淺析氣泡輕質(zhì)土在深厚軟基區(qū)低填淺挖舊路拓寬工程的應(yīng)用

董勇

摘要：通過對(duì)換填氣泡輕質(zhì)土軟基處理方式在江門市江海區(qū)禮睦路擴(kuò)建工程中的應(yīng)用，從技術(shù)要求、沉降控制、施工期間對(duì)周邊影響、施工過程中控制等因素進(jìn)行分析，進(jìn)而闡述氣泡輕質(zhì)土在珠三角深厚軟基區(qū)低填淺挖舊路拓寬工程中應(yīng)用的優(yōu)劣。

關(guān)鍵詞：氣泡輕質(zhì)土；道路拓寬；深厚軟基；設(shè)計(jì)；低填淺挖

前言

珠三角地區(qū)作為廣東的經(jīng)濟(jì)發(fā)展前沿地區(qū)，城市規(guī)?；瘮U(kuò)展及交通量的日益增長(zhǎng)使得越來(lái)越多的道路需要新建或拓寬。區(qū)域內(nèi)的深厚軟基，是道路建設(shè)的難點(diǎn)之一，尤其是舊路拓寬工程。對(duì)于深厚軟基區(qū)低填淺挖舊路拓寬工程，軟基處理如何減少新舊路基的差異沉降是目前舊路拓寬工程路基設(shè)計(jì)中最重要的因素。

一、項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為江門市江海區(qū)禮睦路擴(kuò)建工程，擬建工程位于江門市江海區(qū)禮樂街道。項(xiàng)目全長(zhǎng)6.64km，采用一級(jí)公路兼具城市道路功能標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度60km/h。本項(xiàng)目要求建設(shè)工期約18個(gè)月，部分路段因道路用地交付時(shí)間延后，實(shí)際工期僅12個(gè)月左右。

本項(xiàng)目處于三角洲海陸交互相沉積平原，軟土層發(fā)育，其具有分布廣、厚度大、承載力低，高壓縮性的特點(diǎn)，其多呈深灰色，飽和，流塑，含少量腐殖質(zhì)，具有腐臭味，土質(zhì)不均勻。根據(jù)勘探測(cè)試成果及調(diào)繪成果，本項(xiàng)目軟土全路段分布，主要為第四系淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)細(xì)砂、淤泥質(zhì)粗砂、軟塑狀粉質(zhì)粘土等，軟土層厚6.3m～27.9m，埋深為0.6m～4.8m。

二、換填氣泡輕質(zhì)土在項(xiàng)目中應(yīng)用范圍

本項(xiàng)目換填氣泡輕質(zhì)土處理范圍為全線一般路段道路拓寬部分路基。

三、換填氣泡輕質(zhì)土技術(shù)要求

1.換填深度

根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T D31-02-2013），軟土地基沉降應(yīng)計(jì)算至附加應(yīng)力與有效自重應(yīng)力之比不大于0.15處。

換填深度H計(jì)算如下：路基填筑高度為D，路面結(jié)構(gòu)重度為22 kN/m3，鋼筋混凝土板重度為25 kN/m3，原狀土的重度為18kN/m3，經(jīng)計(jì)算簡(jiǎn)化之后換填深度與路基填筑厚度之間應(yīng)滿足：H≥0.9+1.1D。

2.工后沉降

沉降計(jì)算采用理正6.0PB1版，計(jì)算結(jié)果可知，在指定參數(shù)的條件下，工后沉降可以控制在0.1m之內(nèi)，能滿足規(guī)范要求。根據(jù)計(jì)算，換填深度取值恰當(dāng)?shù)脑?，新舊路基差異沉降微小，對(duì)項(xiàng)目使用期限內(nèi)影響很小。

3.主要技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30-2015），氣泡輕質(zhì)土的施工濕密度和抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足：施工濕密度Rfw為600±3%（kg/m3），28d抗壓強(qiáng)度≥1.0 MPa。

發(fā)泡劑嚴(yán)禁采用動(dòng)物蛋白類發(fā)泡劑，稀釋倍率≥60，標(biāo)準(zhǔn)氣泡密度30kg/m3～50 kg/m3，標(biāo)準(zhǔn)沉陷距≤3cm。

4.澆注區(qū)、澆注層

本項(xiàng)目氣泡輕質(zhì)土擴(kuò)建路基工程量大，為嚴(yán)格控制氣泡輕質(zhì)土施工質(zhì)量，對(duì)全線的氣泡輕質(zhì)土路基采用分段、分區(qū)、全而分層澆注。氣泡輕質(zhì)土澆注前，根據(jù)工程地質(zhì)條件及邊界條件，先進(jìn)行澆注區(qū)、澆注層劃分，且應(yīng)符合以下要求：

（1）當(dāng)路基縱橫向尺寸較大時(shí)，單個(gè)澆注區(qū)頂面面積最大不應(yīng)超過400m2，以200m2～300m2控制為宜。

（2）單個(gè)澆注區(qū)長(zhǎng)軸方向長(zhǎng)度宜為10m～20m。

（3）設(shè)計(jì)有金屬網(wǎng)的位置，應(yīng)為澆注層分層界面。

（4）單層澆注層的厚度宜控制在0.3m～0.5m范圍內(nèi)，最上層澆注厚度為0.5m，以保證單層澆注的正常施工時(shí)間在水泥漿初凝前完成。

（5）每一澆注區(qū)該層應(yīng)一次性澆注完畢。

5.變形縫設(shè)置

（1）路基總體上除設(shè)計(jì)圖紙有明確標(biāo)識(shí)外，氣泡輕質(zhì)土縱向原則按10m～20m間距設(shè)置一道橫向變形縫，且最大間距不宜超過20m，縫寬1cm～2cm，宜采用泡沫塑料板填塞，貫穿整個(gè)氣泡輕質(zhì)土路基。

（2）縱向相鄰澆注段之間安裝臨時(shí)模板，臨時(shí)模板采用竹膠板，板后敷1～2cm厚泡沫塑料板。在相鄰澆注段的后澆段澆注前，拆除臨時(shí)模板，留下泡沫塑料板作為變形縫，變形縫必須保證鉛垂。

6.輕質(zhì)土澆注施工

（1）每一澆注區(qū)首次澆注前，應(yīng)以線路縱向60m為單位，對(duì)基底進(jìn)行檢查，確?；谉o(wú)雜物、無(wú)積水、基底高程滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）同一區(qū)段上下相鄰澆注層，當(dāng)施工期氣溫不低于15℃，澆注間隔時(shí)間不低于8小時(shí)；否則，澆注間隔時(shí)間應(yīng)不低于12小時(shí)。

（3）氣泡輕質(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2小時(shí)內(nèi)。

（4）應(yīng)沿澆注區(qū)長(zhǎng)軸方向自一端向另一端澆注；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）澆注過程中，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)前已澆注輕質(zhì)土表面后再移動(dòng)。

（6）澆注過程中，澆注管出料口盡可能置于當(dāng)前澆注面以下；在掃平表面等其它情況下，澆注管出料口離當(dāng)前澆注面的距離不宜高于1.5m。

（7）雨季施工應(yīng)特別做好臨時(shí)防排水措施，重點(diǎn)防患水土流失，應(yīng)采用薄膜覆蓋、設(shè)置臨時(shí)排水溝的相關(guān)措施，避免坡面沖刷，防止大量的水土流向低處輕質(zhì)土澆注面上污染輕質(zhì)土。氣泡輕質(zhì)土施工期間，應(yīng)及時(shí)排水。必要時(shí)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)的壓重措施。

7.養(yǎng)護(hù)與維護(hù)

輕質(zhì)土澆注區(qū)頂面澆注至設(shè)計(jì)高程后，則應(yīng)采用塑料薄膜進(jìn)行表面覆蓋，以對(duì)輕質(zhì)土路基進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)；或者采用無(wú)紡?fù)凉げ几采w結(jié)合灑水的方式養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于7天。7天后對(duì)相同條件下養(yǎng)護(hù)的試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試，達(dá)到0.5MPa后方能進(jìn)行鋼筋混凝土保護(hù)層的澆注，達(dá)不到0.5MPa時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，以確保下階段施工前，氣泡輕質(zhì)土抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.5MPa。

在輕質(zhì)土路基頂部路面施工前，嚴(yán)禁其上行駛工程機(jī)械；局部地段，無(wú)法回避時(shí)，應(yīng)在合適位置鋪設(shè)厚度不小于50cm的臨時(shí)保護(hù)層或采用鋼板覆蓋的方式作為臨時(shí)便道，以供工程機(jī)械行駛。

8.與其它工序的銜接

鋼筋混凝土保護(hù)層必須在輕質(zhì)土同條件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到0.5MPa時(shí)方能開展施工，且施工時(shí)，嚴(yán)禁大型機(jī)械直接在輕質(zhì)土頂面行走。

四、換填氣泡輕質(zhì)土優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：施工速度快，能保證項(xiàng)目工期要求；需要占用臨時(shí)用地小，無(wú)需大幅增加臨時(shí)用地，施工用地問題阻力較?。粺o(wú)需堆載土方，對(duì)沿線村、廠及機(jī)耕道等出口影響較小，能保證項(xiàng)目沿線居民的正常出行；施工時(shí)對(duì)臨時(shí)交通組織影響較小，有利于施工期間交通順暢及安全。

缺點(diǎn)：面臨著水下施工的問題，對(duì)泡沫輕質(zhì)土的抗浮與澆筑有一定的影響；采用降水措施，可能會(huì)對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生不利影響，會(huì)引起地基的不均勻沉降，而使得房屋開裂。

五、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于深厚軟基區(qū)低填淺挖舊路拓寬工程，采用換填氣泡輕質(zhì)土，可以滿足工后沉降要求。相比較排水固結(jié)法軟基處理方式而言減少工期明顯有利；相比較預(yù)應(yīng)力管樁、CFG樁等處理方式而言，可節(jié)約投資及減少施工期間內(nèi)舊路路基破壞風(fēng)險(xiǎn)。但是大面積用在地下水位較高的路基開挖換填實(shí)例不多，施工時(shí)氣泡輕質(zhì)土的材料吸水率必須要控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，從而保證換填后路基工后沉降達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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