高速公路现浇泡沫轻质土路基施工控制技术研究

摘要：本文系统总结广明高速公路陈村互通立交FD辅道现浇泡沫轻质土路基施工控制技术，为广明高速公路罗格立交收费广场现浇泡沫轻质土路基后续工程施工提供必要的技术支持，并为全国高速公路及其他等级公路大规模使用泡沫轻质土路基这一新材料新技术新工艺提供有益的借鉴。

关键词：高速公路现浇泡沫轻质土路基施工工艺质量检验评定

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A

1.引言

广明高速公路S02标陈村互通立交FD辅道是由西向南（即禅城至顺德）方向的一条辅道，位于广明高速高架桥下西侧、佛山一环和佛陈路以及文登路相交叉区域，连接佛陈路南侧辅路和佛山一环西侧辅路。FD辅道为双向两车道，路面宽度7.5m，路基顶宽8.5m，道路全长724.266m，自桩号FDK0+319.596起至终点桩号 FDK0+740.49相接广明高速右线后并入佛山一环西侧辅道拼接。2010年上半年，佛山市政府将FD辅道列入“亚运”工程配套项目，要求于当年9月底建成通车。该路段深厚软基，工后沉降大；软土地基原设计复合地基施工周期长，工期无法满足要求。经工程方案调研、比选和论证，我司实施了“轻质土路基+天然地基”替代“常规路基+复合地基”方案，引进了泡沫轻质土新材料、新技术和新工艺，并联合广州大学等单位开展相关科研工作，科研项目《高速公路新型直立式路堤成套技术研究》获得省交通运输厅科研立项（编号2010-02-005）。经过短短4个月施工，FD辅道于2010年9月底建成通车，提前实现了既定的亚运会前通车目标。FD辅道通车至今近2年，尚未发现任何沉降和桥台跳车现象，成为广明高速公路技术创新的一大亮点。

FD辅道现浇泡沫轻质土路基主要技术指标如下：施工湿密度≤600kg/ m3，抗压强度0.6MPa，工程量56000m3。在施工过程中，我司会同科研、设计、施工、监理等参建单位进行了现浇泡沫轻质土路基施工工艺、质量检验评定标准等探索，形成了一整套较为完整的施工工法。本文通过系统总结广明高速公路陈村互通立交FD辅道泡现浇沫轻质土路基施工及质量控制方法，为广明高速公路S03标罗格立交收费广场现浇泡沫轻质土路基后续工程（工程量约150000m3）施工提供必要的技术支持，为全国高速公路及其他等级公路大规模使用泡沫轻质土（以下简称轻质土）路基提供有益的借鉴。

2.施工工艺

2.1清淤换填及工作垫层施工

清淤换填与工作垫层填筑材料以砂性土或砂土为宜；其填筑施工应采用推土机推土下压挤淤，待淤泥在填筑前端积累到一定数量，结合挖掘机挖除的施工方法。施工前，应对征地范围内的鱼塘进行围堰抽水，确保施工时塘底无积水。

施工时应特别注意，清除的淤泥为鱼塘底长年积累沉淀的浮泥，而非原状海相沉积的淤泥质土。此外，工作垫层的设计填筑高度考虑到满足施工机械、运输车辆行走的要求，并考虑到填筑施工期可消除很大一部分工后沉降，故工作垫层的施工高度必须满足设计要求；结合泡沫轻质土相关施工的作业面为满堂作业，工作垫层的施工应按设计要求满堂施工。

2.2反开挖施工

展开反开挖施工时，应结合泡沫轻质土的浇注分区按一定的顺序展开，要求反开挖的区域必须及时浇注泡沫轻质土，避免过早反开挖暴露积水。

2.3防渗土工膜、钢丝网铺设

防渗土工膜应满堂铺设，其搭接方式应采用热熔胶结；横向应铺设至钢筋砼保护壁位置，并沿保护壁向上反卷1m高度(含保护壁基础)。

钢丝网铺设时，应尽可能展开铺平，避免出现卷起现象；必要时，应采用U形钉进行锚固。钢筋网除因高差可断开铺设外，其它平面位置应重叠搭接，搭接宽度不低于5cm，搭接处用铁丝绑扎连接即可。施工单位应特别注意，钢丝网铺设应覆盖泡沫轻质土路基的变形缝，且在变形缝位置应避免搭接。

2.4 变形缝设置与施工

变形缝采用1~2cm厚泡沫塑料板，其纵横向设置间距按15~25m控制。

施工时，变形缝两侧的浇注区应错开浇注泡沫轻质土，泡沫塑料板可采用长铁钉或铁丝锚固在先行浇注完的泡沫轻质土浇注体上。

2.5轻质土浇注施工

轻质土路基应采用分区分层的方式错开浇注施工。

单个浇注区的几何边长以15~25m为宜，其面积最大不宜超过600m2。

单个浇注层技术规程明确厚度应按0.3~2.0m控制。实践证明，单个浇注层厚度最大不宜超过1m，最小不宜低于30cm，以50~80cm为宜。设计有钢丝网的位置，为必须的浇注层分层界限；同时，浇注分区边界应以变形缝为边界。

单个浇注区浇注层的浇注施工时间应控制在3小时内。实践证明，单个浇注区浇注层宜1次浇注完毕；必要时最多分两次浇注，且两次浇注间隔时间不大于3天。

2.6 轻质土路基养护

泡沫轻质土路基浇注至设计标高后，应在其上覆盖无纺土工布进行保湿养护，养护龄期不少于3天。

2.7 总体施工顺序

清淤换填及工作垫层（预压土）施工预压3个月依浇注分区按一定顺序反开挖基槽施工保护壁铺设防渗土工膜按浇注分区浇注泡沫轻质土在设计位置铺设钢丝网浇注泡沫轻质土路基至设计标高养护一定龄期施工护栏基座施工路面。

3.质量检验评定

3.1原材料检测

原材料水泥及粉煤灰应进行分批检验；检验频率为每500t检验1次。检验取样应有监理见证，样品送检单位应为监理单位指定的具有检验资格证的相关单位。

水泥：强度满足水泥标号对该种水泥的强度要求；凝结时间满足国家规范要求。

粉煤灰：细度(45μm方孔筛筛余)≤30%。需水量比≤110%。烧失量≤12%。

发泡剂：在产品规定稀释倍率下，气泡密度满足50±10kg/m3时，发泡装置发出的泡沫，外观均匀，质地细腻，流动状态稳定。与所采用的水泥、粉煤灰的适应性满足消泡试验确定的湿密度增加率不超过10%。

土工织物、防渗土工膜、钢丝网、砂等应符合国家相关规范的要求。

3.2路床检测

浇注施工前，应以浇注区为单位，进行浇注场地（基底或垫层）检测验收。

基底不应有明显积水。施工临时排水系统应与设计排水系统结合，避免冲刷及积水。

当浇注区基底无垫层设计时，基底土层应为自然沉积土或基岩。如设计有垫层，垫层施工应满足设计和规范要求。

浇注场地平面尺寸、高程应满足设计和规范要求。

轻质土路基路床不做横坡检测。轻质土路基路床顶面弯沉的检测方法和检测频率参见公路工程相关规范，合格标准为轻质土路基路床部位的抗压强度满足设计强度后，其弯沉不超过设计值。

3.3施工过程检测

开工前，施工单位应进行消泡试验及配合比试验；湿密度及流值测试；消泡试验；配合比强度测试。

试验室拌制泡沫轻质土时，拌和用的材料应提前运至室内，拌和时试验室的温度要求为20℃~25℃。试验用水泥、粉煤灰、发泡剂等原材料必须和施工现场使用的材料一致。试验室拌制泡沫轻质土前，应先将适量的发泡剂按稀释倍率稀释好并置于发泡装置内；并事先根据标准泡沫密度调整好发泡剂水溶液的发泡倍率，以备随时发泡。泡沫的用量应采用容量筒计量，其它材料应称重计量，计量精度应满足：水泥±0.5%，粉煤灰±1%，泡沫体积±0.5%。试验室制备泡沫轻质土，应采用搅拌机拌和，且应先将水泥、粉煤灰和水按表1配合比拌和，拌和时间不少于2min，然后立即制备泡沫加入其中再次拌和，再次拌和时间为2min；拌和料总量应不少于搅拌机容量的20%。

泡沫轻质土施工质量检验指标为湿密度、流值及抗压强度。

3.3.1湿密度、流值及泡沫密度检验

湿密度的检验合格标准为与设计施工湿密度的误差不超过±10%。流值检验的合格标准为170±10mm。

湿密度的自检频率为每20分钟检测１次、抽检频率不少于自检频率的30%；流值及泡沫密度的自检频率为每工作日２次、抽检频率不少于自检频率的30%。泡沫密度采用容量1L的容量筒称取1L泡沫称重进行测定。3.3.2强度及准干密度检验泡沫轻质土抗压强度及准干密度的自检频率为每工作日每400 m3检验1次，当不够400m3按400 m3考虑；抽检频率不应低于自检频率的30%。抗压强度的检验龄期为28天；但对于最后一层浇注层，应同步做7天抗压强度的检验，其检验频率为每400m2检验1次。

每次检验，试件以3块为1组。28天龄期抗压强度试验的合格判别标准为：高程及平面位置的自检频率为纵向每50m检测1个断面，每个断面高程检验点3个，宽度检验1次；抽检频率不应低于自检频率的30%。高程检验的合格标准为与设计高程的偏差不超过5cm；宽度检验的合格标准为不小于设计宽度。

现浇泡沫轻质土实测项目详见表1。

表1现浇泡沫轻质土实测项目

项次 检查项目 合格标准 检查方法/频率 权值

1 湿密度 与设计值的偏差不超过±10% 查施工记录，100%检查 3

2 泡沫密度 与标准泡沫密度的偏差不超过±20% 查施工记录，100%检查 3

3 流值 170±10mm 查施工记录，100%检查 1

4 抗压强度 不低于设计值 查抗压强度试验记录表，100%检查 3

5 准干密度 不超过设计密度 查抗压强度试验记录表，100%检查 2

6 顶面高程 与设计值的偏差不超过±5cm 二等水准测量 2

7 平面尺寸 不小于设计宽度 50m钢卷尺量测 2

3.4交竣工检测

3.4.1质量评定单位与评定等级

轻质土路基质量评定单位为单个独立的浇注区域。轻质土路基应按分项工程评定为合格或不合格：评分值不小于75分者为合格，小于75分者为不合格。

3.4.2质量检验与评分

轻质土路基质量检验内容包括基本要求、实测项目、外观鉴定和质量保证资料四个部分。

轻质土路基质量评分值满分为100分，按实测项目采用算术平均法计算。存在外观缺陷或资料不全时，须予减分。

3.4.3实测项目

3.4.3.1关键项目

轻质土路基实测项目中的关键项目为湿密度、抗压强度和路床顶面弯沉。

湿密度的检测方法参见《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS 249 2008）；检测频率为以浇注区浇注层为施工单元、浇注期间每15分钟检测1次，其合格标准为不超过设计值或设计规定的允许偏差。

抗压强度的检测方法参见《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS 249 2008）；检测频率为每一浇注区每一浇注层检测1组，合格标准为不低于设计值。

轻质土路基顶面弯沉的检测方法和检测频率参见公路工程相关规范，合格标准为轻质土路基顶面部位的抗压强度满足设计强度后，其弯沉不超过设计值。

3.4.3.2一般项目

轻质土路基实测项目中的一般项目为路床顶面高程、中线偏位、宽度和平整度。

一般项目的检查方法、检查频率与合格标准与《公路工程质量检验评定标准》中土方路基的规定相同。

除上述一般项目外，现浇泡沫轻质土路基工程尚应检测泡沫轻质土的准干密度。准干密度的检测方法见《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS 249 2008）；检测频率与抗压强度检测频率相同，合格标准为不超过设计湿密度。

现浇泡沫轻质土路基实测项目详见表2。

表2现浇泡沫轻质土路基实测项目

项次 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 扣分

高速、一级公路 其他公路

1 抗压强度(MPa) 路堤部位(m) 0~0.80 ≥0.8 ≥0.6 查抗压强度试验记录表，100%检查 3

0.80~2.50 ≥0.6 ≥0.5

强度按设计文件，路基底部两层钢丝网间、顶部两层钢丝网间泡沫轻质土强度等级F2.0，其它部位轻土强度等级F0.6

2 施工湿密度 不大于设计值 查施工记录，100%检查 3

3 准干密度 不大于设计湿密度 查抗压强度试验记录表，100%检查 1

4 28天龄期弯沉(0.01mm) 不大于设计要求值 按《公路工程质量检验与评定标准》 3

5 轻质土路基顶高程(mm) +10，-15 +10，-20 水准仪:每200m测4断面 2

6 中线偏位(mm) 50 100 经纬仪:每200m测4点，弯道加HY、YH两点 2

7 宽度(mm) 不小于设计 米尺:每200m测4处 2

8 平整度(mm) 15 20 3m直尺:每200m测2处×10尺 2

3.5外观鉴定

路基表面平整，边线直顺，曲线圆滑。不符合要求时，单向累计长度每50m减1~2分（不够50m按50m计）。

路基边坡坡面平顺，稳定，不得亏坡，曲线圆滑。不符合要求时，单向累计长度每5Om减1~2分（不够50m按50m计）。

3.6质量保证资料

原材料检验资料包括：水泥检验报告；粉煤灰检验报告（如采用粉煤灰）。

试验资料包括配合比强度试验报告、消泡试验报告。

以单个浇注区为单位的施工记录表。施工过程取样所做的全部抗压强度试验报告。分项工程质量检验评定表。

4.结语

轻质土路基需采用大产能现浇泡沫轻质土专用施工设备进行施工，效果更为明显，能解决了传统施工设备产能低可能形成的泡沫轻质土质量隐患问题。利用轻质性及良好的施工性，实现以下目标：一是在深厚软基上修建路基而不采用复合地基，向原地面以下换填，利用应力补偿，显著降低路基荷载；二是有效控制了道路路基工后沉降，确保工后沉降满足要求，经观测，通车以来无明显工后沉降；三是有效解决了施工工期无法满足要求的问题，利用良好的施工性，大幅减少工期，确保总体工期。

为了加强现浇泡沫轻质土路基工程质量管理，统一轻质土路基工程质量检验标准和评定标准，保证工程质量，经FD辅道科研和试验段试验，我司总结制定出上述施工工艺及质量验收评定的相关标准，但相关标准应与《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS 249 2008）、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)等国家和行业相关技术文件配套使用。

轻质土路基属于高速公路新型直立式轻质路堤，对缓解甚至消除软基路堤桥头跳车、新旧路堤差异沉降、节省用地、雨季路基快速施工等方面有实际意义，为珠三角乃至长三角地区的道路建设提供借鉴和示范。

参考文献

[1]中国工程建设协会标准.现浇泡沫轻质土技术规程(CECS249:2008)[S].北京：中国计划出版社,2008.

[2]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTGD3-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.

[3]中华人民共和国行业标准.公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）[S].北京：人民交通出版社,2002.

[4]中华人民共和国行业标准.公路工程质量检验评定标准(土建工程) (JTGF80/1-2004) [S].北京：人民交通出版社,2005.