輕質泡沫混凝土在傍河路堤拓寬工程中的應用★

管連眾 朱益軍 許家培

(1.溫州繞城高速公路西南線有限公司，浙江 溫州 325000；

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輕質泡沫混凝土在傍河路堤拓寬工程中的應用★

管連眾1，2朱益軍1許家培3

(1.溫州繞城高速公路西南線有限公司，浙江 溫州 325000；

2.浙江省交通規劃設計研究院，浙江 杭州 310009； 3.浙江理工大學建工學院，浙江 杭州 310018)

分析了傍河路堤拓寬技術存在的難點，結合浙江某縣道非機動車道拓寬工程，從經濟性與合理性兩個角度，采取了輕質泡沫混凝土代替局部回填土的方案，并簡單介紹了該方案的施工技術，工程實踐表明，輕質泡沫混凝土方案不僅能滿足路堤拓寬的要求，還能滿足生態建設的理念。

傍河路堤，路堤拓寬，軟土地基，泡沫混凝土

隨著社會發展，為了滿足日益增長交通量需求，在保留既有道路通車的基礎上路堤拓寬工程越來越多。在路堤拓寬與護岸工程中，廣三高速公路擴建工程采用了樁承式加筋路堤拓寬方案[1]；K36+680～K36+720高速公路采用擋墻路堤拓寬方案[2]；滬杭甬三期拓寬工程中采用了吉奧綠化生態擋墻技術[3]；蘇南運河鎮江陵口段采用了生態袋擋墻護坡方案[4]。針對沿河地區深厚軟土地基，路堤穩定性較低，拓寬難度大的特點，采用一種既經濟又安全的方式進行路堤拓寬具有重要的意義。本文針對浙江某縣道拓寬非機動車道工程項目案例提出了一種泡沫混凝土傍河路堤拓寬方案并得到了應用，應用案例表明具有良好的穩定性和廣泛的適用性。

1 拓寬方案比較分析

浙江某縣道非機動車道拓寬項目處于沿河地段，地基軟弱，為改善交通路況，完成沿河路堤4 m的非機動車道的拓建的同時又不影響原道路的通行，需要盡量縮短施工工期，減小新老路堤的沉降差，施工難度大且風險高。結合現有工程實例及現場工程條件，項目擬定了3個比選方案：1)樁基棧橋方案；2)生態袋護坡方案；3)泡沫混凝土拓寬方案，為方便工程應用進行了比選。

1.1 樁基棧橋方案

樁基棧橋方案擬在沿河邊坡上分布鋼樁，在樁頂鋪設棧道橋作為非機動車道，棧道左側嵌入邊坡中，結構輕巧，不用過度開挖原始邊坡，可以保持老堤的穩定性(見圖1)。然而，這種方案對基礎穩定性要求較高，在含水率較高的沿河軟土地質上挖孔打樁不能保證既有路堤穩定性，鉆機施工平臺狹小，同時樁身易受路堤側向擠壓變形，工后尚有一定的工程風險。

1.2 生態袋護坡方案

生態袋護坡方案采用生態袋擋墻代替傳統混凝土擋墻，生態袋分層梯形鋪設，每層之間設置土工格柵并將生態袋反包增大土體的內摩擦角，同時在坡腳位置設置一道混凝土基礎以增加路堤的穩定性(見圖2)。

采用生態袋加筋擋墻可以實現護坡與周圍水體生態系統的交互，保證河道生態平衡[5]；就長期而言，護坡上種植的植被根系可以有效加強路堤的穩定性。這種方案保護了河道的生態系統，但生態袋及填充物造價較高，同時鋪設加筋墊層需要大幅度開挖原有路堤邊坡，會大大降低原始邊坡的穩定性，也容易引起新老路堤的不均勻沉降。因此，該方案對于新建路堤工程合適，對于路堤拓寬工程有一定風險。

1.3 泡沫混凝土拓寬方案

方案采用輕質泡沫混凝土對回填土進行局部替換，下部采用泡沫混凝土填筑，上部設置矮路肩墻，為了防止泡沫混凝土開裂、吸水，表面及側面澆筑一層10 cm厚度C15混凝土作為保護層，坡腳底部每25 cm增設木樁護岸以增加路堤的穩定性(見圖3)。

泡沫混凝土方案對原始邊坡開挖程度較低，施工簡單、安全，工程量少，能夠大幅度縮短工期。此外，作為一種輕質回填材料泡沫混凝土可以降低垂直荷載，減少了對岸墻的側向荷載，從而可以降低新路堤沉降，減小新舊路堤沉降差。

1.4 方案可行性分析及結果

為評定方案的可行性，采用有限元法對邊坡進行數值分析，對比邊坡的安全性系數來評定。路堤土層的基本參數由地質勘查報告結合強度折減法[6]計算得到(見表1)。經計算分析得到邊坡初始安全性系數K=1.165。

表1 土層力學參數表

利用Abaqus建立路堤邊坡模型，分析得到路堤邊坡開挖過程以及泡沫混凝土澆筑完成后的塑性應變量(見圖4)。通過數值分析得到路堤開挖過程路堤整體穩定性安全系數K=1.203；完成泡沫混凝土澆筑后土坡的整體穩定性安全系數K=1.171。數值模擬的結果表明，采用泡沫混凝土方案拓寬路堤后，邊坡整體穩定性稍有提高，說明該方案可行。

綜合對比三個方案，考慮施工的簡便性，工程的安全性及經濟性，最終選用泡沫混凝土拓寬方案進行施工。

2 泡沫混凝土的工程施工過程

2.1 路堤開挖

路堤開挖前進行高程測量與放線，確定開挖線與坡腳線，同時定好沿線的排水方案。路堤開挖過程采用“橫向分層、縱向分段，兩端同步、階梯掘進”[7]的方式施工并挖成2%的傾斜坡度，做好運渣、排水、挖掘互不干擾；開挖過程注意邊坡的防護。

2.2 泡沫混凝土填筑

按照現有的制作工藝[8]制備泡沫混凝土。澆筑前清理土表，清理厚度新堤底部控制在20 cm～30 cm，老堤法向厚度控制在30 cm以上，確保路塹底部平整壓實無雜物再填入碎石墊層整平；安裝好具有足夠強度和剛度的擋板，擋板基礎上焊接角鋼，擋板與角鋼之間用拉筋連接[2，9]。澆筑時澆筑管出料口與澆筑面保持水平；澆筑完之后及時覆蓋塑料薄膜，養護3 d以確保混凝土的強度。在混凝土終凝至70%后進行分格縫的切割，每4 m設置一條分格縫，每條分格縫的切割寬深值為1.5 cm×3.0 cm，切割完成后，填充彈性密封材料進行密封處理。泡沫混凝土澆筑完成之后，為防止其吸水、開裂，對裸露的泡沫混凝土表面覆蓋一層10 cm厚C15素混凝土作為保護層。

2.3 后期觀測處理

澆筑完成后，在泡沫混凝土坡腳位置等距布置測斜孔，定時測量邊坡的側向位移，實時監測邊坡的穩定性。

3 工程應用

路堤拓寬施工過程中未發生滑坡和坍塌等災害現象，老路路面沒有發生傾斜和開裂，項目進展順利，施工進度快，項目完工后兩年內，在自然環境影響下，路堤沒有明顯的沉降(見圖5)，且生態恢復良好，這說明不改變原有道路的條件下泡沫混凝土方案不僅能滿足路堤拓寬，還能滿足生態建設的理念，這對于傍河路堤工程的拓寬是適用的，是一個非常合適的選擇。

4 結語

本文闡述了基于工程實際情況，針對傍河路堤拓寬問題對比了三種拓寬方案的優缺點，利用數值分析驗證了泡沫混凝土在路堤拓寬工程中的可行性，并將此技術應用到實際工程中；工程應用表明泡沫混凝土輕質路堤法在處理沿河路堤拓寬工程中具有很好的適用性，不僅能保證有效地解決新老路基的不均勻沉降難題，降低了填土荷載，而且提高了路堤的穩定性。

[1] 王 強，汪益敏，張尤其，等.廣三高速公路擴建工程中樁承式加筋路堤的現場試驗[J].中國安全生產科學技術，2011，7(12)：11-16.

[2] 秦 亮，吳瑞剛，來慶專.高填方拓寬路堤與擋墻的現場試驗研究[J].路基工程，2014(4)：137-139.

[3] 賈 寧，陳仁朋，陳云敏，等.杭甬高速公路拓寬工程理論分析及監測[J].巖土工程學報，2004，26(6)：755-760.

[4] 彭 超，徐洲平.生態袋擋墻護坡技術在運河航道整治工程中的應用[J].水利規劃設計，2010(5):100-102.

[5] 劉榮桂，萬 煒，吳智仁，等.淹水區邊坡的生態型護坡技法及其耐久性研究[J].混凝土，2005(8):23-28.

[6] 楊光華，鐘志輝，張玉成，等.用局部強度折減法進行邊坡穩定性分析[J].巖土力學，2010，32(2)：53-58.

[7] 賀先訪.公路路基開挖技術探索[J].道路工程，2012，6(11)：39-41.

[8] 潘志華，程 麟，李東旭，等.新型高性能泡沫混凝土制備技術研究[J].建筑石膏與膠凝材料，2002(5)：1-4.

[9] 項小偉.軟土區域沿河路堤拓寬技術方案研究[J].交通建設與管理，2013(7)：74-76.

Application of lightweight foam concrete in the widening embankment engineering nearby the river★

Guan Lianzhong1,2Zhu Yijun1Xu Jiapei3

(1.SouthandWestPartsofWenzhouLoopExpresswayCo.,Ltd,Wenzhou325000,China;2.ZhejiangProvincialInstituteofCommunicationsPlanning,Design&Research,Hangzhou310009,China;3.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,ZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou310018,China)

Analyzed the technical difficulties in existing embankment widening engineering nearby the river, combined with the widening embankment engineering of a avenue in Zhejiang province, starting from two aspects of economy and rationality. Scheme of using lightweight foam concrete to replace the back-fill are applied in the embankment engineering. Construction process is simply introduced. Engineering application show that this scheme satisfies not only the requirement of embankment widening engineering but also the concept of ecological construction.

embankment nearby river, widening embankment, soft soil foundation, foamed concrete

1009-6825(2016)16-0132-02

2016-03-22

管連眾(1960- )，男，高級工程師

U416.12

A

★:浙江省科技廳公益技術研究項目(項目編號：2014C31G2060052)；浙江省交通運輸廳科研計劃項目(項目編號：2011H05)