嚴(yán)偉忠

（華匯工程設(shè)計集團(tuán)股份有限公司廣東分公司，廣東佛山 528200）

0 引言

路橋銜接處的錯臺會使車輛在路橋上行駛時出現(xiàn)橋頭跳車問題，這不但會影響道路行車舒適性，還會對行車安全造成不利影響，嚴(yán)重危害橋上行人與車輛的生命和財產(chǎn)安全。基于此，圍繞泡沫輕質(zhì)土在路橋銜接處路基處理中的運(yùn)用進(jìn)行探究有著重要意義。

1 在路橋銜接處路基中應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土的優(yōu)勢

當(dāng)路橋工程項目完工后，橋梁總沉降量很可能會小于道路總沉降量，這種差異性會導(dǎo)致錯臺出現(xiàn)在路橋銜接處，使車輛在路橋上行駛時出現(xiàn)橋頭跳車問題。為盡可能降低路橋沉降差異，通常會采用復(fù)合地基法、強(qiáng)夯法、堆載預(yù)壓法等處理橋頭路基；但傳統(tǒng)方法存在造價較高、工期較長的問題，還會嚴(yán)重影響工程項目周邊環(huán)境。近些年，引入新型材料泡沫輕質(zhì)土，利用該種材料處理橋頭路徑，具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：①顯著降低填土荷載，有助于控制影響深度、地基附加應(yīng)力，對不均勻沉降問題產(chǎn)生明顯的抑制作用，大幅增強(qiáng)路基穩(wěn)定性；②有效解決臺背路基與橋臺在完工后出現(xiàn)的剛性突變問題，能夠控制甚至消除填料沉降問題；③該種材料在施工進(jìn)程中，可以省去碾壓、振搗作業(yè)環(huán)節(jié)，自動密實(shí)，解決臺背壓實(shí)難題；④該種材料造價低、工期短、綠色環(huán)保且施工便捷。

2 運(yùn)用泡沫輕質(zhì)土的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 明確處理范圍

處理范圍包括處理長度、處理寬度、處理深度。處理長度為路橋過渡段長度，具體計算方法為，將允許沉降值與允許縱坡變化率作比，進(jìn)而得到具體的處理范圍。在橋頭路基工程中使用泡沫輕質(zhì)土?xí)r，普遍在25～50m 范圍內(nèi)開展設(shè)計工作，滿足形態(tài)設(shè)計要求；同時還需確保最小填筑厚度為1m。在確定橋頭路基處理寬度時，應(yīng)確保其可以滿足管線敷設(shè)要求，處理至道路紅線即可；在公路路基填筑工程中應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土?xí)r，應(yīng)確保其相對于路基頂面，單側(cè)橫向富余寬度不小于0.5m。在明確處理深度時，技術(shù)人員可依循橋臺換填厚度對最大處理深度進(jìn)行計算。

2.2 橋頭路基處理

為確保泡沫輕質(zhì)土能夠充分滿足路基橋頭縱坡施工要求，設(shè)計的時候可在工程項目中設(shè)置臺階，適應(yīng)坡度變化。例如若臺階高度差小于0.5m、平臺長度大于2.0m，可采取二灰土填筑作業(yè)模式對坡層進(jìn)行調(diào)節(jié)，嚴(yán)格依照二灰土材料的體積配比，使用土、粉煤灰、熟石灰配置灰土材料。在開展填筑體作業(yè)時，應(yīng)使用泡沫輕質(zhì)土，沿縱向每隔20m，將沉降縫設(shè)置在填筑體上，確保其貫穿整個填筑體；同時使用夾板設(shè)置沉降縫，確保其厚度為2cm。在上述施工作業(yè)基礎(chǔ)上，技術(shù)人員應(yīng)在填筑體頂部設(shè)置金屬網(wǎng)。在施工填筑前，要確保路基頂面整平夯實(shí)和無積水，以及通過碾壓保證基底地基承載力符合設(shè)計要求。如果承載力不足，基底應(yīng)鋪設(shè)一層碎石墊層以保障地基承載力符合設(shè)計要求。在泡沫輕質(zhì)土施工前要先施工路基兩側(cè)預(yù)制鋼筋混凝土保護(hù)壁，技術(shù)人員應(yīng)每隔20m，將貫穿面板的通縫設(shè)置在保護(hù)壁，保持2cm 的縫寬，用泡沫塑料板將通縫填充滿。在完成上述工程的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員還應(yīng)交錯布置泄水孔，確保其間距為2m 左右，采用硬質(zhì)空心管并使用透水土工布將保護(hù)壁背孔包裹，以提高工程項目的施工質(zhì)量[1]。

橋頭臺后路段施工順序?yàn)椋?/p>

橋臺樁基→承臺及橋臺→鋼筋混凝土保護(hù)壁→碎石墊層→泡沫輕質(zhì)土路基→架梁

2.3 泡沫輕質(zhì)土基底應(yīng)力及工后沉降計算

對于橋頭臺后路基段，高速公路、一級公路、快速路和主干路工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為不大于10cm；二級公路、次干路和支路工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為不大于20cm；工后沉降基準(zhǔn)期統(tǒng)一按道路設(shè)計使用年限考慮。

沉降計算邊界的各項參數(shù)為，對于主固結(jié)沉降，應(yīng)采用e-p曲線法計算泡沫輕質(zhì)土沉降值；對于總沉降問題，應(yīng)采取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計算泡沫輕質(zhì)土沉降值。其中，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法的總沉降修正系數(shù)為1.1，壓縮層厚度應(yīng)力比為10%。

如某城市主干路項目，設(shè)計使用年限為15 年，臺后路基填高6.8m、路面厚度0.8m，其橋頭臺后的工程地質(zhì)鉆孔資料及其地層概化主要性能指標(biāo)如表1 所示。

按上述地層及邊界條件，通過計算對應(yīng)于工后沉降5cm，臨界基底應(yīng)力超過60kPa，輕質(zhì)土路基基底可按自然地面標(biāo)高下挖1m 深度控制置換。

通過計算，該項目輕質(zhì)土路基工后沉降較小為0.032m，小于5cm。

表1 地層概化參數(shù)

2.4 泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

結(jié)合泡沫輕質(zhì)土制備工藝、結(jié)構(gòu)特性，可以發(fā)現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土密度的均勻性、穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量把控的關(guān)鍵。泡沫輕質(zhì)土制備工藝結(jié)構(gòu)特性與質(zhì)量控制間的聯(lián)系在于輕質(zhì)土密度的穩(wěn)定性、均勻性直接關(guān)系到材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。發(fā)泡劑技術(shù)、混合技術(shù)、發(fā)泡技術(shù)在技術(shù)層面決定了輕質(zhì)土密度是否具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性、均勻性。在實(shí)際的工程施工進(jìn)程中，若不能均勻控制泡沫輕質(zhì)土密度，很可能導(dǎo)致粉狀夾心層出現(xiàn)在輕質(zhì)土中，大幅降低路基施工質(zhì)量；其根本原因在于，施工技術(shù)人員未能掌握合格的混合技術(shù)、發(fā)泡技術(shù)。同時，若工程不具備合格的發(fā)泡劑技術(shù)，則完成澆筑作業(yè)的泡沫輕質(zhì)土在終凝前很可能產(chǎn)生問題。此外，基于材料的凝結(jié)特點(diǎn)，泡沫輕質(zhì)土的質(zhì)量均勻性會受到不同場合的顯著影響；比如，若施工設(shè)備不具備充足產(chǎn)能，會導(dǎo)致后續(xù)澆筑泡沫作業(yè)對已完成初凝作業(yè)步驟的泡沫輕質(zhì)土產(chǎn)生擠壓、流動影響，破壞路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生剪切裂縫；為解決上述問題，施工團(tuán)隊的設(shè)備技術(shù)需要具備極高標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2.5 泡沫輕質(zhì)土施工

泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用目標(biāo)包括：①填充狹小空間、空洞；②為降低土壓荷載，用于替換傳統(tǒng)建筑材料。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，泡沫輕質(zhì)土應(yīng)滿足以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：在澆筑路床時，泡沫輕質(zhì)土距離路面結(jié)構(gòu)底面的實(shí)際距離應(yīng)控制在0～0.8m 范圍內(nèi)，抗壓強(qiáng)度大于或等于0.8MPa；在填筑路堤部位時，泡沫輕質(zhì)土距離路面結(jié)構(gòu)的底面實(shí)際距離應(yīng)大于0.8m，抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于或等于0.6MPa。與此同時，技術(shù)人員還應(yīng)確保泡沫輕質(zhì)土的濕密度為550～650kg/m3，泡沫輕質(zhì)土在消泡實(shí)驗(yàn)中的濕密度增加率小于10%。防滲土工膜施工技術(shù)應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：厚度不小于0.5mm，寬度不小于6.0m，拉伸強(qiáng)度不小于17MPa，斷裂伸長率不小于450%，直角撕裂強(qiáng)度不小于80N/mm，搭接寬度不小于5.0cm，搭接方式為熱焊。

3 施工質(zhì)量控制與檢測

在工程項目開工前，技術(shù)人員應(yīng)圍繞發(fā)泡劑、水、粉煤灰、水泥，開展消泡試驗(yàn)，確定材料與發(fā)泡劑是否能夠相互適應(yīng)。在實(shí)際的工程施工進(jìn)程中，若不能均勻控制泡沫輕質(zhì)土密度，很可能導(dǎo)致粉狀夾心層出現(xiàn)在輕質(zhì)土中，大幅降低路基施工質(zhì)量；其根本原因在于技術(shù)人員未能掌握合格的混合技術(shù)、發(fā)泡技術(shù)；同時未能依照濕密度、流動值、氣泡密度等控制指標(biāo)，嚴(yán)格把控施工過程質(zhì)量。在泡沫輕質(zhì)土固化后，技術(shù)人員應(yīng)依循以下步驟開展檢測工作：①使用抗壓強(qiáng)度指標(biāo)，對固化后的泡沫輕質(zhì)土開展常規(guī)試驗(yàn)檢測；②每澆筑200m3的泡沫輕質(zhì)土，開展一次強(qiáng)度抽樣檢測；使用塑料袋密封樣品單件并將其放到指定溫度環(huán)境下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，將溫度設(shè)置到20～25℃區(qū)間內(nèi)；③技術(shù)人員應(yīng)在出料口制備檢測試件兩個，記錄濕密度，以三個為一組，對過程控制指標(biāo)進(jìn)行計量檢測[3]。

4 施工注意事項

圍繞路橋銜接處的路基開展的工程項目中應(yīng)用泡沫輕質(zhì)土?xí)r，施工技術(shù)人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①需要保障保護(hù)壁強(qiáng)度與路基的基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)到80%的設(shè)計值時，方可開始澆筑泡沫輕質(zhì)土；②在施工進(jìn)程中，應(yīng)確保臨時加固措施能夠有效固定保護(hù)壁，避免保護(hù)壁出現(xiàn)偏移或傾斜問題；③若澆筑作業(yè)使泡沫輕質(zhì)土高度與原地面平行，應(yīng)注意開展回填土作業(yè)，確保保護(hù)壁外側(cè)的覆土厚度超過0.5m；④在回填路基土與填筑路面結(jié)構(gòu)層的施工進(jìn)程中，應(yīng)確保大型機(jī)械設(shè)備不會在輕質(zhì)土頂部直接運(yùn)行，應(yīng)嚴(yán)格依照邊卸料、邊推平的作業(yè)方式，開展碾壓與攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，確保在推平機(jī)械完成推平作業(yè)后，卸料車方可在其后端開展卸料作業(yè)。

5 結(jié)論

綜上所述，泡沫輕質(zhì)土材料具有降低填土荷重，有效緩解臺背路基與橋臺在完工后出現(xiàn)的剛性突變問題，消除填料沉降問題，解決臺背壓實(shí)難題，造價低、工期短、綠色環(huán)保且施工便捷的優(yōu)勢；施工團(tuán)隊?wèi)?yīng)把控泡沫輕質(zhì)土質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)與施工注意事項，增強(qiáng)泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用效果。