加筋泡沫輕質(zhì)土澆筑新型直立式路堤的施工

中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司路橋分公司 上海 200122

1 加筋泡沫輕質(zhì)土的特點(diǎn)

利用水泥、粉煤灰和水及發(fā)泡劑進(jìn)行混合發(fā)泡，形成一種有一定空隙率的輕質(zhì)混凝土，用以替代填料土。泡沫輕質(zhì)土可采用錯(cuò)縫跳倉(cāng)現(xiàn)澆技術(shù)，以有效減少施工通縫。同時(shí)，在泡沫輕質(zhì)土中加入鋼塑土工格柵、金屬網(wǎng)等，可有效地防止因泡沫輕質(zhì)土水灰比過(guò)大而形成的收縮裂縫?，F(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土的施工速度快、一次性澆筑面積大，與其相配備，我們還開(kāi)發(fā)了一種能快速裝拆的工具式模板，以保證施工進(jìn)度，節(jié)約大量人力，不僅實(shí)用而且還具有一定的經(jīng)濟(jì)性[1,2]。

2 配合比設(shè)計(jì)

通過(guò)優(yōu)化泡沫輕質(zhì)土配合比，使其強(qiáng)度均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，最終形成配合比如表1、表2所示。

泡沫輕質(zhì)土發(fā)泡裝置應(yīng)采用壓縮空氣與發(fā)泡劑水溶液混合的方式生成泡沫，嚴(yán)禁攪拌發(fā)泡生成泡沫；泡沫輕質(zhì)土制作設(shè)備應(yīng)具有原材料自動(dòng)化計(jì)量功能，在拌和制作泡沫輕質(zhì)土?xí)r，應(yīng)能調(diào)節(jié)水泥漿或泡沫流量。

表1 設(shè)計(jì)配合比抗壓強(qiáng)度≥0.6 MPa

表2 設(shè)計(jì)配合比抗壓強(qiáng)度≥0.8 MPa

3 施工操作要點(diǎn)

3.1 基底處理

根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)基底進(jìn)行處理，即對(duì)軟土地基進(jìn)行堆載預(yù)壓穩(wěn)定，同時(shí)應(yīng)做好防、排水工程等施工準(zhǔn)備工作。

3.2 碎石墊層

按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)碎石墊層，碎石采用連續(xù)級(jí)配。碎石墊層嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行施工，鋪設(shè)完畢后應(yīng)對(duì)碎石墊層鋪設(shè)質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。

3.3 鋼筋混凝土保護(hù)壁施工

1）按設(shè)計(jì)要求對(duì)泡沫輕質(zhì)土護(hù)壁進(jìn)行基礎(chǔ)換填、壓實(shí)，然后澆筑護(hù)壁基礎(chǔ)；在基礎(chǔ)達(dá)到一定強(qiáng)度后，再綁扎鋼筋、支立模板進(jìn)行墻身澆筑。

2）保護(hù)壁可視高度一次澆筑，也可以分層澆筑。當(dāng)分層時(shí)，第2層混凝土可以待泡沫輕質(zhì)土施工完畢后，直接利用泡沫輕質(zhì)土側(cè)面臨空面作為保護(hù)壁施工內(nèi)模板[3]。

3）模板支立后，應(yīng)對(duì)模板安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求。

4）按設(shè)計(jì)要求，保護(hù)壁縱向每20 m設(shè)置1 道變形縫，縫寬2 cm，采用在封頭模板上粘貼2 cm的泡沫板形成。

3.4 鋼塑土工格柵、防滲土工膜、金屬網(wǎng)鋪設(shè)

為了控制路堤的不均勻沉降，設(shè)計(jì)在碎石墊層頂、泡沫輕質(zhì)土底鋪設(shè)了1 層鋼塑土工格柵；在鋼塑土工格柵上鋪設(shè)1 層HDPE防滲土工膜來(lái)隔離基底和側(cè)壁的承壓水，以對(duì)泡沫輕質(zhì)土路堤形成保護(hù)作用，當(dāng)泡沫輕質(zhì)土澆筑至路床設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，再鋪設(shè)1 層HDPE防滲土工膜。泡沫輕質(zhì)土具有一定的收縮性，為了抑制其收縮裂縫，在分層澆筑面上再鋪設(shè)1 層φ3 mm@5 cm 鍍鋅金屬網(wǎng)。

3.4.1 鋼塑土工格柵鋪設(shè)

1）鋪設(shè)鋼塑土工格柵基面應(yīng)平整、密實(shí)，不得出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊等現(xiàn)象，不得對(duì)格柵進(jìn)行拉伸安裝。在斜坡上攤鋪時(shí)，應(yīng)保持一定松緊度。

2）施工中應(yīng)采取措施防止土工格柵受損，在出現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。

3）鋼塑土工格柵沿路堤橫向鋪設(shè)，搭接寬度不小于30 cm，綁扎采用8#鐵絲，進(jìn)行穿插連接。鋼塑土工格柵采用U形釘固定，間距2 m，按照正梅花形布置。

3.4.2 防滲土工膜

1）HDPE土工膜在鋪設(shè)中，亦應(yīng)避免產(chǎn)生人為褶皺。溫度較低時(shí)，應(yīng)盡量拉緊、鋪平。在斜坡上攤鋪時(shí)，應(yīng)保持一定松緊度。鋪設(shè)完成后，應(yīng)減少在膜面上行走，減免土工膜意外損傷，出現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。

2）土工膜采用雙焊縫熱熔焊接工藝，焊縫寬度為2.5 cm，搭接長(zhǎng)度不小于5 cm。焊接前應(yīng)將焊縫表面的雜物清理干凈，焊縫按照錯(cuò)位形成丁字形焊接縫。土工膜四周采用壓條密封安裝。

3）泡沫輕質(zhì)土底部和頂部均應(yīng)設(shè)置土工膜，底部在泡沫輕質(zhì)土四周沿保護(hù)壁向上包裹1 m，頂部四周向下包裹0.5 m。

4）考慮地基變形比較大，底部鋪設(shè)土工膜時(shí)應(yīng)按2%～5%比例留出伸縮放量。

3.4.3 金屬網(wǎng)鋪設(shè)

金屬網(wǎng)采用φ3 mm@5 cm鍍鋅鋼絲網(wǎng)，在每分層、分區(qū)頂部鋪設(shè)，金屬網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)展開(kāi)鋪平，避免出現(xiàn)卷起現(xiàn)象，并采用U形釘進(jìn)行錨固，錨固間距3 m。在分區(qū)澆筑時(shí)，鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)應(yīng)預(yù)留寬度，使其有充足的搭接寬度。在澆筑過(guò)程中可以先把金屬網(wǎng)固定在模板內(nèi)側(cè)，待拆除工具式模板時(shí)再鋪平，與相鄰處進(jìn)行搭接[4-6]。金屬網(wǎng)平面位置應(yīng)重疊搭接，搭接寬度不少于5 cm，搭接處用鐵絲綁扎連接并用U形釘錨固，出現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換（圖1）。

3.5 分區(qū)模板安裝

圖1 鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)施工照片

根據(jù)泡沫輕質(zhì)土的密度小、現(xiàn)澆時(shí)側(cè)向壓力很小的特點(diǎn)，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出一種能快速定型定尺、裝拆方便、循環(huán)周轉(zhuǎn)快的工具式模板（圖2）。

圖2 工具式模板示意

模板分區(qū)進(jìn)行安裝時(shí)，模板拼縫應(yīng)平整嚴(yán)密，并采取措施填縫，不得漏漿，模內(nèi)必須干凈，模板必須支撐牢固、穩(wěn)定。

3.6 分區(qū)、跳倉(cāng)施工

3.6.1 分區(qū)、變形縫設(shè)置

澆筑層的劃分應(yīng)以單層澆筑厚0.3～1.0 m為準(zhǔn)，金屬網(wǎng)鋪設(shè)在澆筑層的分界面處。單個(gè)澆筑層應(yīng)在初凝時(shí)間內(nèi)澆筑完畢且單個(gè)澆筑層澆筑量以不超過(guò)200 m3為控制標(biāo)準(zhǔn)，最大澆筑面積不應(yīng)超過(guò)400 m2，泡沫輕質(zhì)土具體分區(qū)、分塊、分層施工同樣應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況而決定，應(yīng)盡量減少縱向施工縫。變形縫應(yīng)結(jié)合澆筑區(qū)施工縫的位置進(jìn)行分層、錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，路基縱向每20 m宜設(shè)置橫向變形縫，采用厚2 cm的泡沫塑料板進(jìn)行填塞。另外，路基橫向方向不設(shè)變形縫。

3.6.2 跳倉(cāng)施工

為減少路面產(chǎn)生工后通縫，采用錯(cuò)縫跳倉(cāng)現(xiàn)澆技術(shù)，如圖3所示，泡沫輕質(zhì)土澆筑順序?yàn)?→2→3→4。當(dāng)澆筑第2層時(shí)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)第1層縱、橫向施工縫，這樣就形成錯(cuò)縫跳倉(cāng)現(xiàn)澆施工技術(shù)。

3.7 泡沫輕質(zhì)土坡面整理

金屬網(wǎng)應(yīng)跨過(guò)施工縫或變形縫位置連續(xù)鋪設(shè)，在平面上形成整體。當(dāng)分區(qū)澆筑至路床頂面時(shí)可對(duì)路床頂面進(jìn)行縱橫坡設(shè)置，由低處向高處鑿除多余的泡沫輕質(zhì)土，使之形成滑順、符合設(shè)計(jì)要求的縱橫坡面，如圖4所示。

圖3 錯(cuò)縫跳倉(cāng)現(xiàn)澆施工平面示意

圖4 輕質(zhì)土臺(tái)階削坡處理示意

3.8 泡沫輕質(zhì)土的澆筑

泡沫輕質(zhì)土澆筑應(yīng)直接采用軟管泵送方式，當(dāng)澆筑量較小時(shí)也可采用車輛運(yùn)送或其他工具運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行施工，施工中應(yīng)注意：

1）當(dāng)采用軟管泵送分層澆筑泡沫輕質(zhì)土?xí)r，單層厚為0.3～1.0 m，當(dāng)在地下水位以下施工時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)降水措施，以確保在基底無(wú)積水的情況下澆筑。

2）澆筑時(shí)，泵管出料口應(yīng)埋入泡沫輕質(zhì)土內(nèi)，當(dāng)無(wú)法滿足該要求時(shí)，出料口離澆筑點(diǎn)的高度差應(yīng)當(dāng)控制在1 m以內(nèi)。

3）泡沫輕質(zhì)土澆筑時(shí)應(yīng)沿澆筑區(qū)長(zhǎng)軸方向自一端向另一端澆筑；如采用2 條以上澆筑管澆筑時(shí)，則可并排地從一端開(kāi)始澆筑，或采用對(duì)角澆筑的方式。

4）進(jìn)行掃平表面時(shí)，應(yīng)使?jié)仓诒３炙?，并與已澆筑輕質(zhì)土表面盡可能接近，在此期間，應(yīng)盡量減少人員走動(dòng)或擾動(dòng)。

5）在單個(gè)澆筑區(qū)內(nèi)，澆筑施工時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在水泥漿初凝時(shí)間內(nèi)；當(dāng)澆筑層終凝后方能進(jìn)行上層的澆筑施工。

6）當(dāng)遇大雨、暴雨或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的小雨天氣，應(yīng)立即停止?jié)仓瑢?duì)未硬化的泡沫輕質(zhì)土表面應(yīng)采取遮雨措施。繼續(xù)施工時(shí)，應(yīng)對(duì)已澆筑泡沫輕質(zhì)土表面進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有消泡或鼓泡層應(yīng)予以清除。

7）臨時(shí)降水措施應(yīng)在泡沫輕質(zhì)土養(yǎng)護(hù)齡期不少于3 d且施工滿足抗浮要求的條件下方能撤除。

3.9 沉陷及裂縫處理

現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土澆筑施工過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉陷及裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行必要的處理：

1）對(duì)于坑洼式沉陷，應(yīng)對(duì)沉陷區(qū)域進(jìn)行清除處理，當(dāng)處理深度為一個(gè)澆筑層厚度，清除后的部位應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充澆筑。

2）對(duì)于整個(gè)澆筑層的整體式沉陷，當(dāng)沉陷不超過(guò)澆筑層厚度的5%時(shí)，可不做處理；當(dāng)沉陷超過(guò)澆筑層厚度的5%，則應(yīng)將該澆筑層鏟除并重新澆筑。

3）對(duì)于寬度不大于3 mm的裂縫，可不做處理；對(duì)裂縫較大者，則應(yīng)在整條裂縫邊界外1 m的范圍內(nèi)鋪設(shè)1 層鍍鋅鐵絲網(wǎng)。

3.10 養(yǎng)護(hù)

泡沫輕質(zhì)土澆筑后，應(yīng)及時(shí)鋪設(shè)防滲土工膜，如不能及時(shí)鋪設(shè)防滲土工膜的，則應(yīng)采用塑料薄膜或針刺土工布進(jìn)行表面覆蓋，以對(duì)泡沫輕質(zhì)土路基進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

3.11 與其他工序的銜接

1）輕質(zhì)土路基頂部路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)在輕質(zhì)土路基同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到0.6 MPa以上時(shí)方能展開(kāi)施工。

2）在各區(qū)泡沫輕質(zhì)土頂面削坡處理后，應(yīng)加鋪設(shè)1 層水泥穩(wěn)定碎石調(diào)平層，使其泡沫輕質(zhì)土路床橫坡符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

3）路面結(jié)構(gòu)層施工時(shí)，嚴(yán)禁自卸車、壓路機(jī)、推土機(jī)等大型機(jī)械直接在輕質(zhì)土路基的頂面行走，而應(yīng)采取邊卸料、邊推平、邊碾壓的前進(jìn)方式進(jìn)行攤鋪和碾壓，即卸料車、壓路機(jī)應(yīng)在推平機(jī)械的后端卸料和行走。

4 結(jié)語(yǔ)

采用加筋泡沫輕質(zhì)土錯(cuò)縫跳倉(cāng)澆筑施工技術(shù)，其泡沫輕質(zhì)土外觀平整、無(wú)坑洼、無(wú)貫通縱橫裂縫、無(wú)差異沉降。通過(guò)檢測(cè)，抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，足以證明本技術(shù)成熟、安全可靠，為我國(guó)高速公路、市政道路的綠色施工提供了新的材料和方法，具有良好的推廣價(jià)值和前景[7-8]。