，避免局部卷起。

2.4 泡沫轻质土施工要点

（1）泡沫轻质土单层浇筑厚度应控制在0.4～1.0m之间，对于同一区段的上下相邻浇筑层，当施工期间内的气温不低于15℃时，最短浇筑时间应在8h之内完成，连续浇筑时间不应低于12h。

（2）单个浇筑区浇筑层的浇筑时间控制在2h之内。

（3）沿着浇筑区的长轴方向从一端向着另一端浇筑，如果使用一条或者一条以上浇筑管时，可以并排从一端开始浇筑或者采用对角的方式浇筑。

（4）在具体的浇筑过程中，如果需要移动浇筑管，要沿着浇筑管放置的方向前后移动，禁止左右移动，如果必须左右移动时，应将浇筑管移出当前已完成浇筑的泡沫轻质土表面之后再移动。

（5）扫平表面时保证绕注口保持水平状态，并使绕注口低于轻质土表面。

（6）减少和降低在已经浇筑完成但尚未固化的轻质土上行走的次数。

（7）如果浇筑层底层高程之间有明显的差异，应当于较低层开始浇筑。

（8）出料口在具体的浇筑过程中不得悬空；当需要移动浇筑管、从出料口取样或者需要冲散浇筑区内多余的气泡时，出料口距离轻质土表面的高差应控制在1.5m以内。

（9）施工缝采用错缝分层进行处理，其目的是降低不均匀沉降。

2.5 养护

（1）泡沫轻质土顶面浇筑至设计高程后使用塑料薄膜将其覆盖，达到保湿养护目的，如果因条件限制使用无纺土工布覆盖，应结合洒水的方式来养护轻质土顶面，养护时间不得低于7日。

（2）在泡沫轻质土顶部路面施工之前，其顶部禁止行驶工程机械设备；对于局部地段无法回避时，应结合工程项目的实际情况并选择合适的位置，铺设≥50cm厚度的临时保护层作为临时便道，以供工程机械设备行驶。

（3）轻质土顶部养护强度必须达到0.6MPa方可组织施工，在具体的施工过程中禁止大型工程机械设备在泡沫轻质土顶部行驶。

3.泡沫轻质土的特点分析

3.1 轻质性

本项目泡沫轻质土的设计要求湿容重为≥1050kg/m3，重量仅为普通水泥混凝土的44%左右，可有效减轻对轻海侧码头的土压力以及竖向的荷载。

3.2 整体性高

泡沫轻质土直接在施工现场分层、分块浇筑，与胸墙、轨道梁等结构衔接时设置缓冲层，并在横向设置每20m一道变形缝，使得两轨间回填区形成一个整体，并与相邻结构结合紧密。

3.3 抗压性强

泡沫轻质土的配合比试验强度为0.8MPa（7d）、1.12MPa（28d），因具有较高的抗压强度以及整体性，大大提高了地基承载力和稳定性。

3.4 耐久性好

泡沫轻质土与工程项目的使用寿命基本相同且具有超强的耐水性，因内含大量封闭气孔，可减少孔隙水的渗透和后方回填土体细颗粒的运动，保持后方回填土体的稳定性，降低码头后方回填区的沉降位移量，提高码头结构的耐久性。

3.5 施工速度快

本项目一共配备3套搅拌设备，每套搅拌设备主要包含水泥搅拌站一台、90m3/h轻质土制备站一台、水泵、输送管等；搅拌设备采用自动上料、自动拌合的设置，每盘浆料拌合时间不超过5min，实现自动化作业，同时实现距施工现场350m以内的远距离输送，满足2500m3/d的生产进度要求；因采用管道输送的方式，减少了大型施工机械的使用，避免了各相邻工序间的施工干扰，并对码头水工结构起到成品保护的效果。

4.结语

综上所述，泡沫轻质土作为一种新的工艺和材料，相比传统回填砂，其采用管道运输，减少了现场材料运输、摊铺、碾压等设备的需求，提高了施工效率；轻质土具备整体稳定性和耐久性，能够加快码头结构的施工进度，对保证工程项目建设质量、加快施工进度方面具有极大的优势。