探究泡沫輕質土在路橋銜接處路基處理中的運用分析

嚴偉忠

（華匯工程設計集團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，嚴重危害橋上行人與車輛的生命和財產安全?；诖?，圍繞泡沫輕質土在路橋銜接處路基處理中的運用進行探究有著重要意義。

1 在路橋銜接處路基中應用泡沫輕質土的優(yōu)勢

當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，通常會采用復合地基法、強夯法、堆載預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土，利用該種材料處理橋頭路徑，具有以下幾點優(yōu)勢：①顯著降低填土荷載，有助于控制影響深度、地基附加應力，對不均勻沉降問題產生明顯的抑制作用，大幅增強路基穩(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該種材料在施工進程中，可以省去碾壓、振搗作業(yè)環(huán)節(jié)，自動密實，解決臺背壓實難題；④該種材料造價低、工期短、綠色環(huán)保且施工便捷。

2 運用泡沫輕質土的技術要點

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，進而得到具體的處理范圍。在橋頭路基工程中使用泡沫輕質土時，普遍在25～50m 范圍內開展設計工作，滿足形態(tài)設計要求；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，應確保其可以滿足管線敷設要求，處理至道路紅線即可；在公路路基填筑工程中應用泡沫輕質土時，應確保其相對于路基頂面，單側橫向富余寬度不小于0.5m。在明確處理深度時，技術人員可依循橋臺換填厚度對最大處理深度進行計算。

2.2 橋頭路基處理

為確保泡沫輕質土能夠充分滿足路基橋頭縱坡施工要求，設計的時候可在工程項目中設置臺階，適應坡度變化。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)模式對坡層進行調節(jié)，嚴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，應使用泡沫輕質土，沿縱向每隔20m，將沉降縫設置在填筑體上，確保其貫穿整個填筑體；同時使用夾板設置沉降縫，確保其厚度為2cm。在上述施工作業(yè)基礎上，技術人員應在填筑體頂部設置金屬網。在施工填筑前，要確保路基頂面整平夯實和無積水，以及通過碾壓保證基底地基承載力符合設計要求。如果承載力不足，基底應鋪設一層碎石墊層以保障地基承載力符合設計要求。在泡沫輕質土施工前要先施工路基兩側預制鋼筋混凝土保護壁，技術人員應每隔20m，將貫穿面板的通縫設置在保護壁，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上，技術人員還應交錯布置泄水孔，確保其間距為2m 左右，采用硬質空心管并使用透水土工布將保護壁背孔包裹，以提高工程項目的施工質量[1]。

橋頭臺后路段施工順序為：

橋臺樁基→承臺及橋臺→鋼筋混凝土保護壁→碎石墊層→泡沫輕質土路基→架梁

2.3 泡沫輕質土基底應力及工后沉降計算

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準為不大于10cm；二級公路、次干路和支路工后沉降控制標準為不大于20cm；工后沉降基準期統(tǒng)一按道路設計使用年限考慮。

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

如某城市主干路項目，設計使用年限為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鉆孔資料及其地層概化主要性能指標如表1 所示。

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

通過計算，該項目輕質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 泡沫輕質土質量控制關鍵技術

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

2.5 泡沫輕質土施工

泡沫輕質土的應用目標包括：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。為實現(xiàn)上述目標，泡沫輕質土應滿足以下技術標準：在澆筑路床時，泡沫輕質土距離路面結構底面的實際距離應控制在0～0.8m 范圍內，抗壓強度大于或等于0.8MPa；在填筑路堤部位時，泡沫輕質土距離路面結構的底面實際距離應大于0.8m，抗壓強度應大于或等于0.6MPa。與此同時，技術人員還應確保泡沫輕質土的濕密度為550～650kg/m3，泡沫輕質土在消泡實驗中的濕密度增加率小于10%。防滲土工膜施工技術應滿足以下標準：厚度不小于0.5mm，寬度不小于6.0m，拉伸強度不小于17MPa，斷裂伸長率不小于450%，直角撕裂強度不小于80N/mm，搭接寬度不小于5.0cm，搭接方式為熱焊。

3 施工質量控制與檢測

在工程項目開工前，技術人員應圍繞發(fā)泡劑、水、粉煤灰、水泥，開展消泡試驗，確定材料與發(fā)泡劑是否能夠相互適應。在實際的工程施工進程中，若不能均勻控制泡沫輕質土密度，很可能導致粉狀夾心層出現(xiàn)在輕質土中，大幅降低路基施工質量；其根本原因在于技術人員未能掌握合格的混合技術、發(fā)泡技術；同時未能依照濕密度、流動值、氣泡密度等控制指標，嚴格把控施工過程質量。在泡沫輕質土固化后，技術人員應依循以下步驟開展檢測工作：①使用抗壓強度指標，對固化后的泡沫輕質土開展常規(guī)試驗檢測；②每澆筑200m3的泡沫輕質土，開展一次強度抽樣檢測；使用塑料袋密封樣品單件并將其放到指定溫度環(huán)境下進行養(yǎng)護，將溫度設置到20～25℃區(qū)間內；③技術人員應在出料口制備檢測試件兩個，記錄濕密度，以三個為一組，對過程控制指標進行計量檢測[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用泡沫輕質土時，施工技術人員應注意以下幾點：①需要保障保護壁強度與路基的基礎強度達到80%的設計值時，方可開始澆筑泡沫輕質土；②在施工進程中，應確保臨時加固措施能夠有效固定保護壁，避免保護壁出現(xiàn)偏移或傾斜問題；③若澆筑作業(yè)使泡沫輕質土高度與原地面平行，應注意開展回填土作業(yè)，確保保護壁外側的覆土厚度超過0.5m；④在回填路基土與填筑路面結構層的施工進程中，應確保大型機械設備不會在輕質土頂部直接運行，應嚴格依照邊卸料、邊推平的作業(yè)方式，開展碾壓與攤鋪作業(yè)，確保在推平機械完成推平作業(yè)后，卸料車方可在其后端開展卸料作業(yè)。

5 結論

綜上所述，泡沫輕質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；施工團隊應把控泡沫輕質土質量控制關鍵技術與施工注意事項，增強泡沫輕質土的應用效果。