林廣春

（上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司山東分公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引言

由于工后道路總沉降量大于橋梁總沉降量，這種沉降差異會(huì)在路橋銜接處形成錯(cuò)臺(tái)，產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象，不僅降低行車舒適性，嚴(yán)重者影響行車安全。在滿足容許工后沉降的情況下，為減小路橋沉降差異，往往根據(jù)具體情況對(duì)橋頭路基采用堆載預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、水泥攪拌樁法等進(jìn)行處理。傳統(tǒng)處理方法各有利弊，或者工期較長，或者造價(jià)較高，或者對(duì)環(huán)境影響較大。

1 泡沫輕質(zhì)土用于橋頭路基處理的優(yōu)勢

泡沫輕質(zhì)土作為近年來常用的一種新型材料，將其用于橋頭路基處理已有了豐富的研究成果和成熟的應(yīng)用[1-4]。與傳統(tǒng)填料相比，將泡沫輕質(zhì)土用于橋頭路基處理，具有以下優(yōu)勢。

（1）大幅降低填土荷重，減少地基附加應(yīng)力及影響深度，抑制地基不均勻沉降，提高路基的穩(wěn)定性；

（2）緩解橋臺(tái)與臺(tái)背路基的剛性突變，有效消除填料自身的工后沉降；

（3）施工時(shí)自動(dòng)密實(shí)，無需振搗、碾壓，有效解決臺(tái)背壓實(shí)難問題；

（4）施工便捷，環(huán)保，工期短，造價(jià)低。

2 泡沫輕質(zhì)土用于橋頭路基處理的技術(shù)要點(diǎn)

某市政道路，其道路等級(jí)為城市主干路，設(shè)計(jì)速度50 km/h，道路紅線寬度50 m，道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置為：5.5 m（人行道）+4 m（非機(jī)動(dòng)車道）+2 m（機(jī)非分隔帶）+11 m（機(jī)動(dòng)車道）+5 m（中央分隔帶）+11 m（機(jī)動(dòng)車道）+2 m（機(jī)非分隔帶）+4 m（非機(jī)動(dòng)車道）+5.5 m（人行道）=50 m（道路紅線寬度）。該項(xiàng)目在跨越現(xiàn)狀河流處需新建一座跨徑36 m中橋。為有效減少路橋沉降差異，對(duì)橋頭路基采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行處理。

2.1 確定處理范圍

2.1.1 確定處理長度

路橋過渡段長度L由下式確定：

式中：L為路橋過渡段長度，即處理長度；△s為允許工后沉降，取0.1 m；△i為工后允許縱坡變化率，取0.2%～0.4%。

計(jì)算得處理長度L=25～50 m。

鑒于上述理論依據(jù)及規(guī)范要求，泡沫輕質(zhì)土用于橋頭路基處理時(shí)，其處理長度普遍按30～50 m進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)應(yīng)滿足規(guī)范中泡沫輕質(zhì)土形態(tài)設(shè)計(jì)中，最小填筑厚度不宜小于1.0 m的要求。

2.1.2 確定處理寬度

橫向范圍，市政道路處理至人行道外邊線（道路紅線）即可，同時(shí)考慮應(yīng)滿足市政管線敷設(shè)空間的要求。當(dāng)用于填筑公路路基時(shí)，橫向單側(cè)富余寬度宜寬出路基頂面0.5 m。該項(xiàng)目處理范圍示意圖如圖1所示。

2.1.3 確定處理深度

圖1 泡沫輕質(zhì)土處理范圍示意圖

根據(jù)《現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土技術(shù)規(guī)程》（CECS：249 2008）“4.3形態(tài)設(shè)計(jì)”中推薦的計(jì)算緊鄰橋臺(tái)換填厚度的計(jì)算公式，確定緊鄰橋臺(tái)處泡沫輕質(zhì)土的最大處理深度H。

2.2 橋頭路基處理設(shè)計(jì)

2.2.1 主要材料技術(shù)要求

2.2.1.1 泡沫輕質(zhì)土

泡沫輕質(zhì)土的使用目的主要有兩大類：（1）替代傳統(tǒng)填筑材料，以減輕荷重或土壓；（2）填充空洞或狹小空間。作為第一種使用目的，該項(xiàng)目對(duì)泡沫輕質(zhì)土主要技術(shù)指標(biāo)要求如表1所列。

表1 泡沫輕質(zhì)土技術(shù)指標(biāo)一覽表

標(biāo)準(zhǔn)泡沫密度為50 kg/m3，消泡試驗(yàn)泡沫輕質(zhì)土濕密度增加率不超過10%。

2.2.1.2 HDPE防滲土工膜

HDPE防滲土工膜主要技術(shù)指標(biāo)如表2所列。

表2 HDPE防滲土工膜技術(shù)指標(biāo)一覽表

2.2.1.3 鍍鋅金屬網(wǎng)

金屬網(wǎng)采用Φ1.5 mm@2.5 cm×2.5 cm鍍鋅鐵絲網(wǎng)。

2.2.2 橋頭路基處理設(shè)計(jì)

圖2為泡沫輕質(zhì)土路基處理縱斷面設(shè)計(jì)圖，圖3為其橫斷面設(shè)計(jì)圖。

圖2 泡沫輕質(zhì)土路基處理縱斷面設(shè)計(jì)圖（單位：m）

圖3 泡沫輕質(zhì)土路基處理橫斷面設(shè)計(jì)圖

為適應(yīng)橋頭路基縱坡要求，可設(shè)置臺(tái)階滿足坡度變化。臺(tái)階高差≤0.5 m，沿臺(tái)階方向各平臺(tái)的長度≥2.0 m。調(diào)坡層可采用二灰土填筑。二灰土材料要求：熟石灰∶粉煤灰∶土=1∶2∶2（體積比）。

泡沫輕質(zhì)土填筑體縱向上每隔10～20 m設(shè)置一道沉降縫，沉降縫應(yīng)貫穿泡沫輕質(zhì)土體，沉降縫采用2 cm厚的木夾板設(shè)置。

在泡沫輕質(zhì)土填筑體頂部0.5 m～1.0 m的位置設(shè)置1～2層金屬網(wǎng)。

泡沫輕質(zhì)土保護(hù)壁采用C30鋼筋混凝土材質(zhì)。碎石墊層施工前需對(duì)基底整平夯實(shí)，地基承載力≥120 kPa；承載力不滿足要求時(shí)需進(jìn)行地基處理。保護(hù)壁每隔20 m設(shè)置一道貫穿面板及基礎(chǔ)的通縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)用泡沫塑料板填充。

保護(hù)壁泄水孔間距為2～3 m，交錯(cuò)布置；泄水孔采用Φ50硬質(zhì)PVC空心管，墻背孔端用透水土工布包裹，最下排泄水孔距地面≥0.3 m。

2.3 泡沫輕質(zhì)土施工要點(diǎn)

2.3.1 施工配合比的確定

（1）試塊采用10 cm×10 cm×10 cm立方體試塊，抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法與普通混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)方法相同，但要求壓力機(jī)采用小量程砂漿壓力機(jī)進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，且強(qiáng)度結(jié)果不做尺寸折減。

（2）試驗(yàn)以6塊試塊為一組，共做2組分別測定7 d和28 d齡期強(qiáng)度。當(dāng)7 d齡期抗壓強(qiáng)度≥0.5倍設(shè)計(jì)強(qiáng)度或28 d齡期抗壓強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，該配合比可作為施工配合比采用。

2.3.2 施工設(shè)備

（1）現(xiàn)場制作泡沫輕質(zhì)土?xí)r，發(fā)泡裝置應(yīng)采用發(fā)泡劑水溶液與壓縮空氣混合的預(yù)發(fā)泡裝置，嚴(yán)禁采用攪拌發(fā)泡生成泡沫。

（2）為確保施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和均勻性，嚴(yán)禁采用小型泡沫混凝土或發(fā)泡水泥設(shè)備替代泡沫輕質(zhì)土專用施工設(shè)備。

（3）泡沫輕質(zhì)土專用施工設(shè)備應(yīng)滿足自動(dòng)化和高產(chǎn)能化的要求。

2.3.3 施工要點(diǎn)

（1）泡沫輕質(zhì)土澆注施工前，應(yīng)確?；谉o積水、無松軟土。清除30 cm表土后，整平夯實(shí)基底，基底壓實(shí)度≥90%(重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn))。嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行碎石墊層施工及驗(yàn)收。

（2）泡沫輕質(zhì)土單層澆注厚度，應(yīng)控制在0.5 m～1.0 m范圍內(nèi)。

（3）泡沫輕質(zhì)土單個(gè)澆注區(qū)澆注層的澆注施工時(shí)間應(yīng)控制在水泥漿初凝時(shí)間內(nèi)，且不應(yīng)超過2 h。

（4）應(yīng)沿澆筑區(qū)長軸方向自一端向另一端澆筑；如采用一條以上澆注管澆注時(shí)，則可并排地從一端開始澆注，或采用對(duì)角的澆注方式。

（5）在澆筑過程中，當(dāng)需要移動(dòng)澆注管時(shí)，應(yīng)沿澆注管放置的方向前后移動(dòng)，而不宜左右移動(dòng)澆注管；如確實(shí)需要左右移動(dòng)澆注管，則應(yīng)將澆注管盡可能提出當(dāng)前已澆筑輕質(zhì)土表面后再移動(dòng)。

（6）澆注管出料口離當(dāng)前澆注面的高差宜不超過1.5 m。

（7）盡量減少在已澆完尚未固化的輕質(zhì)土里來回走動(dòng)。

（8）對(duì)于路床部位的泡沫輕質(zhì)土，每層澆注完畢后，應(yīng)采用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)；最后1層澆注完畢后，養(yǎng)護(hù)齡期不低于7 d。

（9）當(dāng)遇大雨或長時(shí)間小雨天氣時(shí)，應(yīng)對(duì)未固化的泡沫輕質(zhì)土采取遮雨措施，防止雨水浸泡。

3 泡沫輕質(zhì)土的質(zhì)量檢測與控制

3.1 原材料檢驗(yàn)

開工前，應(yīng)對(duì)所采用的水泥、粉煤灰、水及發(fā)泡劑進(jìn)行有見證的消泡試驗(yàn)，以確定發(fā)泡劑與其它材料的適應(yīng)性。

3.2 過程質(zhì)量控制（見表3）

表3 過程控制指標(biāo)一覽表

3.3 固化后檢測

（1）固化后常規(guī)試驗(yàn)檢測指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度。

（2）泡沫輕質(zhì)土每澆注200 m3，抽取一組試件做28 d齡期強(qiáng)度檢測，試塊應(yīng)采用塑料袋進(jìn)行單件密封，置于20～25℃環(huán)境中養(yǎng)護(hù)。

（3）強(qiáng)度檢測試件應(yīng)在澆注點(diǎn)出料口制取，制取時(shí)應(yīng)量測并記錄濕密度；試件為邊長10 cm的立方體，3個(gè)為1組。

4 注意事項(xiàng)

（1）當(dāng)基礎(chǔ)和保護(hù)壁面板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，方可進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土澆筑施工。

（2）在泡沫輕質(zhì)土施工時(shí)，應(yīng)做好保護(hù)壁的臨時(shí)加固措施，防止其傾斜或偏移。

（3）當(dāng)泡沫輕質(zhì)土澆注高度達(dá)到原地面后，應(yīng)注意保護(hù)壁外側(cè)，及時(shí)回填素土至原地面，覆土厚度不小于0.5 m。

（4）路面結(jié)構(gòu)層或種植土回填施工時(shí)，應(yīng)避免大型機(jī)械直接在輕質(zhì)土頂部行走，應(yīng)采取邊推平、邊卸料的前進(jìn)方式進(jìn)行攤鋪和碾壓，即卸料車應(yīng)在推平機(jī)械的后端卸料。

5 結(jié)語

與傳統(tǒng)填料相比，泡沫輕質(zhì)土的輕質(zhì)、高強(qiáng)、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、耐久、工期短等良好的工程特性，使其在橋頭路基填筑、軟基處理、道路加寬等工程領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展及應(yīng)用前景。本文結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)闡述了泡沫輕質(zhì)土在橋頭路基處理應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)，旨在為該材料在工程領(lǐng)域推廣應(yīng)用提供參考。