加筋泡沫轻质土浇筑新型直立式路堤的施工

利用水泥、粉煤灰和水及发泡剂进行混合发泡，形成一种有一定空隙率的轻质混凝土，用以替代填料土。泡沫轻质土可采用错缝跳仓现浇技术，以有效减少施工通缝。同时，在泡沫轻质土中加入钢塑土工格栅、金属网等，可有效地防止因泡沫轻质土水灰比过大而形成的收缩裂缝。现浇泡沫轻质土的施工速度快、一次性浇筑面积大，与其相配备，我们还开发了一种能快速装拆的工具式模板，以保证施工进度，节约大量人力，不仅实用而且还具有一定的经济性[1,2]。

2 配合比设计

通过优化泡沫轻质土配合比，使其强度均满足规范及设计要求，最终形成配合比如表1、表2所示。

泡沫轻质土发泡装置应采用压缩空气与发泡剂水溶液混合的方式生成泡沫，严禁搅拌发泡生成泡沫；泡沫轻质土制作设备应具有原材料自动化计量功能，在拌和制作泡沫轻质土时，应能调节水泥浆或泡沫流量。

3 施工操作要点

3.1 基底处理

根据设计要求对基底进行处理，即对软土地基进行堆载预压稳定，同时应做好防、排水工程等施工准备工作。

3.2 碎石垫层

按设计要求铺设碎石垫层，碎石采用连续级配。碎石垫层严格按照设计及规范要求进行施工，铺设完毕后应对碎石垫层铺设质量进行验收。

3.3 钢筋混凝土保护壁施工

1）按设计要求对泡沫轻质土护壁进行基础换填、压实，然后浇筑护壁基础；在基础达到一定强度后，再绑扎钢筋、支立模板进行墙身浇筑。

2）保护壁可视高度一次浇筑，也可以分层浇筑。当分层时，第2层混凝土可以待泡沫轻质土施工完毕后，直接利用泡沫轻质土侧面临空面作为保护壁施工内模板[3]。

3）模板支立后，应对模板安装质量进行检查，各项指标应符合规范要求。

4）按设计要求，保护壁纵向每20 m设置1 道变形缝，缝宽2 cm，采用在封头模板上粘贴2 cm的泡沫板形成。

3.4 钢塑土工格栅、防渗土工膜、金属网铺设

为了控制路堤的不均匀沉降，设计在碎石垫层顶、泡沫轻质土底铺设了1 层钢塑土工格栅；在钢塑土工格栅上铺设1 层HDPE防渗土工膜来隔离基底和侧壁的承压水，以对泡沫轻质土路堤形成保护作用，当泡沫轻质土浇筑至路床设计标高时，再铺设1 层HDPE防渗土工膜。泡沫轻质土具有一定的收缩性，为了抑制其收缩裂缝，在分层浇筑面上再铺设1 层φ3 mm@5 cm 镀锌金属网。

3.4.1 钢塑土工格栅铺设

1）铺设钢塑土工格栅基面应平整、密实，不得出现扭曲、褶皱、重叠等现象，不得对格栅进行拉伸安装。在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度。

2）施工中应采取措施防止土工格栅受损，在出现破损时应及时修补或更换。

3）钢塑土工格栅沿路堤横向铺设，搭接宽度不小于30 cm，绑扎采用8#铁丝，进行穿插连接。钢塑土工格栅采用U形钉固定，间距2 m，按照正梅花形布置。

3.4.2 防渗土工膜

1）HDPE土工膜在铺设中，亦应避免产生人为褶皱。温度较低时，应尽量拉紧、铺平。在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度。铺设完成后，应减少在膜面上行走，减免土工膜意外损伤，出现破损时应及时修补或更换。

2）土工膜采用双焊缝热熔焊接工艺，焊缝宽度为2.5 cm，搭接长度不小于5 cm。焊接前应将焊缝表面的杂物清理干净，焊缝按照错位形成丁字形焊接缝。土工膜四周采用压条密封安装。

3）泡沫轻质土底部和顶部均应设置土工膜，底部在泡沫轻质土四周沿保护壁向上包裹1 m，顶部四周向下包裹0.5 m。

4）考虑地基变形比较大，底部铺设土工膜时应按2%～5%比例留出伸缩放量。

3.4.3 金属网铺设

金属网采用φ3 mm@5 cm镀锌钢丝网，在每分层、分区顶部铺设，金属网铺设时，应展开铺平，避免出现卷起现象，并采用U形钉进行锚固，锚固间距3 m。在分区浇筑时，铺设的钢筋网应预留宽度，使其有充足的搭接宽度。在浇筑过程中可以先把金属网固定在模板内侧，待拆除工具式模板时再铺平，与相邻处进行搭接[4-6]。金属网平面位置应重叠搭接，搭接宽度不少于5 cm，搭接处用铁丝绑扎连接并用U形钉锚固，出现破损时应及时修补或更换（图1）。

3.5 分区模板安装

根据泡沫轻质土的密度小、现浇时侧向压力很小的特点，本项目设计出一种能快速定型定尺、装拆方便、循环周转快的工具式模板（图2）。

模板分区进行安装时，模板拼缝应平整严密，并采取措施填缝，不得漏浆，模内必须干净，模板必须支撑牢固、稳定。

3.6 分区、跳仓施工

3.6.1 分区、变形缝设置

浇筑层的划分应以单层浇筑厚0.3～1.0 m为准，金属网铺设在浇筑层的分界面处。单个浇筑层应在初凝时间内浇筑完毕且单个浇筑层浇筑量以不超过200 m3为控制标准，最大浇筑面积不应超过400 m2，泡沫轻质土具体分区、分块、分层施工同样应当根据施工现场情况而决定，应尽量减少纵向施工缝。变形缝应结合浇筑区施工缝的位置进行分层、错开设置，路基纵向每20 m宜设置横向变形缝，采用厚2 cm的泡沫塑料板进行填塞。另外，路基横向方向不设变形缝。

为减少路面产生工后通缝，采用错缝跳仓现浇技术，如图3所示，泡沫轻质土浇筑顺序为1→2→3→4。当浇筑第2层时应错开第1层纵、横向施工缝，这样就形成错缝跳仓现浇施工技术。

3.7 泡沫轻质土坡面整理

金属网应跨过施工缝或变形缝位置连续铺设，在平面上形成整体。当分区浇筑至路床顶面时可对路床顶面进行纵横坡设置，由低处向高处凿除多余的泡沫轻质土，使之形成滑顺、符合设计要求的纵横坡面，如图4所示。

3.8 泡沫轻质土的浇筑

泡沫轻质土浇筑应直接采用软管泵送方式，当浇筑量较小时也可采用车辆运送或其他工具运输的方式进行施工，施工中应注意：

1）当采用软管泵送分层浇筑泡沫轻质土时，单层厚为0.3～1.0 m，当在地下水位以下施工时，应采取临时降水措施，以确保在基底无积水的情况下浇筑。

2）浇筑时，泵管出料口应埋入泡沫轻质土内，当无法满足该要求时，出料口离浇筑点的高度差应当控制在1 m以内。

3）泡沫轻质土浇筑时应沿浇筑区长轴方向自一端向另一端浇筑；如采用2 条以上浇筑管浇筑时，则可并排地从一端开始浇筑，或采用对角浇筑的方式。

4）进行扫平表面时，应使浇筑口保持水平，并与已浇筑轻质土表面尽可能接近，在此期间，应尽量减少人员走动或扰动。

5）在单个浇筑区内，浇筑施工时间应当控制在水泥浆初凝时间内；当浇筑层终凝后方能进行上层的浇筑施工。

6）当遇大雨、暴雨或持续时间较长的小雨天气，应立即停止浇筑，对未硬化的泡沫轻质土表面应采取遮雨措施。继续施工时，应对已浇筑泡沫轻质土表面进行检查，发现有消泡或鼓泡层应予以清除。

7）临时降水措施应在泡沫轻质土养护龄期不少于3 d且施工满足抗浮要求的条件下方能撤除。

3.9 沉陷及裂缝处理

现浇泡沫轻质土浇筑施工过程中，当出现较为严重的沉陷及裂缝时，应进行必要的处理：

1）对于坑洼式沉陷，应对沉陷区域进行清除处理，当处理深度为一个浇筑层厚度，清除后的部位应及时补充浇筑。

2）对于整个浇筑层的整体式沉陷，当沉陷不超过浇筑层厚度的5%时，可不做处理；当沉陷超过浇筑层厚度的5%，则应将该浇筑层铲除并重新浇筑。

3）对于宽度不大于3 mm的裂缝，可不做处理；对裂缝较大者，则应在整条裂缝边界外1 m的范围内铺设1 层镀锌铁丝网。

3.10 养护

泡沫轻质土浇筑后，应及时铺设防渗土工膜，如不能及时铺设防渗土工膜的，则应采用塑料薄膜或针刺土工布进行表面覆盖，以对泡沫轻质土路基进行保湿养护。

3.11 与其他工序的衔接

1）轻质土路基顶部路面结构层应在轻质土路基同条件养护强度达到0.6 MPa以上时方能展开施工。

2）在各区泡沫轻质土顶面削坡处理后，应加铺设1 层水泥稳定碎石调平层，使其泡沫轻质土路床横坡符合设计规范要求。

3）路面结构层施工时，严禁自卸车、压路机、推土机等大型机械直接在轻质土路基的顶面行走，而应采取边卸料、边推平、边碾压的前进方式进行摊铺和碾压，即卸料车、压路机应在推平机械的后端卸料和行走。

4 结语

采用加筋泡沫轻质土错缝跳仓浇筑施工技术，其泡沫轻质土外观平整、无坑洼、无贯通纵横裂缝、无差异沉降。通过检测，抗压强度符合设计规范要求，足以证明本技术成熟、安全可靠，为我国高速公路、市政道路的绿色施工提供了新的材料和方法，具有良好的推广价值和前景[7-8]。

[1] 张小平,包承纲.泡沫轻质材料在岩土工程中的应用[J].岩土工程技术,2000(1):58-62.

[2] 樱田良治.轻质回填料泡沫砂浆的力学特性[J].岩土工程师,1991(1):7-17.

[3] 张小平,刘艳华,张小蒙,等.泡沫轻质材料试验研究的均匀设计方法及配方优化[J].岩土力学,2004(8):1323-1326.

[4] 凌晨.路基轻质填料（EPS）的路用性能探讨[J].江苏交通科技,2003(5):37-40.

[5] 李焱.试分析岩土工程中泡沫轻质材料的作用[J].中国电子商情:科技创新,2014(10):110.

[6] 吴琼明.泡沫轻质材料在公路工程中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2011(5):74.

[7] 邓跃辉.EPS超轻质填料在公路工程中的应用分析[J].山西建筑,2008(22):275-276.

[8] 沈寿材.EPS轻质填料在软基桥台引道中的应用[J].闽西职业技术学院学报,2006(3):109-112.