城市道路加宽改造工程路基施工分析

【摘要】文章结合某市政改扩建工程，介绍了气泡混合轻质土的工程应用，并较为详细的介绍了工程的施工工艺及施工质量控制。具有较强的施工实践指导意义。

【关键词】市政道路；加宽扩建；新老路基拼接；气泡混合轻质土

1 工程概况

某市政道路，原来是4车道，现需要扩建到6车道。工程沿线地处冲积平原,地势低,地形平坦,海拔高程1. 5~5. 2m，地表硬壳层广泛分布,具有一定的厚度。沿线软土分布有一定的规律性,可划分出上下两层:其中第一层(上部)软土分布最为广泛,分布长度达5 870m,与路基工程的关系最为紧密;第二层软土的分布较为局限,分布长度仅有832m。软土性质分别为淤泥、淤泥质亚粘土、淤泥质粉砂，厚度为1. 5~9. 0m,局部埋深14.5m,允许承载力为50~70kPa。

本项目扩建工程目前遇到两个重大难题:一是征地难题，二是新老路基不均匀沉降导致的纵向裂缝问题。经过专家研究决定，在新老路基拼接处采用气泡轻质土路堤技术。

2 气泡混合轻质土道路加宽的优势

2.1 可垂直填土,节省昂贵的用地、减少拆迁,在旧路基础上加宽几乎不需重新征地,不但可节省高额的征地赔偿费,而且为工程的早期开工创造有利条件；

2.2 在软基路段进行扩幅填土时,可大幅度地降低填土荷重,减少新老路堤的差异沉降及路堤附近建筑物的附加沉降破坏,大幅度地降低公路运营后的维修养护费用;

2.3 施工时不需机械振捣和碾压;

2.4 通过配管泵送施工,作业面小,几乎不影响现有交通;

2.5 施工工期短,可使工程提前投入使用,给投资者带来超前收益。

3 轻质土路堤的施工及质量控制

轻质土路堤的施工过程主要可以分为施工准备，制作、输送和浇筑轻质土以及养护和脱模三部分工作。

3.1 施工准备工作

轻质土路堤的施工准备工作包括测量放样、基础整平处理(包括排水、防水)、组装施工设备、原材料准备和试验、轻质土的试配以及安装保护壁或模板等。

3.1.1 原材料准备

轻质土原材料(包括原料土、固化剂、水及发泡剂等)主要进行如下质量检测:

（1）原料土的粒径应小于5mm,不符合要求的原料土需要进行必要的加工及筛分处理。

（2）固化剂:主要检测是否达到规范要求。

（3）水:参照普通混凝土用水标准。

（4）发泡剂:为确保轻质土的质量，需要添加适当的发泡剂。

3.1.2 安装保护壁或模板

由于气泡混合轻质土在铺设时有良好的流动性,因此必须采用保护壁或模板使其成型。本工程轻质土的保护壁采用90cm×30cm×4cm的混凝土预制挡板,由人工在浇注的混凝土基础上分段砌筑并固定在角钢上。挡板安装每10m设一道沉降缝,用2cm厚的木质模板隔开。为了防止漏桨或垮塌,保护壁必须有足够的强度及稳定性,挡板之间、挡板与基础之间要严密,防水布之间、防水布与挡块基础之间的搭接要密接。另外,为了防止隔板发生变形及上浮现象,隔板不仅要具有足够的强度和刚度,而且应采用纵横肋或柱进行加固,且接头应牢靠。

3.2 制作、输送和浇筑气泡混合轻质土

3.2.1 制作

轻质土浇筑前应检查各种衡器保持准确,按照设计配合比调整好各参数。气泡的发生方式一般有以下几种:后形成方式、混合形成方式以及预先形成方式等。其中,后形成方式对气

泡量的控制较困难,因此不大被使用。而预先形成方式如图3所示,较容易控制气泡的数量和分布,简单易行,因而运用较多。预先形成气泡的方式中,稀释液与压缩空气混合后在发泡装置中形成气泡群。气泡群与水泥浆(或水泥砂浆)经过机械的充分混合搅拌后,形成气泡混合轻质土。

3.2.2 输送

（1）输送方式:气泡混合轻质土搅拌完成后的输送是采用软管进行泵送。气泡混合轻质土中的气泡,在泵送过程中消解量是极小的。但如果使用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话,由于振动使得气泡消解,气泡含量将发生变化,流动性也降低,因此,最好使用泵管输送。

（3）输送距离:在确保材料不离析、气泡稳定的前提下,一级泵送的最大距离为500m。如果输送距离超过上述范围,应设置中继泵送装置或把气泡混合移动到泵送管的出口附近。

3.2.3 浇筑

（1）浇筑方法:为确保气泡混合轻质土中气泡独立而均匀分布、气泡的消解及材料离析控制到最小程度,施工过程中要避免过度振动;浇筑过程应从软管的前端直接浇注,且出料口要埋入气泡混合轻质土中或尽量靠近气泡混合轻质土的表面。由于气泡遇雨会大幅消解,因此要避免雨天施工。

（2）每层浇筑厚度:浇筑气泡混合轻质土时,由于其自身重量的影响,气泡会产生压缩和消解,因此,浇筑后的气泡混合轻质土有时会发生沉降、湿容重增加的现象。由于气泡的压缩和消泡随着每层浇筑厚度的增加而加剧,所以每层的浇筑厚度不能太厚,但也不能太薄(以免在施工过程中临空面增多,气泡损失率加大)。气泡混合轻质土每层的浇筑厚度一般控制在0. 25~0. 80m之间。

3.3 养护和脱模

3.3.1 养护

气泡混合轻质土浇筑时不强调每浇筑一层都采取特别的保护措施,但为了防止由于急速干燥而产生裂缝,一般浇筑完成后需要加盖麻袋等进行保护。此外,如果施工过程中遇雨,则必须对未固化的气泡混合轻质土进行遮盖,避免雨淋。

3.3.2 脱模

一般情况下,保护壁(或模板)没必要拆除。如果必须拆除时,应仔细检查并确认气泡混合轻质土已足够坚固且不易因碰撞而损坏。

3.4 过程质量控制

为了确保工程质量,施工过程中主要需进行以下几方面的质量控制。

3.4.1 原材料的计量精度

3.4.2 搅拌时的质量控制

气泡混合轻质土搅拌施工时需定期或不定期地检测其湿容重、空气含有率、流动值等指标,各指标的误差应控制在表2所示的范围内。

3.4.3 固化后的质量控制

气泡混合轻质土固化后应检测28d龄期试件的容重和无侧限抗压强度是否达到设计要求,其中无侧限抗压强度按照表3所示的要求进行检测,容重与强度的检测同期进行

表2 气泡混合轻质土搅拌时的质量控制标准

4 结语

根据现场的观测，气泡混合轻质土路堤段的沉降及侧向位移都较小，轻质土路堤整体稳定且各项指标均满足设计要求。在实施过程中，气泡混合轻质土路堤具有施工便捷高速、受雨季影响小、工期短且施工占地少的优势。但由于该技术在国内应用于道路扩建工程应用不多，一些技术环节问题(如轻质土的长期容重、强度、吸水率等)仍有待进一步研究。

参考文献:

[1]公路路基设计规范JTG D30-2004 [S].北京:人民交通出版社, 2004.

[2]平,王树林,邓江.气泡混合轻质填土新技术[M].北京:人民交通出版社,2008.