泡沫混凝土（發(fā)泡混凝土）深厚軟土區(qū)沿河路堤拓建技術(shù)方案研究及實踐

隨著浙江省濱海產(chǎn)業(yè)帶戰(zhàn)略實施，大量濱海公路改擴建工程迫在眉睫，并將極大改善港口集疏運的功能和效率。鑒于浙江省濱海區(qū)域廣泛覆蓋著深厚的較土地基，而且河網(wǎng)密布，路網(wǎng)交集，部分沿河路堤的拓建工程十分棘手。諸如新老路堤的縱向裂縫問題、新建路堤橋頭跳車問題、拓寬誘發(fā)的路堤滑移問題、既有橋涵結(jié)構(gòu)物拓寬等，采用傳統(tǒng)的常規(guī)手段處理似乎困難重重，本文在方案比選基礎(chǔ)上，提出了泡沫混凝土（泡沫輕質(zhì)土）路堤擋墻的拓建方案，獲得了成功應(yīng)用，可供類似工程參考。

1沿河路堤拓寬工程難點及特點

1.1新老路堤沉降差異

浙江濱海深厚軟土多為海相沉積，具有天然含水量高（70%~90%）、孔隙比大（1.6~2.0）、壓縮性大、滲透性小、抗剪強度低、流變性顯著等特性。濱海軟土主要由淤泥質(zhì)黏土、淤泥、粉質(zhì)黏土、吹填土、雜填土或其他高壓縮性土層組成，軟土厚度達15~ 100 m。具有深厚軟土地基處理難度大、固結(jié)速度慢、沉降大且周期長等特點。因此，地基由于新拓寬路堤加載而產(chǎn)生附加應(yīng)力，不僅引起新路堤的快速沉降，而且也給老路堤帶來新的沉降影響，兩者的沉降差易導(dǎo)致路堤建成后縱向開裂的風(fēng)險大為增加，嚴重時引起臺階式裂縫。為消除差異沉降、拓寬區(qū)域，傳統(tǒng)上多采用管樁等樁式路堤方案來解決類似問題，其造價往往比較高，且依然存在不少問題。

1.2拓建工程誘發(fā)滑移病害沿河路堤位于斜坡地形，外側(cè)填高比較高，地基又十分軟弱，加上水位升降和坡腳侵蝕的影響，路基拓寬時，沿河側(cè)易發(fā)生滑移等工程災(zāi)害，嚴重時阻斷老路交通，并帶來巨大的經(jīng)濟損失。沿河路堤的滑移有時不僅僅局限于施工期，由于滑動面的緩慢蠕動效應(yīng)，系數(shù)不足的路堤滑移病害有時還會在通車之后發(fā)生，嚴重時造成人員傷亡。因此，拓建路堤抗滑移系數(shù)均要求K≥1.20。

1.3涵管結(jié)構(gòu)物銜接難題新老路堤銜接時，橫穿路基既有排水涵管均需進行接長，涵管路段一般需采用二次開挖技術(shù)，即先預(yù)壓，沉降穩(wěn)定后，開挖埋設(shè)接長的管涵，但工期相對較長。該方案對不均勻沉降的影響具有一定的緩解，如果預(yù)壓沉降不充分，后期建成后，涵管易開裂，嚴重時會引起沉降縫錯臺、傾斜等病害。為此，有時會在涵管區(qū)域局部范圍采用管樁支護，以減少地基不均勻沉降對涵管結(jié)構(gòu)物的影響，同時造價也會相應(yīng)增加。

1.4老路路容環(huán)境影響

既有的濱海公路大多建成于20世紀80年代或更早，路幅比較窄，部分公路甚至是沿海堤壩與地方道路的結(jié)合體，道路兩側(cè)綠化比較好，行道樹均已長成參天大樹，近水區(qū)域灌木、蘆葦或竹子郁郁蔥蔥，道路拓寬時，如何兼顧既有綠化景觀的保護，同時實現(xiàn)道路擴容功能十分重要。

2拓寬方案比選

由上文可知，濱海沿河路堤拓建存在技術(shù)難點頗多，值得深入研究。通常，解決濱海地區(qū)沿河路堤拓寬問題的技術(shù)方案主要有：

（1）棧橋方案，其特點是“以橋代路"，減少新老工程的相互影響；

（2）改移方案，其特點是以保障道路拓寬功能為優(yōu)先，同時將河道改移至距離之外；

（3）原地拓建方案，其特點是采用必要的工程支擋措施，在保障的前提下，實現(xiàn)道路拓寬的功能，如樁基礎(chǔ)擋墻方案。

2.1棧橋方案

棧橋方案即“以橋代路”方案。樓橋的應(yīng)用范圍很廣，多見于景區(qū)道路的游步道、棧道，以桁架式結(jié)構(gòu)為多見，技術(shù)比較成熟，材質(zhì)以木材、鋼材為主，結(jié)構(gòu)輕巧且富于變化，但造價比較高。該方案用于沿河道路拓寬工程，可減少占用河床斷面，保護綠地，但是運營使用后管養(yǎng)工作量較大，部分構(gòu)件需定期更換。該方案的重要前提是基礎(chǔ)穩(wěn)固，臨近石壁可采用錨固技術(shù)，濱海區(qū)域可采用樁基礎(chǔ)。然而地基不穩(wěn)定且存在滑移、傾覆風(fēng)險時一般慎用。

2.2改移方案

改移方案即“風(fēng)險回避”方案。在濱海區(qū)域，河網(wǎng)承擔(dān)著重要的行洪、排洪的功能，部分河道還具有一定沖刷特性，因此，當(dāng)?shù)缆吠貙挃D占河道時，應(yīng)做好工程的沖刷防護，同時相應(yīng)拓寬河道對岸的水域面積，以滿足濱海平原區(qū)河道的蓄洪功能。改移方案分為道路改移和河道改移，通過改移，實現(xiàn)資源共享，和諧共建的目的，同時回避技術(shù)上的風(fēng)險。該方案也是目前濱海公路建設(shè)上廣為采用的技術(shù)應(yīng)用方案。

2.3原地拓建方案

在空間資源、土地資源或水域資源受限條件下，只能選擇路堤原地拓建方案。鑒于濱海路堤的技術(shù)難點，原地拓建方案又可分為放坡拓寬和直立拓寬兩種。前者經(jīng)常與改河方案相結(jié)合，以補償路堤擠占河道的空間；后者主要采用直立擋墻形式，并根據(jù)地基條件和填筑材料，可分為管樁基礎(chǔ)擋墻、灌注樁基礎(chǔ)擋墻、松木樁基礎(chǔ)擋墻、擴大樁基礎(chǔ)擋墻等，通過地基加固和基礎(chǔ)形式合理選用，以確保上部擋墻的。該方案的特點是路堤就地取材、實體填筑、耐久性好、基礎(chǔ)穩(wěn)固，但造價較高，樁基礎(chǔ)施工對既有的老路堤擾動較大，實施過程中切忌大填大挖，以避免造成路堤滑塌，同時應(yīng)注意保護老路的綠色路容環(huán)境。

3工程實例

秦山大道二期沿岸拓寬非機動車道工程，位于海鹽縣秦山鎮(zhèn)與激浦鎮(zhèn)鏡內(nèi)，路線全長2.930 km，建成后作為老滬杭公路（大王橋一激浦大橋）路段非機動車的專用通道，右側(cè)沿河，拓寬寬度4.0m

（含0.5m土路肩），同時要求保留路側(cè)行道樹，并保護老路路容生態(tài)景觀。老滬杭公路寬8.0m，雙向兩車道，由早期錢塘江的護堤改建而成，老堤主要采用粉質(zhì)黏土人工夯填形成。沿河道路拓寬標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見圖2.

3.1方案比選

結(jié)合工程現(xiàn)實條件，本項目擬定了三個方案：（1）棧橋方案；（2）管樁基礎(chǔ)+擋墻方案；（3）

輕質(zhì)泡沫混凝土拓建方案。表1為三個方案的比選情況，經(jīng)綜合比較，終選擇了方案三（圖3）。下部采用直立泡沫混凝填筑，上部設(shè)置矮路肩墻。路基建成后路面采用100mm瀝青面層，基層采用200 mm厚4%水泥穩(wěn)定碎石基層，底基層為150mm厚級配碎石，沿河側(cè)設(shè)置了木質(zhì)景觀型護欄。

3.2推薦方案穩(wěn)定性分析

根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范（JTG D30-2004））要求，本項目填方邊坡工程穩(wěn)定性可以采用定性分析與定量分析相結(jié)合的評價方法。根據(jù)現(xiàn)場踏勘，本項目沿河路堤除局部陡坎區(qū)域發(fā)現(xiàn)變形裂縫，邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性基本良好。從邊坡的坡率、坡高、地層結(jié)構(gòu)特征，通過工程類比分析與極限平衡分析相結(jié)合，選擇典型橫斷面結(jié)合BISHOP法對邊坡的穩(wěn)定性進行定量分析，分析軟件主要采用GEOSLOPE軟件。地質(zhì)資料巖土力學(xué)參數(shù)結(jié)合地質(zhì)報告和典型邊坡參數(shù)反演計算取得，見表2。根據(jù)圖4計算分析結(jié)果，非機動車道采用泡沫混凝土拓寬之后，路堤穩(wěn)定性總體良好。

3.3方案實施情況

本項目采用的泡沫混凝土是一種多孔隙介質(zhì)，是由水泥骨架和大量孔隙直徑相對均一的封閉氣孔組成，氣孔由泡沫在料漿發(fā)泡混合中形成，并在硬化過程中固定在混凝土中，孔間壁由水化產(chǎn)物、未反應(yīng)的材料顆粒和氣孔組成。天然容重約為6~8 kN/m3，強度可調(diào)節(jié)，無側(cè)限抗壓強度約為1.0-1.5 MPa，施工時具有高流動性，水平泵送距離可達1200 m，實施快捷、便利，場地要求低，制作點和澆筑點可分離，不需碾壓和振搗，作業(yè)面小，硬化后具有自立性好，低彈減震性好，防水性能強，耐久性能好，以及良好的隔熱、隔音效果，及抗凍融性、環(huán)保性能好等諸多技術(shù)優(yōu)點。泡沫混凝土一般不能直接暴露，長期風(fēng)吹雨打易風(fēng)化，為此，其直立結(jié)構(gòu)的外面墻必須采取封閉措施，采用加筋預(yù)制混凝土面板或砂漿抹面+鋼絲網(wǎng)處理，以確保其外立面的耐久性。

本項目從2013年5月開始進場實施，工期6個月，目前已順利完成泡沫混凝土體積約2.46萬m3，

接長涵管17m/3只，路基填筑已基本完成，后續(xù)工程主要為路面施工、護欄安裝、標(biāo)志標(biāo)線、照明和景觀恢復(fù)等工作。項目實施期間，路堤未發(fā)生滑坡和坍塌等巖土工程災(zāi)害，取得了良好的工程示范效果。

3.4其他注意事項

本項目地基均為粉質(zhì)黏土為主，填筑方案經(jīng)設(shè)計合理控制，采用了因地制宜的分段實施方案，根據(jù)填筑高度、襟邊、實施條件，大致可分為低矮放坡、直立矮墻、泡沫混凝土擋墻等三種防護形式。盡管部分路段填高4-6m，通過輕質(zhì)填筑控制，的等效土石填筑高度均小于2.5 m，對地基承載力要求不高，地基附加應(yīng)力也不大，泡沫混凝土可直接填筑處理，不需實施等載預(yù)壓或超載預(yù)壓。其他技術(shù)要求如下：

（1）對填筑臨河的區(qū)域，特別是老路堤斜坡比較陡、拓寬后擋墻基礎(chǔ)受限的路段，擋墻基礎(chǔ)埋置深度必須大于1m以上，而且，基礎(chǔ)埋置的平臺必須滿足3m以上的襟邊寬度，以確保擋墻基礎(chǔ)穩(wěn)固。（2）擋墻基礎(chǔ)位置靠近臨水面時，應(yīng)采取圍堰施工，以確保擋墻基礎(chǔ)埋深和襟邊寬度滿足設(shè)計要求。

（3）擋墻基礎(chǔ)位置位于坡腰上時，考慮到斜坡的長期穩(wěn)定性，應(yīng)對靠近臨水面的土坡坡腳邊緣進行修整，并要求打設(shè)一排松木樁（樁間距250 mm），以減少河水對坡腳的長期侵蝕，避免由于坡腳損毀而誘發(fā)路堤滑移變形。

（4）減少臨時開挖暴露時間和范圍，做好現(xiàn)場位移和變形觀測，對隱患提前預(yù)警，從而有力地保障了本項目施工過程。

4結(jié)語

（1）濱海沿河路堤拓寬存在諸多的技術(shù)難點，.

本文采用分段處治，因地制宜，合理采用新技術(shù)解決了工程建設(shè)的技術(shù)難題，初步實現(xiàn)了工程的建設(shè)目標(biāo)。

（2）泡沫混凝土具有輕質(zhì)、直立性好、強度高、實施便利、經(jīng)濟效益好等諸多優(yōu)點，并能緩解濱海沿河路堤拓建的技術(shù)難題，其技術(shù)可靠，值得推廣。（3）面臨復(fù)雜的技術(shù)問題時，應(yīng)堅持多方案比選，要從技術(shù)可行性、施工便利性、工期、環(huán)境保護及工程造價等方面，進行綜合、考慮，優(yōu)化方案，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、可靠、綠色環(huán)保，確保質(zhì)量以及滿足工期要求。

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