淺談EPS輕質(zhì)填料在橋頭路基施工中的應(yīng)用

摘要：EPS輕質(zhì)材料是一種穩(wěn)定性高、質(zhì)地輕、性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)填料，在軟弱地基中應(yīng)用廣泛。在公路工程施工過程中，橋頭路基不均勻沉降會(huì)對工程質(zhì)量以及工程的安全運(yùn)營造成比較大的影響，利用EPS輕質(zhì)填料可以減小沉降，保證公路質(zhì)量?；诖耍恼聦PS輕質(zhì)填料在橋頭路基施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：EPS輕質(zhì)材料；橋梁填料；橋頭路基施工；橋梁工程；軟弱地基 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U416 文章編號(hào)：1009-2374（2016）13-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.027

在公路工程施工過程中，當(dāng)遇到軟弱地基時(shí)，橋頭路基不均勻沉降會(huì)對工程質(zhì)量造成比較大的影響。對路基進(jìn)行加固已經(jīng)成為公路施工中一項(xiàng)非常重要的施工內(nèi)容。一般情況下，在對公路軟弱地基進(jìn)行加固時(shí)，主要使用復(fù)合地基法、排水固結(jié)法、置換法等施工方法，但是這些施工方法有比較大的局限性。EPS（聚苯乙烯泡沫）材料的出現(xiàn)和應(yīng)用，有效解決了公路施工沉降的問題，減小橋臺(tái)臺(tái)背受到的推力，提高了橋臺(tái)的穩(wěn)定性。并且EPS填料施工快、施工方便，不用進(jìn)行預(yù)壓，是一種非常不錯(cuò)的路基填筑材料。

1 工程概況

某公路工程橋頭段所處地區(qū)地基為軟弱地基，地基中有淤泥質(zhì)土夾層，公路兩側(cè)有未開挖的下穿隧道，基坑的深度為10m，橋頭段路基填筑深度為5m，高度差為15m，公路所在地區(qū)的交通量比較大，施工空間小，根據(jù)工程的實(shí)際情況，研究決定使用EPS輕質(zhì)填筑材料進(jìn)行路基填筑施工。

2 EPS的特征

2.1 密度比較小

成形階段的聚苯乙烯顆粒膨脹倍數(shù)決定著EPS的密度，通常情況下，密度為40kg/m3左右，工程使用的EPS表面密度會(huì)在30kg/m3左右。公路工程中使用的輕質(zhì)填料EPS的密度為20kg/m3，它的密度是普通公路填料的2%左右。EPS的主要指標(biāo)就是密度，密度與力學(xué)性能之間成正比。

2.2 較強(qiáng)的耐久性

EPS在土壤和水中化學(xué)性比較穩(wěn)定，微生物不易對其進(jìn)行分解，EPS也不會(huì)釋放出有用物質(zhì)來供微生物吸收。聚苯乙烯具有一定的親水性，EPS是封閉空腔結(jié)構(gòu)的，因此也不會(huì)快速的吸收水分。紫外線照射在EPS表面一段時(shí)間以后，表面顏色會(huì)發(fā)生變化，由以前的白色變成黃色，還會(huì)出現(xiàn)某種程度的脆性。所以EPS和其他的高分子材料是一樣的，不可以長時(shí)間暴曬在陽光下。EPS具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，與大多數(shù)的化學(xué)物質(zhì)都不發(fā)生反應(yīng)。EPS長時(shí)間暴露在外面會(huì)受到凡士林、柴油和石蠟油的侵蝕，造成EPS表面被破壞，出現(xiàn)收縮的情況。當(dāng)EPS接觸到有機(jī)溶劑以后就會(huì)被破壞，比如接觸到硫酸、硝酸、醋酸、清潔劑、碳?xì)浠衔锖推嚾剂嫌偷榷紩?huì)使EPS受到破壞。

2.3 較好的熱穩(wěn)定性

EPS的正常使用溫度為80℃以內(nèi)，當(dāng)溫度達(dá)到150℃的時(shí)候，聚苯乙烯就會(huì)出現(xiàn)融化的情況。EPS遇到明火也會(huì)燃燒，含有阻燃劑的EPS在燃燒3秒以后就會(huì)自動(dòng)熄滅，EPS的性能不會(huì)受到阻燃劑的影響。

2.4 優(yōu)良的力學(xué)性能

道路使用的EPS壓縮強(qiáng)度可以達(dá)到100kPa以上，變形初期，EPS的彈性狀況較好，在有效的應(yīng)變范圍之內(nèi)，EPS始終保持良好的彈性。EPS的密度增大以后，彈性極限和抗壓強(qiáng)度也會(huì)跟著增加，EPS的抗壓強(qiáng)度不會(huì)受凍融循環(huán)、低溫和吸水的影響。在潮濕的情況下，EPS的抗變形能力會(huì)比干燥的時(shí)候好，EPS的抗壓強(qiáng)度隨著溫度的下降而升高，EPS的彈性模量不會(huì)受凍融循環(huán)、低溫和吸水的影響。

3 輕質(zhì)路堤施工

3.1 施工順序

輕質(zhì)路堤的施工順序?yàn)椋簻y量放樣→鋪設(shè)下承層→鋪設(shè)墊層→處理調(diào)平層→鋪砌EPS塊體→聯(lián)結(jié)和灌封→澆筑壓板。

3.2 準(zhǔn)備原材料

在進(jìn)行施工前的三個(gè)月依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求與廠家簽訂EPS塊體制作合同書，EPS材料受到陽光的照射會(huì)出現(xiàn)老化的情況，一旦材料老化，當(dāng)遇到大風(fēng)天氣時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒塌的情況。EPS塊體體積比較大且自身比較脆，EPS塊體的邊角極易造成損壞。EPS塊體吸收水分以后，盡管強(qiáng)度不會(huì)受到影響，但是會(huì)使EPS塊體重量增加。因此EPS材料在進(jìn)行運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，一定要做好防護(hù)工作，鋪砌的時(shí)候一定保護(hù)好EPS塊體，防止受到損壞。EPS材料在存放的時(shí)候，一定要進(jìn)行防風(fēng)、防雨和防曬處理，必須在最短的時(shí)間內(nèi)完成施工。

3.3 準(zhǔn)備施工

在EPS材料鋪設(shè)前，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求將場地進(jìn)行平整，做好施工放樣工作，檢查基底標(biāo)高，同時(shí)測量平面尺寸，按照設(shè)計(jì)的要求，先進(jìn)行下承層的鋪設(shè)，鋪設(shè)的時(shí)候使用5%的石灰土進(jìn)行施工；接著進(jìn)行排水層的鋪設(shè)，鋪設(shè)的時(shí)使用碎石或者是20cm的砂礫石；鋪設(shè)調(diào)平層時(shí)使用20cm的粗砂。受場地實(shí)際情況影響，EPS在進(jìn)行填筑以前，須開挖一條60cm深的排水溝，開挖位置為距離坡腳1m的地方，這樣就可以有效抑制路基積水問題。

3.4 鋪砌塊體

在進(jìn)行EPS塊體鋪設(shè)的時(shí)候，一定要注意如下三點(diǎn)內(nèi)容：第一，確保路面干燥整齊，任何機(jī)械設(shè)備不可以在EPS塊體上進(jìn)行碾壓；第二，不可以發(fā)生任何的錯(cuò)搭現(xiàn)象；第三，切割的時(shí)候可以按照實(shí)際的尺寸進(jìn)行，切割的高度要在標(biāo)準(zhǔn)塊一半以上。

通常使用普通型EPS塊體來鋪設(shè)橋頭路段的路基，抗壓強(qiáng)度要保持在100kPa以上，EPS路堤結(jié)構(gòu)示意圖詳見圖1所示。依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行橫向縱向施工，在與填土接觸的部位采取梯形結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)辦法，混凝土澆筑的部位要向填土方向延伸2m左右。

采取人工鋪設(shè)的辦法來對EPS輕質(zhì)填料進(jìn)行鋪設(shè)，塊體采取錯(cuò)縫鋪設(shè)的辦法，鋪設(shè)采取自下而上的順序。該工程的路基路面寬度為30m，需要進(jìn)行EPS輕質(zhì)填料施工的長度為100m，施工的高度為3m，EPS路堤的施工速度比較快，鋪砌施工大約在四天之內(nèi)完成。

3.5 塊體間聯(lián)結(jié)

EPS塊體聯(lián)結(jié)的時(shí)候有四點(diǎn)要求：第一，縫隙要保持在2cm以內(nèi)，錯(cuò)臺(tái)要保持在1cm以內(nèi)；第二，將縫隙堵塞完整；第三，使用爪釘聯(lián)結(jié)塊體，具體形式詳見下圖2所示；第四，使用L形聯(lián)結(jié)路基、土基和EPS塊體，深度要大于20cm。

3.6 頂層鋼筋混凝土板的澆筑

最上層EPS塊體鋪設(shè)完成以后，需要澆筑15cm厚的鋼筋混凝土壓板在頂層塊體上。該工程的施工工期比較緊，需要使用早強(qiáng)水泥來縮減工期，為了使EPS塊體構(gòu)成較好的整體，可以澆筑混凝土壓板來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而使路面的性能得到提升。澆筑混凝土壓板的作用為提升路堤的整體性能，防止有害物質(zhì)損壞，要將EPS塊體鋪設(shè)的不平整情況和錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象解決好。

3.7 防排水處理

依據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)顯示，EPS工程出現(xiàn)問題的主要原因都是排水不暢所造成的，所以EPS施工時(shí)一定要處理好防排水問題。

（1）將路基積水排除干凈。填筑以前，距離坡腳4m的地方挖掘排水溝，將淤泥和雜質(zhì)清理干凈；（2）對地下水位進(jìn)行控制。按照設(shè)計(jì)要求在基底層設(shè)置盲溝，有效防止地下水水位上升到EPS鋪筑層位置；（3）開挖基底層時(shí)的排水處理。傾斜地基要挖掘成臺(tái)階型，從而確保EPS塊體的平穩(wěn)。在EPS塊體和臺(tái)階連接位置使用砂礫和碎石砌排水溝；（4）基面施工時(shí)的排水處理。在基面上鋪設(shè)砂礫層，不但可以防止積水，還可以使基面更加平整。

4 EPS施工需要注意的事項(xiàng)

（1）在一定的高程平面上控制最底層的EPS底面高程，鋪設(shè)20cm厚的中粗砂在基底層，可以使用輕型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，接著將底層EPS鋪設(shè)好；（2）底層的EPS鋪設(shè)好以后，將銷釘插入到基底層中，銷釘使用3號(hào)圓鋼進(jìn)行制作，銷釘打入的深度要大于20cm，沿著EPS寬度方向每隔50cm放置一根銷釘；（3）現(xiàn)澆鋼筋混凝土板當(dāng)作頂層EPS，鋼筋網(wǎng)的搭設(shè)長度要大于20cm；（4）鋼筋混凝土板的厚度和配筋要相同，澆筑的時(shí)候使用平板式震動(dòng)器，對于15cm的面層砼采用平板式振搗器振搗，注意不要損壞鋼筋混凝土板；（5）鋪設(shè)EPS板的時(shí)候，及時(shí)修護(hù)砂層不平整的情況，機(jī)械設(shè)備不可以對其進(jìn)行碾壓，EPS之間的間隙一定要小，使用無收縮水泥砂漿將間隙堵實(shí)；（6）EPS上下層交錯(cuò)不要有通縫，可以布置0.5m的錯(cuò)縫。

5 結(jié)語

本工程完工后對路基橋頭段地基沉降、臺(tái)背壓力、橋頭道路表面情況進(jìn)行觀測后證明，路基沉降在完工后就逐步穩(wěn)定，經(jīng)過兩年運(yùn)行沒有出現(xiàn)進(jìn)一步沉降的情況，也沒有出現(xiàn)路面病害，施工效果良好，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]沈壽材.EPS輕質(zhì)填料在軟基橋臺(tái)引道中的應(yīng)用[J].

閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（3）.

[2]何佛生.輕質(zhì)路堤在橋臺(tái)軟基填方工程中的應(yīng)用研究

[J].廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，（2）.

[3]潘銳，李鵬.輕質(zhì)路基填料EPS設(shè)計(jì)與施工概述[J].

山西建筑，2009，（18）.

[4]李亮，鄭忠雙.EPS材料在橋頭軟基處理中的技術(shù)經(jīng)

濟(jì)分析[J].福建建筑，2004，（2）.

作者簡介：趙飛（1983-），男，江蘇揚(yáng)州人，江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司中級(jí)工程師，研究方向：道路與橋梁。

（責(zé)任編輯：蔣建華）