泡沫混凝土結合小方樁軟基拼寬路基施工工藝

石敏+于化龍+姜曉飛

摘 要 質輕泡沫混凝土和水泥混凝土小方樁處理的軟基總沉降量小于其他復合地基處理的軟基沉降量，對于中等深度下臥軟基拼寬路基具有較大的優越性。寧波沿海中線北侖春曉段（連接線—太河路）拓寬工程采用泡沫混凝土結合小方樁軟基處理拼寬路基，施工方便快捷，質量可靠，成效顯著。

關鍵詞 泡沫混凝土；水泥混凝土小方樁；軟基地基；路基拼寬；施工工藝

中圖分類號 U41 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0228-02

近年來，隨著國民經濟的快速發展，我國公路事業發展十分迅猛。部分公路受建設時社會經濟水平、技術水平和交通流量關系，已不能適應交通量增長要求。利用現有公路進行拓寬升級改建，可減少占地、節約資金，達到投資省、見效快的目的。公路拓寬改建過程中，對于軟土地基路段，拓寬部分新路基軟基處理和新老路基結合處的設計和施工是一個關鍵的技術問題，如處理不當，由于新老路基軟基沉降的不均勻性，新拓寬路基工后沉降較大，而老路基已經完成了相當的工后沉降量，這樣不可避免地在結合部位產生一個沉降差值突變點，成為道路產生裂縫的主要原因。

根據拓寬路段軟基埋置深度、軟基性質、道路等級和技術經濟指標，拓寬路段軟基處理有多種方法。經分析比較后，輕質泡沫混凝土作為路基填筑材料結合水泥混凝土小方樁進行軟基處理，可有效降低不均勻沉降，起到良好的軟基處理效果。本公司施工的寧波沿海中線北侖春曉段（連接線—太河路）拓寬工程采用泡沫混凝土結合小方樁軟基處理拼寬路基，施工方便快捷，質量可靠，成效顯著。

1 沉降計算

利用質輕泡沫混凝土填筑材料和剛度大、高強度、整體性強的水泥混凝土小方樁特點，綜合處理公路拓寬部分軟基層，減少施工期和工后軟基沉降，提高路基穩定性，節約工程材料和費用。

水泥混凝土小方樁的變形由樁頂沉降s控制，樁頂總沉降s由樁身壓縮量1s、樁端平面以下沉降量2s和樁端刺入量s？三部分組成，按式（1）或式（2）計算確定。

2 施工操作工藝要點

2.1 清除表面土

1）采用挖掘機按照設計斷面尺寸挖除老路路肩及路側表土，將軟基處理斷面整平。

2）如路側設置排水溝，需徹底拆除排水溝砌體。

2.2 樁位放樣

按照施工圖紙要求采用平面矩形形式，樁距1.5m布置好樁位，用竹簽或木棒進行標記，打樁前進行復核。

2.3 打設小方樁

1）根據地質情況及施工空間選用打樁設備，地基承載力較差時可選用挖掘機進行壓樁施工。

2）水泥混凝土小方樁長度和尺寸，在預制廠進行鋼筋制作、綁扎，預制水泥混凝土小方樁。

3）小方樁檢驗合格后運輸至施工場地，有序堆放備用。

4）打樁機到位施打小方樁。（1）采用挖掘機靜壓小方樁的方法施工。起吊預制樁時先將吊裝用索具捆綁在樁上端吊點處，然后將索具固定在挖機吊點位置，確保牢靠后起吊。

（2）人工輔助將樁尖對準樁位中心后緩緩放下插入土中，先輕壓調整樁身垂直度，入土一定深度后再穩定快速壓入（圖1）。

（3）小方樁打設以標高控制打入深度，保證樁頭預留20m～30cm深入泡沫混凝土內，達到設計要求后移機至下一樁位。

2.4 回填料預壓

1）小方樁打設完成經檢驗合格后，進行宕渣回填，宕渣回填參照路基施工工藝，需分層回填壓實，填筑至原路面標高后開始計算預壓期。

2）設立沉降監測點，用全站儀定時定人檢測沉降和預壓效果。

2.5 開挖回填料

1）按照設計開挖斷面采用挖掘機開挖，泡沫混凝土多層填筑時按設計要求每層預留80cm臺階，開挖時先挖第一層，將底面夯實后再開挖第二層，防止臺階塌陷。

2）做好基底防、排水措施，如基底內有滲水現象，在坑槽最低處開挖寬度不超過1m的泄水口，并開挖集水溝或集水槽進行強排，防止坑槽內積水。

3）基坑開挖至設計標高前預留5cm～10cm，先采用挖掘機強夯，再使用平板振搗器精平壓實至設計標高。

2.6 安裝模板

1）基坑開挖驗收合格后，按照設計尺寸放出泡沫混凝土邊線，并撒灰線標記。

2）模板采用優質竹膠板，安裝在泡沫混凝土外側，采用木樁加外側斜撐固定加固，底部買入基底3cm～5cm，并采用黃沙對模板底部封堵，防止澆筑時底部漏漿。

3）模板安裝完成后按設計要求在模板上彈出澆筑標高控制線。

2.7 澆筑泡沫混凝土和鋪設鋼筋網

泡沫混凝土單層澆筑厚度控制在0.3m～0.8m范圍內，在底面以上30cm及頂面以下30cm處各設置一層鋼筋網，縱向每10m～15m設置橫向施工縫。

1）澆筑泡沫混凝土。（1）根據配合比設計確定的水泥、水、泡沫劑等原材料數量采用專用自動化機械制備泡沫混凝土漿，通過泵送系統經泵送管如模填筑；（2）填筑施工過程中及時移動出漿口，泵送管出口應始終與填筑面保持水平，并避免過度振動，防止消泡和材料離析現象發生；（3）澆筑完成后及時利用人工掃平進行表面處置，采用向后直拉方式拖移澆筑管，以確保泡沫混凝土表面平整并減少擾動；（4）縱向施工縫設置可采用跳倉施工，二次澆筑前填塞泡沫板，也可直接在施工縫位置設置模板座位伸縮縫填縫材料。

2）鋪設鋼筋網。（1）鋼絲網采用優質的低碳鐵絲，通過自動化精密準確的機械設備點焊加工成形后，采用浸鋅工藝的表面處理，要求網面平滑整齊，結構堅固均勻，整體性能好，即使局部截或承受壓力也不會發生松散現象；（2）鋼絲網規格宜采用Φ4.0mm@50mm×50mm，網孔規格為四邊形，孔徑不宜大于50mm；鋼絲網搭接長度不小于20cm，并采用鍍鋅鋼絲連接；（3）鋼絲網張拉均勻，鋼絲網一端用U形鋼釘固定在老路基臺階，U形鋼釘用φ8鋼筋制作，長55cm，增強新老路基整體性強；（4）單倉第一模澆筑30cm，終凝并具有一定強度后（以人在上面行走無明顯腳印為準），鋪設鋼筋網，網片需滿鋪，鋪設完成之后進行第二模澆筑。

2.8 養護及拆除模板

1）澆筑完成待泡沫混凝土終凝后在其頂層鋪設一層塑料薄膜或土工布進行養生，防止因水分蒸發造成沉陷，養生期應保持表面潤濕。

2）單倉澆筑完成養生3天后或根據經驗判斷拆模時間，以不造成泡沫混凝土破壞為準。

3）養護時間為7天，養生期間嚴禁一切機械設備在泡沫混凝土頂面行駛，回填或路面施工必須在7天后進行。

2.9 填筑路基

泡沫混凝土養護結束后，采用挖掘機回填宕渣材料，分層回填壓實，狹窄部位采用平板震動器夯實，回填過程注意對泡沫混凝土的保護，防止造成破壞。

2.10 交工驗收

回填宕渣經質量檢測符合要求后，整理施工資料報監理工程師和業主交工驗收。

3 質量控制

3.1 主要技術標準和技術規范

1）交通運輸部標準《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007）。

2）交通運輸部標準《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）。

3）住建部標準《預制鋼筋混凝土方樁》（GJBT-708-2004）。

4）浙江省地方標準《公路工程泡沫混凝土應用技術規范》（DB33/T 996—2015）。

3.2 小方樁質量控制措施

1）小方樁采購前需對施工廠家進行嚴格審查，原材料試驗檢測及配合比驗證必須合格，成品出廠必須具備質量合格證明書，進場前通過嚴格的質量檢查、驗收，不合格小方樁不得進場。

2）小方樁打入前應在樁頭加設鋼制防護套，套內設橡膠墊，防止打入過程對樁頭造成破壞。

3）小方樁打設過程中嚴格控制尖樁垂直度滿足規范要求，并由專人負責對垂直度進行監控。

4）單樁打入應連續一次性完成，盡量減少中間停頓時間。

5）打樁過程中如出現樁身突降、打不下去時，立即停止打設，及時查明原因，采取相應基礎措施后方可繼續施工，必要時提請設計變更。對無法打入部分影響后續填筑施工的進行截樁，截樁應采用切斷法，不能采用折斷法。

6）打樁過程中嚴禁大型車輛進入施工區域老路硬路肩范圍，并注意隨時觀測老路及施工基坑邊坡穩定情況，如有異常變化，停止打設并研究處理措施。

7）嚴格控制開挖斷面底標高，坑槽開挖好后應將基地夯壓密實，壓實標準符合設計要求。

8）開挖過程中注意對混凝土小方樁的保護。

3.3 泡沫混凝土質量控制措施

1）泡沫混凝土澆筑過程中加強質量控制，通過現場試驗檢測混凝土拌合物質量情況，主要是濕容重、流動度指標的檢測，一般不超過30min檢測一次，發現異常及時做出調整。

2）泡沫混凝土澆筑硬化成型后，在強度未達到設計強度前，不能直接進入使用狀態。水泥穩定基層施工必須在頂層泡沫混凝土養護7天以后且強度達到0.7MPa后方可進行。

3）泡沫混凝土正式澆筑前應檢測氣泡群密度、混合料容重、流動度等指標，符合要求后方可進行施工。

4）泡沫混凝土澆筑施工應密切關注天氣情況，如澆筑過程中遇下雨應停止施工，并對未終凝的輕質土采取遮雨措施。

5）夏季不得在中午高溫時段進行泡沫混凝土施工。

6）采用麻繩牽引出漿口實現澆筑過程中的移位，保障在填筑施工過程中經常性移動出漿口，避免局部位置過度振動，使泵送管出口始終與填筑面保持水平，避免氣泡和材料離析現象發生。

7）輕質土內埋設管線施工時，應在開挖溝槽時對鋼絲網進行切割，防止大范圍破壞鋼絲網。

8）宕渣二次回填施工過程中應注意避免對泡沫輕質土造成破壞。

3.4 沉降監測控制指標

1）等載預壓按連續兩個月的月沉降速率橋頭不大于3mm、一般路段不大于5mm進行控制。

2）施工至基層頂面后，連續兩個月的沉降速率不大于3mm/月，方可鋪筑瀝青混凝土下面層。

4 結論

1）質輕泡沫混凝土和水泥混凝土小方樁處理的軟基總沉降量總體量小于其他中等深度下臥軟基復合地基處理的軟基沉降量，工后沉降可控，路基穩定，節約了工程填筑和維修材料。

2）本方法有效解決了道路拓寬施工軟基段新老路基不均勻沉降引起的路面病害，節約了后續養護費用；道路拓寬減少征地寬度，節約建設成本；減少宕渣使用量，采用無污染材料，降低環境污染，具有良好的經濟效益和社會效益，具有推廣價值。

3）2014年2月開始施工，2016年3月建成通車，拓寬工程完成使用以來，路基穩定，路面使用良好（圖2）。

參考文獻

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