新老路基拼接處輕質土的工程應用

降建新

(神華集團哈爾烏素露天煤礦)

1 氣泡混合輕質土概述

所謂氣泡混合輕質土，就是將固化材料參入到砂、黏土以及黏性土中而形成的一種氣泡混合土質材料?？梢酝ㄟ^調整起泡劑和固化材料的比重來保證氣泡混合輕質土滿足工程使用要求。一般而言，氣泡混合輕質土的密度調整范圍是5～15kN/m3，抗壓強度的調整范圍則是0.1～1.5MPa。

氣泡混合輕質土主要具有以下幾個特點:(1)流動性強，可以直接采用泥漿泵等施工設備進行現(xiàn)場施工，且運送距離較大;(2)便于施工，輕質土可以在非常狹小的空間內在不需要碾壓和振搗的情況進行施工;(3)硬化能力強，氣泡混合輕質土只要滿足設計齡期，填土自立后作用于墻體的土壓力非常小，因此，它非常適合在小區(qū)間的場地內施工;(4)耐久性能好，由于氣泡混合輕質土本身就是屬于水泥材料，它與其他高分子材料相比，在耐久、耐熱、耐油等方面具有先天優(yōu)勢;(5)強度較低，相比于混凝土，氣泡混合輕質土的強度是比較低的，所以施工完畢后很容易進行再開挖作業(yè)。

2 氣泡混合輕質土路基加寬設計

某高速公路工程，由于交通量的增大需要進行路基加寬處理。經(jīng)專業(yè)研究決定，采用氣泡混合輕質土來進行處理。工程要求加寬4.6m，考慮到輕質土換填舊路堤后存在的應力置換效應，以及1.4m高的回填土荷載作用，加寬后的路基所承受的荷載將增加34.5kPa。

2.1 地基處理

該工程先前采用的是粉噴樁地基處理，最外的粉噴樁距離坡腳為3.5m，而新加寬的路堤是大于這個距離的，為確保沉降以及工程的穩(wěn)定，對于新加路堤處還需要軟基處理。軟基處理的范圍在K12+915～K13+095區(qū)段內，采用了粉噴樁、CFG樁、砂墊層三種處理方案。

(1)在K12+915～K13+000標段范圍內，采用CFG樁進行軟基處理，樁徑為50cm，深度控制在9.9～11.6m范圍。樁頂面需要鋪設一層0.5m厚的碎石墊層，在墊層內再鋪設兩層的土工格柵。

(2)在標段K13+000～K13+050內，需要采用粉噴樁進行軟基處理，樁徑為60cm，深度在10.4～12.6m之間，樁距為1.5m;樁頂面需要鋪設0.5m厚的墊層，墊層內設置兩層的土工格柵。

(3)在K13+050～K13+095段內，地基表面需要鋪設一層0.5m厚的墊層，在墊層里面還需要鋪設兩層的土工格柵。

2.2 路基加寬段設計

(1)在標段K12+920～K13+095范圍內進行輕質土路堤處理，填筑的寬度為4.85m。

(2)路堤的高度控制。為了確保路面排水順暢，需要在的頂面預先留置一定的空間。氣泡混合輕質土需要填筑的高度控制在2.65m。此外，施工前需要測量人員對路堤的實際高度進行測量，以便確定路堤采用何種填筑方式。

(3)預壓高度的控制。相比于輕質土所產(chǎn)生的荷載，道路運行期的路面荷載以及車輛荷載要大得多，因此在設計的時候需要事先對土體進行預壓，預壓高度為1.4m，此外還需要利用編制沙袋的辦法來進行碼砌處理。

(4)輕質土參數(shù)的確定。容重必須小于7.4kN/m3，即普通土容重的1/3，其抗壓強度大于480kPa。

(5)輕質土與原路堤的結合處需要采用鋪設土工布進行處理，而輕質土的頂面和地面都需要鋪設鋼筋網(wǎng)，以加強連接。

(6)施工中需要挖除原路堤邊坡處的部分土體，然后再用輕質土進行回填加寬，這樣就能達到土體置換的應力效果。在施工過程中需要密切注意防水問題，以確保整個邊坡的穩(wěn)定性。

(7)K13+000～K13+050段需要采用土釘對路堤結合處進行處理，這個主要用于進行結合處不同形式下處理效果對比分析。

(8)需要在輕質土路堤上設置2cm的沉降縫，其間距為9m，縫隙需要采用瀝青材料進行填充。

(9)輕質土頂面進行縱向分段，采用臺階狀進行有效連接。

3 加寬段氣泡混合輕質土路基施工工藝

3.1 軟基處理施工

氣泡混合輕質土和原先地表是兩種不同的材料，為了確保兩者之間較好的連結性能，首先需要平整地基，并進行夯實處理，在斜坡處需要開挖臺階，個別地方還需要設置防滑樁。另外，本工程因為地下水位較高，為了確保施工效果，還對地基表面和下層做了相應的排疏工作。

該工程總工期為49d，其中工程準備期為14d;邊坡的開挖、地基整平、CFG樁的施工共需15d;粉噴攪拌樁工期為8d;清除淤泥、二次開挖、完成檢測樁基共22d。工程量包括了CFG樁123根，總的樁長為1463m，需要完成粉噴攪拌樁98根，總樁長為1346m，此外，還需要完成124m3砂墊層、453m3的敷設碎石墊層施工任務。

3.2 保護壁或者模板

因為氣泡混合輕質土是具有一定流動性的，因此，施工之前必須架設好模板或者保護壁。為了有效防止氣泡混合輕質土出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，施工前一定要注意控制壁板閘、壁板與基礎間的縫隙，確保不出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。此外，還需要對模板和護壁進行有效的加固處理，以確保模板和保護壁的強度、穩(wěn)定達到施工要求。

3.3 氣泡混合輕質土澆筑施工質量控制措施

(1)澆筑方法的確定。

為了保證氣泡混合輕質土中氣泡的均勻性，施工過程中需要控制好振動，不宜出現(xiàn)較大的振動。氣泡混合輕質土的澆筑需要從軟管的前端開始，出料口需要插入到氣泡混合輕質土里面去，這樣就能起到氣泡、防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象。此外，雨天不能進行施工作業(yè)。

(2)分層澆筑厚度的控制。

氣泡混合輕質土澆筑施工后，由于其自身重量的影響，會使土體出現(xiàn)壓縮氣泡，正因為如此，氣泡混合輕質土在施工完成后，或多或少都會出現(xiàn)一定的沉降現(xiàn)象。氣泡混合輕質土是一層一層澆筑的，每澆筑一層氣泡都會不斷出現(xiàn)，因此必須控制好氣泡混合輕質土的澆筑厚度，既不能太厚也不能太薄，太厚會容易產(chǎn)生過多的氣泡，太薄就會致使上下層氣泡混合輕質土接觸面增大，會減少氣泡量。實踐證明，氣泡混合輕質土每次澆筑的厚度控制在0.3～0.7m范圍內時，施工效果最好。需要指出的是，如果遇到工程施工部位比較小的情況，澆筑厚度達到0.9m以上，對于施工質量沒什么影響。本工程根據(jù)合理計算，完成總方量為2454.2m3，共需要16d才能澆筑完成。

(3)養(yǎng)護。

氣泡混合輕質土澆筑完工后，并不是每層都需要進行養(yǎng)護，但是需要注意的一點就是必須在氣泡混合輕質土固化后用濕潤麻袋覆蓋進行養(yǎng)護，這樣做的主要目的就是為了防止?jié)仓旯ず笸馏w出現(xiàn)干燥裂縫。此外，如果遇到下雨天，也需要對固化后的氣泡混合輕質土采取覆蓋處理。

(4)脫模。

正常施工情況下，模板、保護壁是可以不進行拆除的，如果確實要進行拆除，就必須通過系列的檢查，必須要氣泡混合輕質土達到設計強度后才可進行拆除。

4 結語

氣泡混合輕質土在工程領域的應用前景非常廣闊，尤其是在那些土地使用費用較高、征地困難的地方優(yōu)勢更為明顯，其經(jīng)濟效益會得到很好體現(xiàn)。隨著科學技術的不斷發(fā)展，氣泡混合輕質土的理論研究也將不斷得到深化，施工操作會更加簡易，從而不斷提高其使用性價比，對于我國基礎設施建設具有積極的現(xiàn)實意義。

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