泡沫轻质土施工技术方案

一、工程概况

1、工程简介

一期工程位于天津市宁河县境内，是天津市“九横五纵”规划高速公路网中的一横，呈东西走向横穿天津市中部，东端与河北唐山相连、西端接河北廊坊。路线起点位于宁河县东棘陀镇小顷甸村东北，终点位于褚家庄东侧省界处，路线全长33.712km。

本标段 起点桩号K18＋965.926，终点桩号K22＋905.430，全长3939.504m。路线全部位于宁河县板桥镇内，途径于三庄、北朱庄、王良庄、盆罐庄四个村庄。主线采用双向六车道高速公路标准，设计车速120km/小时，路基宽34.5m。主要构筑物有滨玉互通式立交桥（主线桥、A线桥、C线桥、D线桥、E线桥）、板张路分离式立交桥、K21+243中桥和11道圆管涵。路基主要有主线和互通区（A、B、C、D、E匝道）路基，土方共计60.8万方，软土地基处理主要有高压旋喷桩147668m和水泥搅拌桩76140m。路面结构12%石灰稳定土底基层2.7万方。总工期776日历天，工程总造价2.42亿元。现浇泡沫轻质土路基段起始桩号范围K22+414.57~K22+4.57，全长50m，共2325方。

2、编制依据

本方案除根据施工现场实际情况外，依据下列文件、规范、规程进行编制： （1） 高速公路 一期工程 合同文件

（2） 高速公路天津段一期工程 施工图纸 （3） 高速公路天津段一期工程 施工图设计说明 （4） 高速公路天津段一期工程标准化施工指南 （5） 高速公路天津段一期工程管理手册

（6）《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004 （7）《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001 （8）《施工现场临时用电安全技术规范》 JGJ46-2005 （9）《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS:249 2008）。 （10）《现浇泡沫轻质土路基设计施工技术规程》（DB84-2011）。 3、地形、地貌

沿线主要位于现状耕地上，地势平坦，地面高程为1.5m～4.5m，耕地内分布多条灌溉沟渠，沟渠水位受降水和抽水灌溉的影响较大。

4、气候、水文

拟建高速位于温带半湿润性季风气候区～暖温带滨海半湿润性季风气候区，四季分明。夏季干旱，冬季寒冷，降水较少。

气温：该地区年平均气温12.3℃，极端最高气温36℃以上，极端最低气温-20℃以下。

沿线多年平均降水量605.2mm。降水量年内变化较大，暴雨多发生在7-8月份。

沿线多年平均风速4.5m/s；最大风速26.5m/s。

天津市地处蓟运河水系，浅层地下水埋藏较浅，地表水资源丰富。 5、工程地质

本工程勘察最大深度60.00m，深部土层普遍存在厚度较大的砂性土层，密实、承载力较好，粘性土亦多为可塑～硬塑状态，可作为桥梁桩基较好的持力层。

抗震设防烈度为8度。 6、主要技术指标 1）施工湿密度及强度

泡沫轻质土路基施工湿密度及强度 工程部位 施工湿密度7d抗压强度28d抗压强度Rfw(kg/m3) 路床 路堤

600≥Rfw≥570 570＞Rfw≥540 (MPa) ≥0.4 ≥0.3 (MPa) ≥0.8 ≥0.6 2）发泡剂应满足下表要求：（发泡剂性能指标）

性能指标 稀释倍率 发泡倍率 标准泡沫密度（kg/m3） 标准泡沫泌水率(%) 规定值 40～60 800～1200 30～50 ≤20% 3）消泡试验泡沫轻质土湿密度增加率不超过10%，标准沉陷距不超过5mm。 4）HDPE防渗土工膜技术指标如下：

序号 1 2 3 4 5 6 7

项目 厚度（mm） 幅宽( m) 拉伸强度（纵横）MPa 断裂伸长率（纵横）% 直角撕裂强度 N/mm 搭接宽度(cm) 搭接方式 指标 ≥0.3，＜0.6 ≥3.0 ≥17 ≥450 ≥80 ≥5.0 热焊 5） 金属网采用Φ3~4mm@5cm×5cm镀锌铁丝网。

7、工程数量表

工程部位 工程量 泡沫轻质土(m3) 2242.5 金属网（m2） 4357.5 防渗土工膜（m2） 400 8、施工设备

泡沫轻质土的现场制作、输送与浇筑，应采用专用施工设备，且应满足以下要求：

（1）电控系统具有发泡剂、发泡液、压缩空气、泡沫、水泥浆、泡沫轻质土流量实时数显功能，且应集中显示于触摸屏或平板电脑上。

（2）泡沫制备、水泥浆输送、泡沫轻质土制备与输送的产能应满足下列要求：

设备产能要求

项目 泡沫制备 水泥浆输送 泡沫轻质土制备与输送

产能（m3/h） ≥60 ≥30 ≥90 备注 单套发泡装置产能 单台水泥浆输送泵产能 单台轻质土输送设备产能 （3）电控系统应具有泡沫密度、水泥浆湿密度和泡沫轻质土湿密度实时数显功能，且应集中显示于触摸屏或平板电脑上。

（4）发泡装置应具有发泡剂自动稀释功能。 （5）水泥浆输送泵必须为定流量泵。

（6）严禁采用泡沫混凝土或发泡水泥设备替代泡沫轻质土专用设备进行施工。

（7）水泥浆的制作应采用专业拌合站，严禁使用小型搅拌机。

（8）现浇泡沫轻质土施工设备进场后，应按“设备功能检查表”的要求对设备功能进行逐项检查，仅当设备功能全部满足要求时，方能展开施工。

设备功能检查表 设备组件 功能要求 具有触摸屏或平板电脑控制 发泡剂、发泡液、压缩空气及泡沫流量控制与数显 水泥浆、泡沫轻质土流量数显 检查方法 直接检查有无触摸屏或平板电脑与电控系统联动 在发泡状态下检查触摸屏或平板电脑上有无相关数显指标 合格判定 满足□；不满足□ 满足□；不满足□ 满足□；不满足□ 满足□；不满足□ 满足□；不满足□ 满足□；不满足□ 电控系统 采用泡沫和水混合输送的方式检查有泡沫密度、水泥浆湿密度、无相关数显指标 轻质土湿密度数显 发泡剂自动稀释 发泡装置 泡沫产能≥60m3/h 发泡状态下调整泡沫流量或稀释倍率，检查发泡剂流量是否自动调整 发泡状态下，使用30L以上的塑料筒接盛泡沫并计时测定泡沫流量

二、施工组织计划

1、施工计划：

工程部位 工程量 泡沫轻质土(m3) 2325 计划有效工期（天） 10

2、施工部署：泡沫轻质土施工由项目经理 总体负责， 为施工负责人，现场由 负责，总工 进行技术把关，工程质量检测为 等，试验室主任 。

3、人、料、机投入计划 （1） 主要人员安排计划

技术负责1人 现场负责1人 测 量 员3人 技 术 员1人 施工班长1人 操 作 手 10人 质 检 员1人 安 全 员1人 试 验 员 3人 普通工人10-15人 （2）施工机械配备计划

现场配备机械设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 设备名称 水泥浆搅拌站 发泡混合输送站 空压机 潜水泵 配电箱 浆料输送管 泡沫轻质土输送管 泡沫轻质土输送管 输水管 尼康全站仪 水准仪 规格 60m3/h 90m3/h 11KW 3KW -- 3寸 4寸 3寸 2寸 NIVO2.M DS3200 单位 套 套 台 台 个 米 米 米 米 台 台 数量 1 1 3 5 5 1000 400 200 200 1 2 备注 （3）试验器具配备计划

试验器具配置计划表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 器具名称 流值测试仪 游标卡尺 电子称 标准量杯 试模 钢卷尺 钢卷尺 试验桶 规格 -- ≥30cm 15Kg 1L 100×100×100 5m 50m ≥15L 单位 个 把 台 个 条 把 把 个 数量 4 2 6 6 32 1 1 10 备注

（4）物资材料供应计划

泡沫轻质土所用水泥、防渗土工膜、金属网等已于供应商签订完供货合同。进场材料必须检验品种、规格、数量、质量，并要求供应商提供相应的质量证明，现场材料应有明显标识。材料在使用前必须进行相关原材料检测试验，并由监理组批复后方可使用。

4、技术准备

（1）组织技术人员详细研究施工设计图纸，掌握设计意图，了解设计方案、技术措施、贯彻规范及标准情况。

（2）在熟知图纸的基础上，在施工前进行逐级技术交底，并把技术交底文件作为指导施工生产的技术依据之一。 （3）试验准备

施工前做好施工配合比的优化工作。 （4）测量准备

为了确保施工过程中测量的精度，项目部采用两级复核制度。测量所用的仪器设备都在检定有效期内。本工程所有的测量桩位都设有明显的标志，并加以保护，桩位选取在便于施测、牢固不易破坏的地方，必要时采用钢筋混凝土浇筑，砌砖围护，严防车辆碾压。如遇有破坏的桩位，及时补测，并做好复核。

三、施工工艺流程及工艺要点

水泥浆制备 建立水泥浆搅拌站 水泥 水 水泥浆 管道输送 基底开挖 砼垫层浇注 土工膜铺设 浇注区场地准备 泡沫制备 浇注层浇注准备 水 发泡剂 发泡液 压缩空气 泡沫 浇注模板分层安装 变形缝分层安装 泡沫轻质土制备 水泥浆 泡沫 泡沫轻质土 管 道 输 送 分层浇注

总体施工工艺流程图

1、路基削坡

轻质土施工前，采用挖掘机严格按设计图纸要求的蹬宽、蹬高、坡度自下而上方式分级开挖台阶，并将边坡表面松散土颗粒清理干净。

2、浇筑分区与浇筑层划分

轻质土浇注前，根据工点工程地质条件及边界条件，先进行浇注分区。浇注区的划分应符合以下要求：

① 单个浇注区顶面面积应控制在200~300m2； ② 单个浇注区长轴方向长度不宜超过20m； ③ 单层浇注层厚控制（30～80）cm；

④单层浇筑的施工时间在水泥初凝前（常温下2~3h）完成。

3、模板制作及安装

（1）测量定位后，用斧头、铁锹在原地面开出深度5cm槽口，安装模板后用土将槽口两侧填平夯实防止漏浆。

（2）模板一般采用竹胶板或木胶板，30cm设置一道背楞。

（3）模板采用钢管（Φ20mm*2mm）打入地面0.2米深进行固定，然后用木方斜撑背楞。

（4）路基两侧边缘模板内侧铺设防渗土工膜，铺入轻质土底层0.75m。 （5）为保证施工质量，应注意事项如下：

1）模板拼装应严格按施工方案和工序进行施工，模板没有固定前不得进行下道工序施工。

2）模板的拼接缝应严密，不漏浆。

3）泡沫轻质土浇注固化后方可进行模板拆除。

4）模板拆除后尽量不要在固化后的浇注区走动，如施工需要可在浇注区面层垫模板，在其上行走。 4、变形缝设置

泡沫轻质土按施工区段设置变形缝，缝宽1～2cm，采用泡沫塑料板填塞：施工时可在已浇注的区段侧面锚固泡沫塑料板后再浇注另一侧，变形缝必须保证竖直。

泡沫轻质土路基区段边界断面均应设置变形缝，纵向边界衔接面最底部台阶里程位置与泡沫轻质土区段边界断面里程位置应一致。

5、泡沫轻质土制作

总结现浇泡沫轻质土制备工艺的各个环节，其共同点在于混合，体现为多相介质、多步骤、多比例的混合特性。各个环节的混合分别为：

（1）发泡剂稀释

发泡剂稀释环节是根据发泡剂的稀释倍率将发泡剂稀释为发泡液，以便于进行发泡过程中的精确计量。该环节的混合表现为发泡剂与稀释水的混合。

（2）水泥浆搅拌

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）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。

（4）泡沫与水泥浆混合

该过程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。

图4.2 轻质土制备工艺的关键环节

综上，泡沫轻质土制备的关键技术为发泡技术、混合技术及发泡剂技术。 6、泡沫轻质土的浇筑与养护

（1）泡沫轻质土浇注施工前，应确保基底无积水、无松软土；基底土层应进行必要的碾压处理，压实度应不低于80%。

（2）泡沫轻质土单层浇注厚度按0.5m控制；同一区段上下相邻浇注层，当施工气温不低于15℃，最短浇筑间隔时间可按8～12小时控制，否则，浇筑间隔时间应不低于2天。

（3）泡沫轻质土单个浇注区浇注层的浇注施工时间应控制在水泥浆初凝时间内。

（4）应沿浇筑区长轴方向自一端向另一端浇筑；如采用一条以上浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注,或采用对角的浇注方式。

（5）浇筑过程中，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筑轻质土表面后再移动。

（6）进行扫平表面时，应尽量使浇注口保持水平，并使浇注口离当前浇筑轻质土表面尽可能低。

（7）尽量减少在已浇完尚未固化的轻质土里来回走动。

（8）对于路床部位的泡沫轻质土，每层浇注完毕后应采用塑料薄膜进行覆盖保湿养护；最后1层浇注完毕后，养护龄期不低于7天。

7、金属网及防渗土工膜铺设

（1）路床顶部金属网应铺设在防渗土工膜下。

（2）金属网铺设时，应采用U形钉进行锚固，纵向锚固间距2m、横向锚固间距1.0m。金属网平面位置应重叠搭接，搭接宽度不低于5cm，搭接处用铁丝绑扎并用U型钉锚固，变形缝位置，铁丝网断开铺设。

（3）防渗土工膜铺设时，应注意尽量贴紧下承层；路床顶部应采用U型钉进行锚固，纵向锚固间距5m，横向锚固间距2m。

（4） 防渗土工膜和金属网均应横向铺设。 8、质量检验与验收

① 实测项目详见表泡沫轻质土实测项目

②现浇泡沫轻质土路基工程实测项目中的关键项目为湿密度、抗压强度和路床顶面弯沉；

③密度的检测方法参见《规程》9.2 CECS249:2008；对于施工检测，检测频率为每一浇注层检测6次，对于路基质量检验，检测频率为施工检测的20%。湿密度合格标准为不超过设计值或规定值范围。

④压强度的检测方法参见《规程》9.5 CECS249:2008；施工检测及路基质量检验频率为1000m3检测1组（不够1000m3按1000m3考虑），合格标准为：a、7天龄期强度不低于0.5倍设计值或规定值；b、当无法满足a时，则需满足28天龄期强度不低于设计值或规定值。

泡沫轻质土实测项目

项次 △抗压强度(MPa) 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 权值 1 2 3 4 5 6 距路面地面距离 0～0.8 ＞0.8 qu7d≥0.5q2或qu28d≥q2 qu7d≥0.5q1或qu28d≥q1 在规定值或设计范围内 7d弯沉不大于1.5倍设计值28d弯沉不大于设计值 +10，-15 50 不小于设计 1次/1000m3泡沫轻质土 每一浇注层不少于6次 按《公路工程质量检验与评定标准》 水准仪:每200m测4断面 3 3 3 2 △施工湿密度 △弯沉（0.01mm） 轻质土路基顶高程(mm) 中线偏位(mm) 宽度(mm) 经纬仪:每200m测4点，2 弯道加HY、YH两点 米尺:每200m测4处 2 注：表中q1、q2分别为路床、路堤部位抗压强度规定值或设计值，规定值见表-2.2.1。

⑤外观鉴定

表面平整，边线直顺，曲线圆滑。 9、路基土衔接

泡沫轻质土路基施工完成后仅当最后一层浇筑层同条件养护强度≥0.4MPa方能进行路面结构层或素土回填施工。

（1）包边土填筑

包边土采用小型压路机距轻质土外侧30cm进行分层碾压，每层填筑压实厚度不大于20cm，压实度满足设计要求。轻质土边侧30cm范围内采用小型夯机或液压平板进行夯实。

（2）顶部土方填筑

应避免大型机械直接在轻质土顶面行走，应采取边推平边卸料的前进方式进行摊铺和碾压，即卸料车应在推平机械的后端卸料，避免轻质土顶部因承受车辆的集中荷载及碾压而导致破坏。 四、 质量保证措施

1、质量目标

交工验收质量评定：按照《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）达到合格标准；竣工验收质量评定：按照《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）达到优良标准；争创交通部优质工程。本分项工程质量目标为

工序合格率达100%，分项工程合格率达100%，杜绝重大质量事故。

2、确保工程质量的措施

（1）为了确保工程实现合同目标，现场建立在建设公司领导下的质量保证体系，严格按GB/T19001标准运行，明确各岗位的质量职责，责任的权限，层层把关，认真实行“三检制”，与质量有关的环节均由有资格的人员进行管理控制，做到定机、定人、定岗、定责。每处施工现场确定一名项目负责人，制定详细的操作手、自检人员岗位责任制。

（2）操作前先对施工人员进行技术交底，领会设计意图，做到心中有数，对容易出质量问题的环节，提前制订预防措施，并针对工程情况进行规范、工艺技术和质量标准的基础知识培训，积极开展质量教育。凡参加泡沫轻质土施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范，明确岗位责任，做到未经培训不得上岗。

（3）项目经理部所有的技术员、施工员、质检员、安全员等均持证上岗，具备相应的专业管理技术能力；操作者具有相应的岗位技能资格。

（4）严格执行确定的施工工艺参数，作好详细原始记录。若施工中出现异常，由项目经理和技术负责人会同有关单位研究解决，不得擅自处理。

（5）设备是保证泡沫轻质土质量均匀性的前提，设备产能及精度对泡沫轻质土的质量控制至关重要。加强现场的计量管理，对计量器具及检验仪器坚持按规定进行校验，不合格的计量器具及未经校验的器具不得用于施工计量。 （6）制定科学合理的作业计划，并加强计划的检查及调整工作，使工程进展始终在计划的指导下进行，做到有条不紊，不打乱仗，减少出现质量事故的因素。 五、 文明安全施工措施

1、安全保证措施 1）安全目标

防止在施工中发生工伤事故，保护职工以及周边群众的人身安全，财物安全，确保工程顺利进行。要做到“三防一确保”即防交通事故，防触电事故，防火灾，杜绝重伤以上（含重伤）工伤事故；工伤事故率为0。

2）安全教育

党政工团齐抓共管，加强安全教育，提高职工安全意识；本单位职工每周应有一次安全活动，学习各项工作的安全操作规范等常识；民工进场前进行常规安

全操作教育方可上岗。

3）施工现场安全措施

本工程在施工过程中始终贯彻‘安全第一，预防为主，综合治理’的方针，建立健全安全管理体系，强化安全机构，制定安全目标管理，切实作好施工中的安全工作。我项目部制定以下措施：

（1）项目经理部成立了以项目经理为首的安全领导小组，组织领导安全施工管理工作，定期进行安全检查、召开安全会议，分析安全计划的执行情况，及时发现问题，研究改进措施，积极推动项目经理部全面安全管理工作的深入开展。

（2）项目经理部建立二级安全管理体系，在施工过程中自下而上分别实施工作检查任务；同时认真接受建设单位安全监督和监理单位的监理，接受社会安全监督部门的监督。

（3）加强安全教育，重点对专（兼）职安全员、领工员、班组长、混凝土工、机械操作手、修理工、等人员进行培训教育，持证上岗，以提高生产人员的安全意识。

（4）由项目经理部组织有关人员进行书面详细的安全技术交底，凡参加人员履行签字手续，并保存资料；项目经理部专职安全工程师要对安全技术措施的执行情况进行监督检查，作好记录。

（5）搞好安全生产的宣传，施工现场作到有固定标语和针对性醒目标牌，确保安全生产。

（6）进入施工现场的任何人员必须配戴安全帽。 （7）夜间施工设有足够的照明设备，严防乱拉电线。 （8）设备经常检修。

（9）每台设备由专人负责，禁止非专业人员操作；

（10）施工前，对施工现场、机具设备及安全防护设施等进行全面检查，确认符合安全要求后方可施工。

（11）泡沫轻质土模板支设牢固、可靠，保证作业人员的安全。

（12）浇注时，应有专人对模板及支撑进行检查，发现问题应及时采取加固措施。

（13）所有施工及养生用的用电设备，必须由持证电工安装插座及漏电保护器，不得私拉乱接。

（14）现场施工过程中的每道工序都应由经理部专责安全员进行检查并确认合格后方可进行下道工序施工。

2、文明施工措施

安全组负责文明施工的管理与监督工作。

安全组根据各工程施工的特点定制《文明施工行为准则》，定期或不定期地对施工现场进行文明施工检查，对各施工点的文明施工情况打分，并公布在月度生产简报上，对违反《文明施工行为准则》的，要提出批评，限期整改直至处罚。

（1）施工人员要佩带胸卡上岗，职工对待工作热情、投入，对人尊重、礼貌、精神面貌好。

（2）场地规划整齐，材料按规格隔离堆放，料场标示明确，保持施工场地清洁卫生。

（3）加强现场安全管理，在施工现场设置“五牌一图”。施工用电、生活用电管理落实到人，添置必要的防护器材，促进现场文明管理。

（4）由于需要占用农田和村道，所以要加强与当地群众联系，做到相互理解、相互尊重，对群众提出的合理要求应尽快整改，对不合理的要求要说服教育以免矛盾激化，教育职工不得扰民。

（5）加强与业主和当地部门的联系和交流，共同搞好两个文明建设。 （6）健全管理制度，把文明施工列入经济承包责任制中，制订随机检查制度，并采取相应的奖罚制度，严格管理以达到文明施工的要求。

3、环境保护措施

工程开工前，对施工设备、防污设施及采用的施工方法等进行检查和审核。 地面冲洗物包括水泥、水泥浆、机械等清洗污水、发泡液和其它悬浮或溶解物质，经引入污泥井沉淀处理后再排放，防止未经处理排放。燃料、油、颜料保存在合适的安全容器中，放在指定地点，以免意外泄漏进入水道。

时刻维护工地内的排水系统，防止污水、废水、水泥浆和其它任何悬浮或溶解物料从工地流到邻近的土地范围，防止废物料积聚在工地或相邻的地方。

分离后的施工废物料，放在指定的处理场所进行处理，其它未污染但不适于再利用的施工废料弃置在指定堆放场。

不在施工区和生活区附近的任何地点倾倒饭盒、生活垃圾等废弃物，应进行集中处理。