浅析气泡轻质土在深厚软基区低填浅挖旧路拓宽工程的应用

董勇

摘要：通过对换填气泡轻质土软基处理方式在江门市江海区礼睦路扩建工程中的应用，从技术要求、沉降控制、施工期间对周边影响、施工过程中控制等因素进行分析，进而阐述气泡轻质土在珠三角深厚软基区低填浅挖旧路拓宽工程中应用的优劣。

关键词：气泡轻质土；道路拓宽；深厚软基；设计；低填浅挖

前言

珠三角地区作为广东的经济发展前沿地区，城市规模化扩展及交通量的日益增长使得越来越多的道路需要新建或拓宽。区域内的深厚软基，是道路建设的难点之一，尤其是旧路拓宽工程。对于深厚软基区低填浅挖旧路拓宽工程，软基处理如何减少新旧路基的差异沉降是目前旧路拓宽工程路基设计中最重要的因素。

一、项目概况

本项目为江门市江海区礼睦路扩建工程，拟建工程位于江门市江海区礼乐街道。项目全长6.64km，采用一级公路兼具城市道路功能标准建设，设计速度60km/h。本项目要求建设工期约18个月，部分路段因道路用地交付时间延后，实际工期仅12个月左右。

本项目处于三角洲海陆交互相沉积平原，软土层发育，其具有分布广、厚度大、承载力低，高压缩性的特点，其多呈深灰色，饱和，流塑，含少量腐殖质，具有腐臭味，土质不均匀。根据勘探测试成果及调绘成果，本项目软土全路段分布，主要为第四系淤泥、淤泥质粉质粘土、淤泥质细砂、淤泥质粗砂、软塑状粉质粘土等，软土层厚6.3m～27.9m，埋深为0.6m～4.8m。

二、换填气泡轻质土在项目中应用范围

本项目换填气泡轻质土处理范围为全线一般路段道路拓宽部分路基。

三、换填气泡轻质土技术要求

1.换填深度

根据《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/T D31-02-2013），软土地基沉降应计算至附加应力与有效自重应力之比不大于0.15处。

换填深度H计算如下：路基填筑高度为D，路面结构重度为22 kN/m3，钢筋混凝土板重度为25 kN/m3，原状土的重度为18kN/m3，经计算简化之后换填深度与路基填筑厚度之间应满足：H≥0.9+1.1D。

2.工后沉降

沉降计算采用理正6.0PB1版，计算结果可知，在指定参数的条件下，工后沉降可以控制在0.1m之内，能满足规范要求。根据计算，换填深度取值恰当的话，新旧路基差异沉降微小，对项目使用期限内影响很小。

3.主要技术指标

根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），气泡轻质土的施工湿密度和抗壓强度应满足：施工湿密度Rfw为600±3%（kg/m3），28d抗压强度≥1.0 MPa。

发泡剂严禁采用动物蛋白类发泡剂，稀释倍率≥60，标准气泡密度30kg/m3～50 kg/m3，标准沉陷距≤3cm。

4.浇注区、浇注层

本项目气泡轻质土扩建路基工程量大，为严格控制气泡轻质土施工质量，对全线的气泡轻质土路基采用分段、分区、全而分层浇注。气泡轻质土浇注前，根据工程地质条件及边界条件，先进行浇注区、浇注层划分，且应符合以下要求：

（1）当路基纵横向尺寸较大时，单个浇注区顶面面积最大不应超过400m2，以200m2～300m2控制为宜。

（2）单个浇注区长轴方向长度宜为10m～20m。

（3）设计有金属网的位置，应为浇注层分层界面。

（4）单层浇注层的厚度宜控制在0.3m～0.5m范围内，最上层浇注厚度为0.5m，以保证单层浇注的正常施工时间在水泥浆初凝前完成。

（5）每一浇注区该层应一次性浇注完毕。

5.变形缝设置

（1）路基总体上除设计图纸有明确标识外，气泡轻质土纵向原则按10m～20m间距设置一道横向变形缝，且最大间距不宜超过20m，缝宽1cm～2cm，宜采用泡沫塑料板填塞，贯穿整个气泡轻质土路基。

（2）纵向相邻浇注段之间安装临时模板，临时模板采用竹胶板，板后敷1～2cm厚泡沫塑料板。在相邻浇注段的后浇段浇注前，拆除临时模板，留下泡沫塑料板作为变形缝，变形缝必须保证铅垂。

6.轻质土浇注施工

（1）每一浇注区首次浇注前，应以线路纵向60m为单位，对基底进行检查，确保基底无杂物、无积水、基底高程满足设计要求。

（2）同一区段上下相邻浇注层，当施工期气温不低于15℃，浇注间隔时间不低于8小时；否则，浇注间隔时间应不低于12小时。

（3）气泡轻质土单个浇注区浇注层的浇注施工时间应控制在2小时内。

（4）应沿浇注区长轴方向自一端向另一端浇注；如采用一条以上浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式。

（5）浇注过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇注轻质土表面后再移动。

（6）浇注过程中，浇注管出料口尽可能置于当前浇注面以下；在扫平表面等其它情况下，浇注管出料口离当前浇注面的距离不宜高于1.5m。

（7）雨季施工应特别做好临时防排水措施，重点防患水土流失，应采用薄膜覆盖、设置临时排水沟的相关措施，避免坡面冲刷，防止大量的水土流向低处轻质土浇注面上污染轻质土。气泡轻质土施工期间，应及时排水。必要时应设置临时的压重措施。

7.养护与维护

轻质土浇注区顶面浇注至设计高程后，则应采用塑料薄膜进行表面覆盖，以对轻质土路基进行保湿养护；或者采用无纺土工布覆盖结合洒水的方式养护。养护时间不低于7天。7天后对相同条件下养护的试块进行抗压强度测试，达到0.5MPa后方能进行钢筋混凝土保护层的浇注，达不到0.5MPa时，适当延长养护时间，以确保下阶段施工前，气泡轻质土抗压强度达到0.5MPa。

在轻质土路基顶部路面施工前，严禁其上行驶工程机械；局部地段，无法回避时，应在合适位置铺设厚度不小于50cm的临时保护层或采用钢板覆盖的方式作为临时便道，以供工程机械行驶。

8.与其它工序的衔接

钢筋混凝土保护层必须在轻质土同条件养护强度达到0.5MPa时方能开展施工，且施工时，严禁大型机械直接在轻质土顶面行走。

四、换填气泡轻质土优缺点

优点：施工速度快，能保证项目工期要求；需要占用临时用地小，无需大幅增加临时用地，施工用地问题阻力较小；无需堆载土方，对沿线村、厂及机耕道等出口影响较小，能保证项目沿线居民的正常出行；施工时对临时交通组织影响较小，有利于施工期间交通顺畅及安全。

缺点：面临着水下施工的问题，对泡沫轻质土的抗浮与浇筑有一定的影响；采用降水措施，可能会对周边建筑物产生不利影响，会引起地基的不均匀沉降，而使得房屋开裂。

五、结束语

对于深厚软基区低填浅挖旧路拓宽工程，采用换填气泡轻质土，可以满足工后沉降要求。相比较排水固结法软基处理方式而言减少工期明显有利；相比较预应力管桩、CFG桩等处理方式而言，可节约投资及减少施工期间内旧路路基破坏风险。但是大面积用在地下水位较高的路基开挖换填实例不多，施工时气泡轻质土的材料吸水率必须要控制在设计范围内，从而保证换填后路基工后沉降达到设计要求。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.气泡混合轻质土填筑工程技术规程（CJJ/T177-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]中华人民共和国行业推荐性标准.公路软土地基路堤设计与施工技术细则（JTG/T D31-02-2013）.北京：人民交通出版社，2013.

[3]中华人民共和国行业标准. 公路路基设计规范（JTG D30-2015）.北京：人民交通出版社，2015.

[4]中华人民共和国行业标准.公路土工合成材料应用设计规范（JTG/T D32-2012）.北京：人民交通出版社，2012.