泡沫輕質土在路基填筑中的應用

駱建生

摘 要：泡沫輕質土是一種現階段應用廣泛的新型輕質材料。文章介紹泡沫輕質土在道路擴建、軟土路基、橋臺臺后路基填筑等方面的應用，通過與傳統處理方案的對比，道出技術、經濟上的優勢，且施工質量較易控制，同時結合工程實例闡述泡沫輕質土在道路快速化改造工程中的應用。

關鍵詞：輕質材料；輕質性；自立性；工期短

中圖分類號：U416.1 文獻標志碼：A 文章編號：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

泡沫輕質土屬于一種輕型的建筑使用材料，是通過物理方法制備泡沫，然后將水泥漿與泡沫均勻混合，再經過泵送系統進行泡沫輕質土的現澆施工，經自然養護成形的一種有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。它屬于氣泡狀絕熱材料，突出特點是在混凝土內部形成大量的封閉泡沫孔，使混凝土輕質化和保溫隔熱化。

為了讓泡沫輕質土的功能進行擴展，我們可以在水泥基漿中加入適量的外加劑以及集料。加入后讓水泥的質地變得更加均勻，泡沫輕質土在使用的優勢上包括良好的輕質性、強度特性、密度和強度可調性、流動性、凝結性、干燥固化以后擁有較強的自立性以及滲透性等。

1 現澆泡沫輕質土在道路拓寬中的應用優勢

（1）泡沫輕質土具體高流動性、滲透性，則可以采用管道泵送系統進行機械施工。可進行連續施工，成形快，強度高。

（2）在一些老城區的城市道路橋頭填方的拓寬改造中，兩側臨近建筑，紅線較窄，需要在有限空間進行施工。此時可以利用泡沫混凝土的自立性，可垂直施工，對擋土結構的作用力較小，同時施工作業面小，節約紅線空間。

（3）同時在拓寬過程中，對拓寬部分的沉降控制比較嚴格。此時可以利用泡沫混凝土的輕質性，可垂直施工，對擋土結構的作用力較小，同時可消除新老路之間的差異沉降。

（4）施工便捷，施工工期短。

2 現澆泡沫輕質土在軟土路基填筑方面的應用

一般軟土路段，采用灰土填筑，經計算若沉降和穩定達不到規范要求。常規可采用堆載預壓、水泥攪拌樁或管樁處理等復合地基處理方式。其中堆載預壓工期長，一般6個月左右，且僅適合壓縮性高的土質。樁處理造價稍高，且樁處理設備對上方凈空要求較高。泡沫輕質土密度為一般土體的0.5倍左右，可大大降低路基對地基的附加應力（每換填1m泡沫輕質土，可提供12～13kPa的補償應力）。采用泡沫輕質土填筑可有效控制軟土地區的工后沉降，可完全替代復合地基處理，大幅降低工程造價。

3 現澆泡沫輕質土在橋臺臺后路基填筑的應用

軟基路段大橋路橋分界處，為減少橋頭跳車，一般加大引橋跨徑，減小路橋分界處路基填筑高度，這種做法無形增加橋梁造價。若橋頭高填路段，利用其輕質性、固化后的自立性，減小橋頭高填路段的工后沉降，利用其壓縮性較低的優勢減少橋頭跳車現象，同時也可以減少引橋跨徑，減少橋梁造價。

4 江蘇中部地區路基常用的填筑材料為石灰土，下面對這兩種材料進行綜合比較

4.1 采用6%石灰土填筑方案

采用6%石灰土每層填筑0.2～0.3m后碾壓、夯實，密實度達設計要求后，再進行下一層填筑，排除其他因素影響，工藝復雜，工期長。

填筑完成后對基礎荷載76kN/m2～80kN/m2（填高4m）。

方案優點：填筑成本較低。

方案缺點：需分層壓實，工期較長。橋頭高填路段為了確保路堤填土的安全施工，防止地基失穩，建議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，如果直接碾壓難以成形，壓實度達不到設計要求。只能等到雨停止后，對灰土進行晾曬，以達到最佳含水率，這導致工期較長。路面結構層施工完成，投入使用后仍有不均勻沉降發生，易產生橋頭跳車。

4.2 采用泡沫輕質土填筑方案

采用現場機械化泵送、澆注的方式，輔助模板進行泡沫輕質土填筑，每層澆注高度0.8m，間隔14小時，待泡沫輕質土具有初始強度后進行一下層澆注，工期短。填高4m時填筑施工時對基礎最大荷載32kN/m2～36kN/m2，填筑完成后30天內，對基礎的荷載減小至24kN/m2～28kN/m2。

方案優點：采用泡沫輕質土專用設備制作、泵送，作業面小，不占用其他施工設備，不影響其他區段施工，受天氣影響小，填筑自密實，施工速度極快，保證工期；填筑體對基礎施加荷載小，工后填筑沉降較小，有效減少后期維修費用。

方案缺點：前期填筑成本相對較高。

一般灰土填方路基因地基的承載力不夠，填料荷載過大、雨水滲入等原因，容易產生不均勻沉降。道路很大部分維修費用是花費在不均勻沉降段的修補上。傳統的處理方法是提高地基的承載力，不但很難從根本上解決問題，還存在工期過長、造價過高等問題。

填筑泡沫輕質土，填筑后形成一個整體、抗沖擊性能好、無側向壓力、密度低對地基荷載小。使用泡沫輕質土填筑后，路基處于超固結狀態，由此減少沉降和不均勻沉降、徹底消除路堤填料本身的工后沉降，具有明顯的技術優勢。雖然泡沫輕質土前期填筑成本較常規回填土高，但可大幅減少工后臺背維修費用，綜合成本低，亦具有性價比較高的經濟優勢。

5 泡沫輕質土在海門市江海路北段快速化改造工程中的應用

江海路北段快速化改造起于G40滬陜高速，止于絲綢路，與G40滬陜高速入口道路、336省道、規劃中海路、規劃紅海路、規劃河海路、北海路及絲綢路交叉，全長3.024km。該段快速化采用的總體方案為：起點處銜接現狀道路，設置地面式快速路往南延伸，下穿S336，至規劃中海路后，采用高架連續跨越規劃紅海路、河海路及現狀北海路，在海易大橋前落地，繼續以地面主輔快速路向南在海門河橋南側190m，下坡采用隧道下穿絲綢路接中段隧道。

江海路采用高架上跨北海路后接地采用地面快速路接海門河橋，而海門河，通航等級為Ⅶ級，最高通航水位2.51m，通航凈空（寬×高）為18×3.5m。從而導致高架接地處MK2+509.285至海門河橋橋頭MK2+594.140填土較高，為7.16m-5.64m，該段長度84.9m。

經計算該段若采用灰土路基填筑，工后沉降為22cm，不滿足規范要求。先考慮以下幾種處理方案：（1）主線高架與海門河橋之間采用連續橋梁；（2）該段采用土工泡沫塑料（EPS塊）；（3）泡沫輕質土；（4）預應力管樁見表2。

經過綜合比較該段采用泡沫輕質土。該段路床范圍內，泡沫輕質土濕容重為6.5kN/m3，28d無側限抗壓強度≥0.8MPa；路床以下濕容重為6.0kN/m3，28d抗壓強度≥0.6MPa；流動度為180mm。泡沫輕質土填筑縱向每10m應設置橫向施工縫，頂層泡沫砼做成小臺階以適應2%路面橫坡值，并通過橋頭搭板或鋼筋混凝土板調平。泡沫輕質土底面設置20cm的級配碎石墊層，其上鋪設一層復合土工布，在級配碎石墊層上每隔50cm設置一層鍍鋅鐵絲網。泡沫輕質土頂層設置防排水土工膜。

泡沫輕質土填筑路段與一般灰土填筑路段采用二級過渡。

施工質量控制及檢測：

（1）施工過程質量控制。a.濕密度：設計值為A（6.5kN/m3），允許誤差為±0.1A，每工作日自檢4次，抽檢2次；b.流動值：設計值為180mm，允許誤差為±10mm，每工作日自檢4次，抽檢2次；c.氣泡密度為：設計值為D，允許誤差為±0.1D，每工作日自檢2次，抽檢1次。

（2）固化后的試驗檢測。泡沫輕質土固化后常規試驗檢測指標為抗壓強度，檢測事項如下：a.應同時作7d和28d齡期的抗壓強度檢測；b.強度檢測試塊的制取頻率為每工作日3組；c.抗壓強度檢測試件應在澆筑點出料口制取，制取時應量測并記錄濕密度，試件為邊長100mm的立方體，3個試件為1組；d.試件制取后，應置于20℃～25℃的養生環境中養生。其他均按《現澆泡沫輕質土技術規程》執行。

6 結束語

泡沫輕質土是一種現階段應用廣泛的新型輕質材料。本文主要介紹了一般路基填筑材料石灰土和泡沫輕質土各方面性能的比較，各方面優勢明顯，僅造價稍高于灰土。

同時文章介紹了泡沫輕質土在海門江海路快速化改造中的應用。項目中泡沫輕質土利用其整體性較好、自立性好、容重小、施工速度快、成形快等優點替代復合地基處理。這大大降低了造價，解決了軟土處理難題。

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