加筋泡沫輕質土澆筑新型直立式路堤的施工

中國建筑土木建設有限公司路橋分公司 上海 200122

1 加筋泡沫輕質土的特點

利用水泥、粉煤灰和水及發泡劑進行混合發泡，形成一種有一定空隙率的輕質混凝土，用以替代填料土。泡沫輕質土可采用錯縫跳倉現澆技術，以有效減少施工通縫。同時，在泡沫輕質土中加入鋼塑土工格柵、金屬網等，可有效地防止因泡沫輕質土水灰比過大而形成的收縮裂縫。現澆泡沫輕質土的施工速度快、一次性澆筑面積大，與其相配備，我們還開發了一種能快速裝拆的工具式模板，以保證施工進度，節約大量人力，不僅實用而且還具有一定的經濟性[1,2]。

2 配合比設計

通過優化泡沫輕質土配合比，使其強度均滿足規范及設計要求，最終形成配合比如表1、表2所示。

泡沫輕質土發泡裝置應采用壓縮空氣與發泡劑水溶液混合的方式生成泡沫，嚴禁攪拌發泡生成泡沫；泡沫輕質土制作設備應具有原材料自動化計量功能，在拌和制作泡沫輕質土時，應能調節水泥漿或泡沫流量。

表1 設計配合比抗壓強度≥0.6 MPa

表2 設計配合比抗壓強度≥0.8 MPa

3 施工操作要點

3.1 基底處理

根據設計要求對基底進行處理，即對軟土地基進行堆載預壓穩定，同時應做好防、排水工程等施工準備工作。

3.2 碎石墊層

按設計要求鋪設碎石墊層，碎石采用連續級配。碎石墊層嚴格按照設計及規范要求進行施工，鋪設完畢后應對碎石墊層鋪設質量進行驗收。

3.3 鋼筋混凝土保護壁施工

1）按設計要求對泡沫輕質土護壁進行基礎換填、壓實，然后澆筑護壁基礎；在基礎達到一定強度后，再綁扎鋼筋、支立模板進行墻身澆筑。

2）保護壁可視高度一次澆筑，也可以分層澆筑。當分層時，第2層混凝土可以待泡沫輕質土施工完畢后，直接利用泡沫輕質土側面臨空面作為保護壁施工內模板[3]。

3）模板支立后，應對模板安裝質量進行檢查，各項指標應符合規范要求。

4）按設計要求，保護壁縱向每20 m設置1 道變形縫，縫寬2 cm，采用在封頭模板上粘貼2 cm的泡沫板形成。

3.4 鋼塑土工格柵、防滲土工膜、金屬網鋪設

為了控制路堤的不均勻沉降，設計在碎石墊層頂、泡沫輕質土底鋪設了1 層鋼塑土工格柵；在鋼塑土工格柵上鋪設1 層HDPE防滲土工膜來隔離基底和側壁的承壓水，以對泡沫輕質土路堤形成保護作用，當泡沫輕質土澆筑至路床設計標高時，再鋪設1 層HDPE防滲土工膜。泡沫輕質土具有一定的收縮性，為了抑制其收縮裂縫，在分層澆筑面上再鋪設1 層φ3 mm@5 cm 鍍鋅金屬網。

3.4.1 鋼塑土工格柵鋪設

1）鋪設鋼塑土工格柵基面應平整、密實，不得出現扭曲、褶皺、重疊等現象，不得對格柵進行拉伸安裝。在斜坡上攤鋪時，應保持一定松緊度。

2）施工中應采取措施防止土工格柵受損，在出現破損時應及時修補或更換。

3）鋼塑土工格柵沿路堤橫向鋪設，搭接寬度不小于30 cm，綁扎采用8#鐵絲，進行穿插連接。鋼塑土工格柵采用U形釘固定，間距2 m，按照正梅花形布置。

3.4.2 防滲土工膜

1）HDPE土工膜在鋪設中，亦應避免產生人為褶皺。溫度較低時，應盡量拉緊、鋪平。在斜坡上攤鋪時，應保持一定松緊度。鋪設完成后，應減少在膜面上行走，減免土工膜意外損傷，出現破損時應及時修補或更換。

2）土工膜采用雙焊縫熱熔焊接工藝，焊縫寬度為2.5 cm，搭接長度不小于5 cm。焊接前應將焊縫表面的雜物清理干凈，焊縫按照錯位形成丁字形焊接縫。土工膜四周采用壓條密封安裝。

3）泡沫輕質土底部和頂部均應設置土工膜，底部在泡沫輕質土四周沿保護壁向上包裹1 m，頂部四周向下包裹0.5 m。

4）考慮地基變形比較大，底部鋪設土工膜時應按2%～5%比例留出伸縮放量。

3.4.3 金屬網鋪設

金屬網采用φ3 mm@5 cm鍍鋅鋼絲網，在每分層、分區頂部鋪設，金屬網鋪設時，應展開鋪平，避免出現卷起現象，并采用U形釘進行錨固，錨固間距3 m。在分區澆筑時，鋪設的鋼筋網應預留寬度，使其有充足的搭接寬度。在澆筑過程中可以先把金屬網固定在模板內側，待拆除工具式模板時再鋪平，與相鄰處進行搭接[4-6]。金屬網平面位置應重疊搭接，搭接寬度不少于5 cm，搭接處用鐵絲綁扎連接并用U形釘錨固，出現破損時應及時修補或更換（圖1）。

3.5 分區模板安裝

圖1 鋼絲網鋪設施工照片

根據泡沫輕質土的密度小、現澆時側向壓力很小的特點，本項目設計出一種能快速定型定尺、裝拆方便、循環周轉快的工具式模板（圖2）。

圖2 工具式模板示意

模板分區進行安裝時，模板拼縫應平整嚴密，并采取措施填縫，不得漏漿，模內必須干凈，模板必須支撐牢固、穩定。

3.6 分區、跳倉施工

3.6.1 分區、變形縫設置

澆筑層的劃分應以單層澆筑厚0.3～1.0 m為準，金屬網鋪設在澆筑層的分界面處。單個澆筑層應在初凝時間內澆筑完畢且單個澆筑層澆筑量以不超過200 m3為控制標準，最大澆筑面積不應超過400 m2，泡沫輕質土具體分區、分塊、分層施工同樣應當根據施工現場情況而決定，應盡量減少縱向施工縫。變形縫應結合澆筑區施工縫的位置進行分層、錯開設置，路基縱向每20 m宜設置橫向變形縫，采用厚2 cm的泡沫塑料板進行填塞。另外，路基橫向方向不設變形縫。

3.6.2 跳倉施工

為減少路面產生工后通縫，采用錯縫跳倉現澆技術，如圖3所示，泡沫輕質土澆筑順序為1→2→3→4。當澆筑第2層時應錯開第1層縱、橫向施工縫，這樣就形成錯縫跳倉現澆施工技術。

3.7 泡沫輕質土坡面整理

金屬網應跨過施工縫或變形縫位置連續鋪設，在平面上形成整體。當分區澆筑至路床頂面時可對路床頂面進行縱橫坡設置，由低處向高處鑿除多余的泡沫輕質土，使之形成滑順、符合設計要求的縱橫坡面，如圖4所示。

圖3 錯縫跳倉現澆施工平面示意

圖4 輕質土臺階削坡處理示意

3.8 泡沫輕質土的澆筑

泡沫輕質土澆筑應直接采用軟管泵送方式，當澆筑量較小時也可采用車輛運送或其他工具運輸的方式進行施工，施工中應注意：

1）當采用軟管泵送分層澆筑泡沫輕質土時，單層厚為0.3～1.0 m，當在地下水位以下施工時，應采取臨時降水措施，以確保在基底無積水的情況下澆筑。

2）澆筑時，泵管出料口應埋入泡沫輕質土內，當無法滿足該要求時，出料口離澆筑點的高度差應當控制在1 m以內。

3）泡沫輕質土澆筑時應沿澆筑區長軸方向自一端向另一端澆筑；如采用2 條以上澆筑管澆筑時，則可并排地從一端開始澆筑，或采用對角澆筑的方式。

4）進行掃平表面時，應使澆筑口保持水平，并與已澆筑輕質土表面盡可能接近，在此期間，應盡量減少人員走動或擾動。

5）在單個澆筑區內，澆筑施工時間應當控制在水泥漿初凝時間內；當澆筑層終凝后方能進行上層的澆筑施工。

6）當遇大雨、暴雨或持續時間較長的小雨天氣，應立即停止澆筑，對未硬化的泡沫輕質土表面應采取遮雨措施。繼續施工時，應對已澆筑泡沫輕質土表面進行檢查，發現有消泡或鼓泡層應予以清除。

7）臨時降水措施應在泡沫輕質土養護齡期不少于3 d且施工滿足抗浮要求的條件下方能撤除。

3.9 沉陷及裂縫處理

現澆泡沫輕質土澆筑施工過程中，當出現較為嚴重的沉陷及裂縫時，應進行必要的處理：

1）對于坑洼式沉陷，應對沉陷區域進行清除處理，當處理深度為一個澆筑層厚度，清除后的部位應及時補充澆筑。

2）對于整個澆筑層的整體式沉陷，當沉陷不超過澆筑層厚度的5%時，可不做處理；當沉陷超過澆筑層厚度的5%，則應將該澆筑層鏟除并重新澆筑。

3）對于寬度不大于3 mm的裂縫，可不做處理；對裂縫較大者，則應在整條裂縫邊界外1 m的范圍內鋪設1 層鍍鋅鐵絲網。

3.10 養護

泡沫輕質土澆筑后，應及時鋪設防滲土工膜，如不能及時鋪設防滲土工膜的，則應采用塑料薄膜或針刺土工布進行表面覆蓋，以對泡沫輕質土路基進行保濕養護。

3.11 與其他工序的銜接

1）輕質土路基頂部路面結構層應在輕質土路基同條件養護強度達到0.6 MPa以上時方能展開施工。

2）在各區泡沫輕質土頂面削坡處理后，應加鋪設1 層水泥穩定碎石調平層，使其泡沫輕質土路床橫坡符合設計規范要求。

3）路面結構層施工時，嚴禁自卸車、壓路機、推土機等大型機械直接在輕質土路基的頂面行走，而應采取邊卸料、邊推平、邊碾壓的前進方式進行攤鋪和碾壓，即卸料車、壓路機應在推平機械的后端卸料和行走。

4 結語

采用加筋泡沫輕質土錯縫跳倉澆筑施工技術，其泡沫輕質土外觀平整、無坑洼、無貫通縱橫裂縫、無差異沉降。通過檢測，抗壓強度符合設計規范要求，足以證明本技術成熟、安全可靠，為我國高速公路、市政道路的綠色施工提供了新的材料和方法，具有良好的推廣價值和前景[7-8]。