泡沫轻质土在路基填筑中的应用

骆建生

摘 要：泡沫轻质土是一种现阶段应用广泛的新型轻质材料。文章介绍泡沫轻质土在道路扩建、软土路基、桥台台后路基填筑等方面的应用，通过与传统处理方案的对比，道出技术、经济上的优势，且施工质量较易控制，同时结合工程实例阐述泡沫轻质土在道路快速化改造工程中的应用。

关键词：轻质材料；轻质性；自立性；工期短

中图分类号：U416.1 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）33-0184-03

Abstract： Foamed lightweight soil is a new type of lightweight material which is widely used at the present stage. This paper introduces the application of foamed light soil in road expansion， soft soil subgrade and roadbed filling behind abutment. By comparing with the traditional treatment scheme， the advantages of technology and economy are pointed out， and the construction quality is easy to control. At the same time， the application of the foamed lightweight soil in the road rapid transformation project is expounded with an engineering example.

Keywords： lightweight materials； lightness； independence； short construction period

泡沫轻质土属于一种轻型的建筑使用材料，是通过物理方法制备泡沫，然后将水泥浆与泡沫均匀混合，再经过泵送系统进行泡沫轻质土的现浇施工，经自然养护成形的一种有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成大量的封闭泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。

为了让泡沫轻质土的功能进行扩展，我们可以在水泥基浆中加入适量的外加剂以及集料。加入后让水泥的质地变得更加均匀，泡沫轻质土在使用的优势上包括良好的轻质性、强度特性、密度和强度可调性、流动性、凝结性、干燥固化以后拥有较强的自立性以及渗透性等。

1 现浇泡沫轻质土在道路拓宽中的应用优势

（1）泡沫轻质土具体高流动性、渗透性，则可以采用管道泵送系统进行机械施工。可进行连续施工，成形快，强度高。

（2）在一些老城区的城市道路桥头填方的拓宽改造中，两侧临近建筑，红线较窄，需要在有限空间进行施工。此时可以利用泡沫混凝土的自立性，可垂直施工，对挡土结构的作用力较小，同时施工作业面小，节约红线空间。

（3）同时在拓宽过程中，对拓宽部分的沉降控制比较严格。此时可以利用泡沫混凝土的轻质性，可垂直施工，对挡土结构的作用力較小，同时可消除新老路之间的差异沉降。

（4）施工便捷，施工工期短。

2 现浇泡沫轻质土在软土路基填筑方面的应用

一般软土路段，采用灰土填筑，经计算若沉降和稳定达不到规范要求。常规可采用堆载预压、水泥搅拌桩或管桩处理等复合地基处理方式。其中堆载预压工期长，一般6个月左右，且仅适合压缩性高的土质。桩处理造价稍高，且桩处理设备对上方净空要求较高。泡沫轻质土密度为一般土体的0.5倍左右，可大大降低路基对地基的附加应力（每换填1m泡沫轻质土，可提供12～13kPa的补偿应力）。采用泡沫轻质土填筑可有效控制软土地区的工后沉降，可完全替代复合地基处理，大幅降低工程造价。

3 现浇泡沫轻质土在桥台台后路基填筑的应用

软基路段大桥路桥分界处，为减少桥头跳车，一般加大引桥跨径，减小路桥分界处路基填筑高度，这种做法无形增加桥梁造价。若桥头高填路段，利用其轻质性、固化后的自立性，减小桥头高填路段的工后沉降，利用其压缩性较低的优势减少桥头跳车现象，同时也可以减少引桥跨径，减少桥梁造价。

4 江苏中部地区路基常用的填筑材料为石灰土，下面对这两种材料进行综合比较

4.1 采用6%石灰土填筑方案

采用6%石灰土每层填筑0.2～0.3m后碾压、夯实，密实度达设计要求后，再进行下一层填筑，排除其他因素影响，工艺复杂，工期长。

填筑完成后对基础荷载76kN/m2～80kN/m2（填高4m）。

方案优点：填筑成本较低。

方案缺点：需分层压实，工期较长。桥头高填路段为了确保路堤填土的安全施工，防止地基失稳，建议控制施工填土速率一般按1m/月控制。如遇雨天，灰土含水率加大，如果直接碾压难以成形，压实度达不到设计要求。只能等到雨停止后，对灰土进行晾晒，以达到最佳含水率，这导致工期较长。路面结构层施工完成，投入使用后仍有不均匀沉降发生，易产生桥头跳车。

4.2 采用泡沫轻质土填筑方案

采用现场机械化泵送、浇注的方式，辅助模板进行泡沫轻质土填筑，每层浇注高度0.8m，间隔14小时，待泡沫轻质土具有初始强度后进行一下层浇注，工期短。填高4m时填筑施工时对基础最大荷载32kN/m2～36kN/m2，填筑完成后30天内，对基础的荷载减小至24kN/m2～28kN/m2。

方案优点：采用泡沫轻质土专用设备制作、泵送，作业面小，不占用其他施工设备，不影响其他区段施工，受天气影响小，填筑自密实，施工速度极快，保证工期；填筑体对基础施加荷载小，工后填筑沉降较小，有效减少后期维修费用。

方案缺点：前期填筑成本相对较高。

一般灰土填方路基因地基的承载力不够，填料荷载过大、雨水渗入等原因，容易产生不均匀沉降。道路很大部分维修费用是花费在不均匀沉降段的修补上。传统的处理方法是提高地基的承载力，不但很难从根本上解决问题，还存在工期过长、造价过高等问题。

填筑泡沫轻质土，填筑后形成一个整体、抗冲击性能好、无侧向压力、密度低对地基荷载小。使用泡沫轻质土填筑后，路基处于超固结状态，由此减少沉降和不均匀沉降、彻底消除路堤填料本身的工后沉降，具有明显的技术优势。虽然泡沫轻质土前期填筑成本较常规回填土高，但可大幅减少工后台背维修费用，综合成本低，亦具有性价比较高的经济优势。

5 泡沫轻质土在海门市江海路北段快速化改造工程中的应用

江海路北段快速化改造起于G40沪陕高速，止于丝绸路，与G40沪陕高速入口道路、336省道、规划中海路、规划红海路、规划河海路、北海路及丝绸路交叉，全长3.024km。该段快速化采用的总体方案为：起点处衔接现状道路，设置地面式快速路往南延伸，下穿S336，至规划中海路后，采用高架连续跨越规划红海路、河海路及现状北海路，在海易大桥前落地，继续以地面主辅快速路向南在海门河桥南侧190m，下坡采用隧道下穿丝绸路接中段隧道。

江海路采用高架上跨北海路后接地采用地面快速路接海门河桥，而海门河，通航等级为Ⅶ级，最高通航水位2.51m，通航净空（宽×高）为18×3.5m。从而导致高架接地处MK2+509.285至海门河桥桥头MK2+594.140填土较高，为7.16m-5.64m，该段长度84.9m。

经计算该段若采用灰土路基填筑，工后沉降为22cm，不满足规范要求。先考虑以下几种处理方案：（1）主线高架与海门河桥之间采用连续桥梁；（2）该段采用土工泡沫塑料（EPS块）；（3）泡沫轻质土；（4）预应力管桩见表2。

经过综合比较该段采用泡沫轻质土。该段路床范围内，泡沫轻质土湿容重为6.5kN/m3，28d无侧限抗压强度≥0.8MPa；路床以下湿容重为6.0kN/m3，28d抗压强度≥0.6MPa；流动度为180mm。泡沫轻质土填筑纵向每10m应设置横向施工缝，顶层泡沫砼做成小台阶以适应2%路面横坡值，并通过桥头搭板或钢筋混凝土板调平。泡沫轻质土底面设置20cm的级配碎石垫层，其上铺设一层复合土工布，在级配碎石垫层上每隔50cm设置一层镀锌铁丝网。泡沫轻质土顶层设置防排水土工膜。

泡沫輕质土填筑路段与一般灰土填筑路段采用二级过渡。

施工质量控制及检测：

（1）施工过程质量控制。a.湿密度：设计值为A（6.5kN/m3），允许误差为±0.1A，每工作日自检4次，抽检2次；b.流动值：设计值为180mm，允许误差为±10mm，每工作日自检4次，抽检2次；c.气泡密度为：设计值为D，允许误差为±0.1D，每工作日自检2次，抽检1次。

（2）固化后的试验检测。泡沫轻质土固化后常规试验检测指标为抗压强度，检测事项如下：a.应同时作7d和28d龄期的抗压强度检测；b.强度检测试块的制取频率为每工作日3组；c.抗压强度检测试件应在浇筑点出料口制取，制取时应量测并记录湿密度，试件为边长100mm的立方体，3个试件为1组；d.试件制取后，应置于20℃～25℃的养生环境中养生。其他均按《现浇泡沫轻质土技术规程》执行。

6 结束语

泡沫轻质土是一种现阶段应用广泛的新型轻质材料。本文主要介绍了一般路基填筑材料石灰土和泡沫轻质土各方面性能的比较，各方面优势明显，仅造价稍高于灰土。

同时文章介绍了泡沫轻质土在海门江海路快速化改造中的应用。项目中泡沫轻质土利用其整体性较好、自立性好、容重小、施工速度快、成形快等优点替代复合地基处理。这大大降低了造价，解决了软土处理难题。

参考文献：

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