泡沫混凝土結(jié)合小方樁軟基拼寬路基施工工藝

石敏+于化龍+姜曉飛

摘 要 質(zhì)輕泡沫混凝土和水泥混凝土小方樁處理的軟基總沉降量小于其他復(fù)合地基處理的軟基沉降量，對于中等深度下臥軟基拼寬路基具有較大的優(yōu)越性。寧波沿海中線北侖春曉段（連接線—太河路）拓寬工程采用泡沫混凝土結(jié)合小方樁軟基處理拼寬路基，施工方便快捷，質(zhì)量可靠，成效顯著。

關(guān)鍵詞 泡沫混凝土；水泥混凝土小方樁；軟基地基；路基拼寬；施工工藝

中圖分類號 U41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0228-02

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國公路事業(yè)發(fā)展十分迅猛。部分公路受建設(shè)時社會經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)水平和交通流量關(guān)系，已不能適應(yīng)交通量增長要求。利用現(xiàn)有公路進(jìn)行拓寬升級改建，可減少占地、節(jié)約資金，達(dá)到投資省、見效快的目的。公路拓寬改建過程中，對于軟土地基路段，拓寬部分新路基軟基處理和新老路基結(jié)合處的設(shè)計和施工是一個關(guān)鍵的技術(shù)問題，如處理不當(dāng)，由于新老路基軟基沉降的不均勻性，新拓寬路基工后沉降較大，而老路基已經(jīng)完成了相當(dāng)?shù)墓ず蟪两盗?，這樣不可避免地在結(jié)合部位產(chǎn)生一個沉降差值突變點(diǎn)，成為道路產(chǎn)生裂縫的主要原因。

根據(jù)拓寬路段軟基埋置深度、軟基性質(zhì)、道路等級和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，拓寬路段軟基處理有多種方法。經(jīng)分析比較后，輕質(zhì)泡沫混凝土作為路基填筑材料結(jié)合水泥混凝土小方樁進(jìn)行軟基處理，可有效降低不均勻沉降，起到良好的軟基處理效果。本公司施工的寧波沿海中線北侖春曉段（連接線—太河路）拓寬工程采用泡沫混凝土結(jié)合小方樁軟基處理拼寬路基，施工方便快捷，質(zhì)量可靠，成效顯著。

1 沉降計算

利用質(zhì)輕泡沫混凝土填筑材料和剛度大、高強(qiáng)度、整體性強(qiáng)的水泥混凝土小方樁特點(diǎn)，綜合處理公路拓寬部分軟基層，減少施工期和工后軟基沉降，提高路基穩(wěn)定性，節(jié)約工程材料和費(fèi)用。

水泥混凝土小方樁的變形由樁頂沉降s控制，樁頂總沉降s由樁身壓縮量1s、樁端平面以下沉降量2s和樁端刺入量s？三部分組成，按式（1）或式（2）計算確定。

2 施工操作工藝要點(diǎn)

2.1 清除表面土

1）采用挖掘機(jī)按照設(shè)計斷面尺寸挖除老路路肩及路側(cè)表土，將軟基處理斷面整平。

2）如路側(cè)設(shè)置排水溝，需徹底拆除排水溝砌體。

2.2 樁位放樣

按照施工圖紙要求采用平面矩形形式，樁距1.5m布置好樁位，用竹簽或木棒進(jìn)行標(biāo)記，打樁前進(jìn)行復(fù)核。

2.3 打設(shè)小方樁

1）根據(jù)地質(zhì)情況及施工空間選用打樁設(shè)備，地基承載力較差時可選用挖掘機(jī)進(jìn)行壓樁施工。

2）水泥混凝土小方樁長度和尺寸，在預(yù)制廠進(jìn)行鋼筋制作、綁扎，預(yù)制水泥混凝土小方樁。

3）小方樁檢驗合格后運(yùn)輸至施工場地，有序堆放備用。

4）打樁機(jī)到位施打小方樁。（1）采用挖掘機(jī)靜壓小方樁的方法施工。起吊預(yù)制樁時先將吊裝用索具捆綁在樁上端吊點(diǎn)處，然后將索具固定在挖機(jī)吊點(diǎn)位置，確保牢靠后起吊。

（2）人工輔助將樁尖對準(zhǔn)樁位中心后緩緩放下插入土中，先輕壓調(diào)整樁身垂直度，入土一定深度后再穩(wěn)定快速壓入（圖1）。

（3）小方樁打設(shè)以標(biāo)高控制打入深度，保證樁頭預(yù)留20m～30cm深入泡沫混凝土內(nèi)，達(dá)到設(shè)計要求后移機(jī)至下一樁位。

2.4 回填料預(yù)壓

1）小方樁打設(shè)完成經(jīng)檢驗合格后，進(jìn)行宕渣回填，宕渣回填參照路基施工工藝，需分層回填壓實，填筑至原路面標(biāo)高后開始計算預(yù)壓期。

2）設(shè)立沉降監(jiān)測點(diǎn)，用全站儀定時定人檢測沉降和預(yù)壓效果。

2.5 開挖回填料

1）按照設(shè)計開挖斷面采用挖掘機(jī)開挖，泡沫混凝土多層填筑時按設(shè)計要求每層預(yù)留80cm臺階，開挖時先挖第一層，將底面夯實后再開挖第二層，防止臺階塌陷。

2）做好基底防、排水措施，如基底內(nèi)有滲水現(xiàn)象，在坑槽最低處開挖寬度不超過1m的泄水口，并開挖集水溝或集水槽進(jìn)行強(qiáng)排，防止坑槽內(nèi)積水。

3）基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高前預(yù)留5cm～10cm，先采用挖掘機(jī)強(qiáng)夯，再使用平板振搗器精平壓實至設(shè)計標(biāo)高。

2.6 安裝模板

1）基坑開挖驗收合格后，按照設(shè)計尺寸放出泡沫混凝土邊線，并撒灰線標(biāo)記。

2）模板采用優(yōu)質(zhì)竹膠板，安裝在泡沫混凝土外側(cè)，采用木樁加外側(cè)斜撐固定加固，底部買入基底3cm～5cm，并采用黃沙對模板底部封堵，防止?jié)仓r底部漏漿。

3）模板安裝完成后按設(shè)計要求在模板上彈出澆筑標(biāo)高控制線。

2.7 澆筑泡沫混凝土和鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)

泡沫混凝土單層澆筑厚度控制在0.3m～0.8m范圍內(nèi)，在底面以上30cm及頂面以下30cm處各設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)，縱向每10m～15m設(shè)置橫向施工縫。

1）澆筑泡沫混凝土。（1）根據(jù)配合比設(shè)計確定的水泥、水、泡沫劑等原材料數(shù)量采用專用自動化機(jī)械制備泡沫混凝土漿，通過泵送系統(tǒng)經(jīng)泵送管如模填筑；（2）填筑施工過程中及時移動出漿口，泵送管出口應(yīng)始終與填筑面保持水平，并避免過度振動，防止消泡和材料離析現(xiàn)象發(fā)生；（3）澆筑完成后及時利用人工掃平進(jìn)行表面處置，采用向后直拉方式拖移澆筑管，以確保泡沫混凝土表面平整并減少擾動；（4）縱向施工縫設(shè)置可采用跳倉施工，二次澆筑前填塞泡沫板，也可直接在施工縫位置設(shè)置模板座位伸縮縫填縫材料。

2）鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。（1）鋼絲網(wǎng)采用優(yōu)質(zhì)的低碳鐵絲，通過自動化精密準(zhǔn)確的機(jī)械設(shè)備點(diǎn)焊加工成形后，采用浸鋅工藝的表面處理，要求網(wǎng)面平滑整齊，結(jié)構(gòu)堅固均勻，整體性能好，即使局部截或承受壓力也不會發(fā)生松散現(xiàn)象；（2）鋼絲網(wǎng)規(guī)格宜采用Φ4.0mm@50mm×50mm，網(wǎng)孔規(guī)格為四邊形，孔徑不宜大于50mm；鋼絲網(wǎng)搭接長度不小于20cm，并采用鍍鋅鋼絲連接；（3）鋼絲網(wǎng)張拉均勻，鋼絲網(wǎng)一端用U形鋼釘固定在老路基臺階，U形鋼釘用φ8鋼筋制作，長55cm，增強(qiáng)新老路基整體性強(qiáng)；（4）單倉第一模澆筑30cm，終凝并具有一定強(qiáng)度后（以人在上面行走無明顯腳印為準(zhǔn)），鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)片需滿鋪，鋪設(shè)完成之后進(jìn)行第二模澆筑。

2.8 養(yǎng)護(hù)及拆除模板

1）澆筑完成待泡沫混凝土終凝后在其頂層鋪設(shè)一層塑料薄膜或土工布進(jìn)行養(yǎng)生，防止因水分蒸發(fā)造成沉陷，養(yǎng)生期應(yīng)保持表面潤濕。

2）單倉澆筑完成養(yǎng)生3天后或根據(jù)經(jīng)驗判斷拆模時間，以不造成泡沫混凝土破壞為準(zhǔn)。

3）養(yǎng)護(hù)時間為7天，養(yǎng)生期間嚴(yán)禁一切機(jī)械設(shè)備在泡沫混凝土頂面行駛，回填或路面施工必須在7天后進(jìn)行。

2.9 填筑路基

泡沫混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，采用挖掘機(jī)回填宕渣材料，分層回填壓實，狹窄部位采用平板震動器夯實，回填過程注意對泡沫混凝土的保護(hù)，防止造成破壞。

2.10 交工驗收

回填宕渣經(jīng)質(zhì)量檢測符合要求后，整理施工資料報監(jiān)理工程師和業(yè)主交工驗收。

3 質(zhì)量控制

3.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范

1）交通運(yùn)輸部標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTG D63-2007）。

2）交通運(yùn)輸部標(biāo)準(zhǔn)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2004）。

3）住建部標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)制鋼筋混凝土方樁》（GJBT-708-2004）。

4）浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《公路工程泡沫混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（DB33/T 996—2015）。

3.2 小方樁質(zhì)量控制措施

1）小方樁采購前需對施工廠家進(jìn)行嚴(yán)格審查，原材料試驗檢測及配合比驗證必須合格，成品出廠必須具備質(zhì)量合格證明書，進(jìn)場前通過嚴(yán)格的質(zhì)量檢查、驗收，不合格小方樁不得進(jìn)場。

2）小方樁打入前應(yīng)在樁頭加設(shè)鋼制防護(hù)套，套內(nèi)設(shè)橡膠墊，防止打入過程對樁頭造成破壞。

3）小方樁打設(shè)過程中嚴(yán)格控制尖樁垂直度滿足規(guī)范要求，并由專人負(fù)責(zé)對垂直度進(jìn)行監(jiān)控。

4）單樁打入應(yīng)連續(xù)一次性完成，盡量減少中間停頓時間。

5）打樁過程中如出現(xiàn)樁身突降、打不下去時，立即停止打設(shè)，及時查明原因，采取相應(yīng)基礎(chǔ)措施后方可繼續(xù)施工，必要時提請設(shè)計變更。對無法打入部分影響后續(xù)填筑施工的進(jìn)行截樁，截樁應(yīng)采用切斷法，不能采用折斷法。

6）打樁過程中嚴(yán)禁大型車輛進(jìn)入施工區(qū)域老路硬路肩范圍，并注意隨時觀測老路及施工基坑邊坡穩(wěn)定情況，如有異常變化，停止打設(shè)并研究處理措施。

7）嚴(yán)格控制開挖斷面底標(biāo)高，坑槽開挖好后應(yīng)將基地夯壓密實，壓實標(biāo)準(zhǔn)符合設(shè)計要求。

8）開挖過程中注意對混凝土小方樁的保護(hù)。

3.3 泡沫混凝土質(zhì)量控制措施

1）泡沫混凝土澆筑過程中加強(qiáng)質(zhì)量控制，通過現(xiàn)場試驗檢測混凝土拌合物質(zhì)量情況，主要是濕容重、流動度指標(biāo)的檢測，一般不超過30min檢測一次，發(fā)現(xiàn)異常及時做出調(diào)整。

2）泡沫混凝土澆筑硬化成型后，在強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度前，不能直接進(jìn)入使用狀態(tài)。水泥穩(wěn)定基層施工必須在頂層泡沫混凝土養(yǎng)護(hù)7天以后且強(qiáng)度達(dá)到0.7MPa后方可進(jìn)行。

3）泡沫混凝土正式澆筑前應(yīng)檢測氣泡群密度、混合料容重、流動度等指標(biāo)，符合要求后方可進(jìn)行施工。

4）泡沫混凝土澆筑施工應(yīng)密切關(guān)注天氣情況，如澆筑過程中遇下雨應(yīng)停止施工，并對未終凝的輕質(zhì)土采取遮雨措施。

5）夏季不得在中午高溫時段進(jìn)行泡沫混凝土施工。

6）采用麻繩牽引出漿口實現(xiàn)澆筑過程中的移位，保障在填筑施工過程中經(jīng)常性移動出漿口，避免局部位置過度振動，使泵送管出口始終與填筑面保持水平，避免氣泡和材料離析現(xiàn)象發(fā)生。

7）輕質(zhì)土內(nèi)埋設(shè)管線施工時，應(yīng)在開挖溝槽時對鋼絲網(wǎng)進(jìn)行切割，防止大范圍破壞鋼絲網(wǎng)。

8）宕渣二次回填施工過程中應(yīng)注意避免對泡沫輕質(zhì)土造成破壞。

3.4 沉降監(jiān)測控制指標(biāo)

1）等載預(yù)壓按連續(xù)兩個月的月沉降速率橋頭不大于3mm、一般路段不大于5mm進(jìn)行控制。

2）施工至基層頂面后，連續(xù)兩個月的沉降速率不大于3mm/月，方可鋪筑瀝青混凝土下面層。

4 結(jié)論

1）質(zhì)輕泡沫混凝土和水泥混凝土小方樁處理的軟基總沉降量總體量小于其他中等深度下臥軟基復(fù)合地基處理的軟基沉降量，工后沉降可控，路基穩(wěn)定，節(jié)約了工程填筑和維修材料。

2）本方法有效解決了道路拓寬施工軟基段新老路基不均勻沉降引起的路面病害，節(jié)約了后續(xù)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；道路拓寬減少征地寬度，節(jié)約建設(shè)成本；減少宕渣使用量，采用無污染材料，降低環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有推廣價值。

3）2014年2月開始施工，2016年3月建成通車，拓寬工程完成使用以來，路基穩(wěn)定，路面使用良好（圖2）。

參考文獻(xiàn)

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