徐玉鋒

（上海浦興路橋建設(shè)工程有限公司 上海市 201210）

0 引言

隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，地鐵隧道上方的橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)也進(jìn)一步加快了速度，使得較多的橋坡不可避免地在地鐵隧道上方進(jìn)行施工。為了減少或控制橋臺(tái)與路基銜接段的差異沉降，同時(shí)有效減少地鐵隧道上方路堤的自重，提高路堤的穩(wěn)定性，現(xiàn)采用輕質(zhì)路基進(jìn)行橋坡填筑。本文對(duì)以EPS輕質(zhì)泡沫塊在楊高路民生路跨線橋橋坡填筑中的施工技術(shù)進(jìn)行介紹和分析，并提出相應(yīng)的技術(shù)措施。

1 工程概況

1.1 橋坡填筑設(shè)計(jì)概況

楊高路-民生路立交工程在民生路處設(shè)跨線橋，跨線橋沿楊高路走向上跨民生路，跨線橋總長(zhǎng)286.2 m，橋面寬25.5 m。西側(cè)橋坡EPS塊填筑范圍：YGK0+364～YGK0+434，長(zhǎng)度 70 m；東側(cè)橋坡EPS塊填筑范圍：YGK0+720～YGK0+798，長(zhǎng)度78 m。EPS塊填筑寬度22 m，總長(zhǎng)度148 m，厚度0.6～3.5 m，EPS塊填筑共約 6 675 m3。EPS塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸為300 cm×127 cm×63 cm，塊體與塊體之間采用雙面爪型連接件連接。

跨線橋西側(cè)橋坡處于地鐵9號(hào)線隧道上，東側(cè)橋坡處于地鐵9號(hào)線楊高中路車站頂板上，若采用常規(guī)的橋坡路基填筑方式，地鐵隧道結(jié)構(gòu)無法滿足附加荷載的要求，故采用EPS輕質(zhì)泡沫塊進(jìn)行填筑。橋坡填筑結(jié)構(gòu)為20 cm中粗砂+EPS輕質(zhì)泡沫塊+15 cm鋼筋混凝土板+混凝土基層及路面結(jié)構(gòu)層。

1.2 橋坡與現(xiàn)有地鐵隧道位置關(guān)系

楊高路為現(xiàn)狀老路，該次結(jié)合跨線橋施工對(duì)道路基層和面層同步翻挖改建。地鐵9號(hào)線走向與跨線橋走向一致，跨線橋西側(cè)橋坡處于地鐵9號(hào)線隧道上方，西側(cè)橋坡處地鐵隧道外徑為6.3 m，隧道頂標(biāo)高為-4.778 m，橋坡路面距離地鐵隧道頂約 8.906～11.465 m，其中填筑 EPS塊厚度約0.63～3.21 m。東側(cè)橋坡處于地鐵9號(hào)線楊高中路車站頂板上方，車站頂板頂標(biāo)高為2.072 m，橋坡路面距離地鐵隧道頂約2.037～4.881 m，其中填筑EPS塊厚度約為0.63～3.49 m。該次橋坡填筑范圍均已進(jìn)入地鐵9號(hào)線控制保護(hù)區(qū)域范圍內(nèi)，東西側(cè)橋坡EPS塊填筑橫斷面示意圖見圖1、圖2。

圖1 西側(cè)橋坡EPS塊填筑橫斷面示意圖（單位：mm）

圖2 東側(cè)橋坡EPS塊填筑橫斷面示意圖（單位：mm）

1.3 地質(zhì)與水文

該工程擬建場(chǎng)地屬長(zhǎng)江三角洲入?？跂|南前緣的濱海平原地貌類型。地質(zhì)報(bào)告所揭露的65.10 m深度范圍內(nèi)的地層為第四紀(jì)全新世至上更新世長(zhǎng)江三角洲濱海平原型沉積土層，主要由粘性土、粉性土及砂土組成。按地層沉積時(shí)代、成因類型及其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的差異可劃分為7個(gè)主要層次，其中第①層為填土層，第③層中分布有③夾層粉質(zhì)粘土，第⑤1層劃分為 2 個(gè)子亞層（⑤1-1、⑤1-2）。各層土的物理力學(xué)性能指標(biāo)詳見表1。

表1 土層參數(shù)匯總表

場(chǎng)地地下水由淺部土層中的潛水和深部粉（砂）性土層中的承壓水組成，地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水與地表涇流，地下水與地表水水力聯(lián)系密切?？辈鞙y(cè)得場(chǎng)地地下潛水位埋深為0.9～2.8 m（相應(yīng)高程為 1.21～4.26 m）；所揭露的承壓水為⑦層承壓水，勘察測(cè)得場(chǎng)地⑦層承壓水埋深約為6.23～6.31 m（相應(yīng)高程為-2.28～-2.22 m）。

1.4 橋坡的控制指標(biāo)

由于橋坡填筑的垂直方向處于地鐵隧道結(jié)構(gòu)保護(hù)范圍內(nèi)，一方面需要保證地鐵的運(yùn)營(yíng)安全，填筑材料的附加荷載在允許范圍內(nèi)；另一方面要保證道路的行車舒適性，橋頭工后沉降滿足設(shè)計(jì)容許要求。根據(jù)《上海市地鐵沿線建筑施工保護(hù)地鐵技術(shù)管理暫行規(guī)定》以及地鐵運(yùn)營(yíng)主管部門對(duì)本工程《軌道交通安全保護(hù)區(qū)域作業(yè)方案技術(shù)審查意見書》的要求，施工中必須按照以下控制指標(biāo)對(duì)運(yùn)營(yíng)地鐵隧道進(jìn)行保護(hù)：

（1）地鐵隧道上方保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)附加荷載≤20 kPa；

（2）橋臺(tái)與路堤相鄰處設(shè)計(jì)容許工后沉降≤12 cm。

2EPS輕質(zhì)泡沫塊簡(jiǎn)介

聚苯乙烯泡沫（Expanded Polystyrene簡(jiǎn)稱EPS）是一種輕型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯樹脂加入發(fā)泡劑，同時(shí)加熱進(jìn)行軟化，產(chǎn)生氣體，形成一種硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料。EPS表觀密度約為15～30 kg/m3。該工程中所使用的輕質(zhì)填料EPS塊密度為25 kg/m3，僅為普通道路填料的1%～2%；EPS自立性強(qiáng)，對(duì)高路堤和邊坡的穩(wěn)定十分有利；EPS的封閉空腔結(jié)構(gòu)使得水的滲入極其緩慢，EPS在水中和土壤中的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)被微生物分解[1-5]。

（1）該工程所使用的EPS塊的幾何尺寸及容許誤差見下表2。

表2EPS塊的幾何尺寸及容許誤差 mm

（2）從EPS標(biāo)準(zhǔn)塊上切割下來的零星塊件，其尺寸測(cè)量的最大容許偏差為±1%；可用塊體的最小尺寸（長(zhǎng)寬高）均為0.5 m；

（3）EPS塊平面采用3 m直尺測(cè)得的平整度應(yīng)在5 mm以內(nèi)；

（4）EPS塊的抗壓強(qiáng)度采用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，平均抗壓強(qiáng)度不小于100 kPa。

3 EPS輕質(zhì)泡沫塊填筑施工工藝

3.1 施工流程

基底處理→土工布+砂墊層→EPS塊鋪設(shè)→兩側(cè)粉煤灰填筑→鋼筋混凝土板塊澆筑→混凝土基層及路面結(jié)構(gòu)施工。

3.2 基底處理

路堤修筑前，將路堤范圍內(nèi)的原地基存在的淤泥、腐蝕土、原路瀝青層及混凝土面層進(jìn)行挖除處理。挖除后，分層回填素土至EPS基底?；茁返虊簩?shí)度應(yīng)≥90%（重型標(biāo)準(zhǔn)）。為保證EPS塊表面平整，在基底處理時(shí)應(yīng)做好調(diào)坡臺(tái)階。同時(shí)在基底處理時(shí)做好縱橫向排水盲溝，在施工作業(yè)面外設(shè)置集水井，防止雨季施工時(shí)EPS路堤積水。

3.3 土工布+砂墊層施工

EPS塊的底面鋪設(shè)20 cm中粗砂，砂墊層起到整平和排水作用。根據(jù)基底土質(zhì)條件和排水的需要，在中粗砂墊層下面鋪設(shè)透水性土工布，土工布選用復(fù)合式土工布或無紡布，質(zhì)量≥400 g/m2，攤鋪搭接寬度為50 cm，墊層上面各留1 m的包裹壓邊寬度。砂墊層的厚度做到均勻一致，表面平整。橋坡兩側(cè)的懸臂式混凝土擋墻防止砂粒料流失。鋪設(shè)后的砂墊層不得受泥土、雜物等污染，在鋪設(shè)底層EPS塊時(shí)，隨時(shí)修整因施工作業(yè)人員走到等引起的砂墊層不平整現(xiàn)象。

3.4 EPS塊鋪設(shè)

EPS塊重量很輕，采用人工進(jìn)行鋪筑，關(guān)鍵是控制平整度與聯(lián)結(jié)牢固。EPS塊鋪設(shè)在砂墊層基面上，基面上保持干燥狀態(tài)。塊體鋪設(shè)時(shí)，不準(zhǔn)任何機(jī)械和車輛直接在EPS塊上行駛。EPS塊自下而上逐層錯(cuò)縫鋪設(shè)，整體鋪筑質(zhì)量很大程度上取決于施工基面和最下層的鋪設(shè)精度。

EPS塊之間的縫隙和錯(cuò)臺(tái)應(yīng)盡可能小。最下層由砂墊層來調(diào)整，中間各層大于2 mm的縫隙則采用無收縮水泥砂漿調(diào)平。為防止EPS塊互相錯(cuò)位，EPS塊之間采用一定強(qiáng)度的雙面爪型聯(lián)結(jié)件，在頂面和側(cè)面設(shè)置具有一定強(qiáng)度的單面爪型聯(lián)結(jié)件。爪型聯(lián)結(jié)件采用1 mm厚A3鋼板加工而成，并進(jìn)行防銹處理。在最下層EPS塊與砂墊層基面和土基之間采用Ⅰ型金屬銷釘連接，銷釘插入基底深度不小于20 cm。

EPS塊輕質(zhì)路堤的兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土懸臂式擋墻，并采用二灰填充（石灰粉煤灰重量比為5∶95），兩側(cè)二灰路堤的填筑必須與EPS同步進(jìn)行鋪設(shè)，二灰采用透水土工布包裹，分層填筑壓實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，EPS塊實(shí)物圖及現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)圖如圖3（a）和（b）所示。

圖3 EPS輕質(zhì)泡沫塊實(shí)物圖圖

3.5 鋼筋混凝土板塊澆筑

在最上層的EPS塊頂面，澆筑一層15 cm鋼筋混凝土板。它不僅可以改善EPS塊的受力特性，使行車荷載和上部路面結(jié)構(gòu)荷載均勻擴(kuò)散，防止由于應(yīng)力集中而造成的EPS塊破壞，還使EPS塊形成一個(gè)良好的整體，防止有害物質(zhì)侵入EPS塊。鋼筋網(wǎng)片設(shè)置在板厚的中間，混凝土采用泵送。鋪澆后用插入式振動(dòng)機(jī)及表面振動(dòng)機(jī)振搗密實(shí)后抹平。當(dāng)鋼筋混凝土板塊強(qiáng)度達(dá)到80%之后，方能在上面進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層施工。

4 技術(shù)質(zhì)量控制措施

4.1 EPS塊縱橫向連接

在EPS塊路堤的填筑過程中，必須重視EPS塊同一般填土路段的連接問題。EPS塊同土路堤的縱向連接段應(yīng)設(shè)置過渡段，即將EPS塊以臺(tái)階的方式與土路堤過渡相連；同時(shí)在鋪設(shè)時(shí)采用EPS塊縱橫向交錯(cuò)鋪設(shè)，以利于EPS塊的受力和變形連續(xù)。

對(duì)于縱橫坡的調(diào)整，有兩種方法可供選擇：一種是采用砂墊層調(diào)坡，根據(jù)實(shí)際路面的縱橫坡，通過EPS底部的砂層來整平放坡。該工程我們采用砂墊層調(diào)坡的方法施工，對(duì)EPS塊的材料損耗降低至最小。另一種可采用底層水平鋪筑，頂部的EPS塊切割成小的異形塊，通過小臺(tái)階的方式來調(diào)整橫坡，該方法對(duì)EPS塊的實(shí)際損耗較大。

4.2 排水措施

由于EPS塊屬超輕質(zhì)材料，若浸在水中，由于受浮力的影響，使得EPS塊的上部結(jié)構(gòu)將受到垂直向上的荷載，使橋坡EPS塊與道路路基連接處結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫、錯(cuò)臺(tái)。因此，EPS塊的施工基準(zhǔn)面必須高于最高地下水位最小安全距離，同時(shí)在施工基面上填筑一層透水性土工布，然后進(jìn)行排水砂墊層的施工，砂層同時(shí)起整平與排水作用，以利EPS塊的鋪設(shè)。

對(duì)于施工期的排水，主要是避免雨水對(duì)EPS塊的浸泡和雨水在新老路基的交接處滲入老路基，對(duì)老路基造成損害。為此，必須在坡腳處設(shè)置臨時(shí)排水溝，防止路基積水，施工后必須用土工布將EPS塊和老路的開挖臺(tái)階覆蓋，防止雨水的浸入。為了防止雨水入侵老路基，并防止雨水沖蝕砂層，EPS與臺(tái)階之間的孔隙應(yīng)采用水泥砂漿填實(shí)。

道路營(yíng)運(yùn)期的排水是影響其使用質(zhì)量的主要因素，因此必須特別重視。為了防止雨水通過路面結(jié)構(gòu)層滲入路堤內(nèi)部，EPS長(zhǎng)期吸水可能造成自重增大，因此在現(xiàn)澆鋼筋混凝土板和頂層EPS之間加鋪一層防滲土工布。路基排水可通過在施工基面上設(shè)置20cm砂墊層來排水，同時(shí)需與原路的排水砂層和臺(tái)階處的砂層接通。對(duì)于橋坡兩側(cè)設(shè)置的混凝土擋墻結(jié)構(gòu)，由于砂墊層無法與外界接通，在擋墻中預(yù)埋PVC管道進(jìn)行排水。

5 施工效果

該工程橋坡EPS塊填筑開始于2015年9月10日，同年10月30日完成橋坡EPS塊填筑，鋼筋混凝土板塊澆筑，以及道路橋梁全線瀝青路面攤鋪，共歷時(shí)50 d。施工完工后，通過計(jì)算得出，橋坡填筑增加在地鐵隧道上方的附加荷載為14.67 kPa＜20 kPa，滿足地鐵安全運(yùn)營(yíng)的要求；同時(shí)為了控制橋坡路堤工后沉降和路堤的穩(wěn)定性，以及了解道路運(yùn)營(yíng)后EPS塊路堤的長(zhǎng)期特性，對(duì)EPS塊路堤進(jìn)行了沉降觀測(cè)。

在工程完工后的半年、一年和二年時(shí)間里，在跨線橋兩側(cè)橋臺(tái)與相鄰路堤3 m范圍內(nèi)，測(cè)得平均工后沉降約2.1～6.7 cm；橋臺(tái)與路堤相鄰處工后沉降均滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)橋頭無跳車現(xiàn)象發(fā)生。

6 結(jié) 語

通過該次橋坡EPS塊填筑的施工技術(shù)分析及工程實(shí)踐表明，EPS輕質(zhì)泡沫塊對(duì)減輕路堤荷載有明顯的作用和效果，尤其運(yùn)用在地鐵隧道上方的橋坡或路基填筑時(shí)，EPS塊可作為首選方案；同時(shí)EPS塊有效減少了橋頭路堤產(chǎn)生的沉降，避免了橋頭跳車的發(fā)生。