崔登云，溫李彬，楊 光，張志斌

(中交三公局第一工程有限公司，北京 100009)

0 引 言

近年來，隨著公路交通事業(yè)迅速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對泡沫混凝土輕質(zhì)路堤施工技術(shù)的研究也不斷深入。張磊蕾等[1]簡述了泡沫混凝土獨特的結(jié)構(gòu)特性賦予其的優(yōu)異物理力學(xué)性能和使用功能。李大鵬[2]結(jié)合工程實例，對泡沫混凝土材料用于輕質(zhì)路基填料的軟土路基處理方案進(jìn)行分析和論述。徐建坤等[3]介紹了泡沫混凝土在公路工程建設(shè)中的各類應(yīng)用。周揚等[4]對泡沫混凝土在市政道路工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。陳曉[5]對泡沫混凝土的施工工藝及其在軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

針對橋臺、路基基礎(chǔ)護(hù)坡和橋頭過渡段施工中存在的各種不足，本文依托實際工程對河流沖刷段路堤施工進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，采取樁承式泡沫混凝土輕質(zhì)路堤和生態(tài)護(hù)岸施工，有效解決河流沖刷段橋臺、路堤基礎(chǔ)沖刷和橋頭跳車問題，從而提高整個生產(chǎn)過程的施工工效，降低工程成本。

1 工程背景

依托路段位于溫州繞城高速公路西南線工程第六標(biāo)段江山大橋與陶山服務(wù)區(qū)1#橋之間(K29+522～K29+559)，其右幅邊坡位于河道灘涂內(nèi)且侵占大部分河道，路基軟基處理形式為預(yù)應(yīng)力管樁，在管樁施工過程中位于右幅邊坡內(nèi)的預(yù)應(yīng)力管樁無法施工。另外，陶山服務(wù)區(qū)1#橋橋臺部分位于河道，臺前沖刷嚴(yán)重，據(jù)現(xiàn)場實際測量，該處河道最低點的標(biāo)高約為-1.5 m，而陶山服務(wù)區(qū)1#橋臺、0#橋臺承臺下部標(biāo)高均為1.0 m，3#橋臺承臺下部標(biāo)高為0.5 m，按照設(shè)計圖紙施工后，承臺下部會出現(xiàn)河水沖刷脫空問題。

2 關(guān)鍵施工技術(shù)

2.1 工藝原理

基坑采用先預(yù)壓后開挖方法，在路基軟基打設(shè)素混凝土樁，素混凝土樁上部設(shè)置樁帽，樁帽與承臺連接，承臺下部鋪設(shè)碎石墊層，承臺上部設(shè)置高強鋼絲格柵，鋼筋混凝土護(hù)面板鋼筋錨入承臺，承臺中埋設(shè)支柱預(yù)埋件[6-9]?；炷撩姘逯绷⑹铰坊F(xiàn)澆面板的支模體系，利用已澆筑承臺或預(yù)制承臺實現(xiàn)雙側(cè)面滑移式支撐體系，鋼筋混凝土護(hù)面板設(shè)置支柱連接件與支柱連接，護(hù)欄基座底部設(shè)置抗滑鋼筋。處理段泡沫混凝土槽、過渡段泡沫混凝土槽、銜接段泡沫混凝土槽依次銜接進(jìn)行泡沫混凝土澆筑施工，待全部澆筑完成后及時灑水養(yǎng)護(hù)，再進(jìn)行面層施工。防沖刷護(hù)岸采用充沙管袋褥墊沉排形成褥墊層，防沖刷護(hù)坡中梅花形均勻布置水生植物生態(tài)袋，生態(tài)袋先點穴布置，后澆筑植生混凝土，最后種植蘆葦。樁承式泡沫混凝土輕質(zhì)路堤斷面如圖1所示。

圖1 河流沖刷段樁承式泡沫混凝土輕質(zhì)路堤斷面

2.2 施工工藝及操作要點

2.2.1 施工工藝

施工工藝如圖2所示。

圖2 施工工藝流程

2.2.2 操作要點

(1)施工準(zhǔn)備。施工前現(xiàn)場所有障礙物要拆除完畢；根據(jù)設(shè)計要求試配泡沫混凝土，確定水泥、發(fā)泡劑、水、集料及外加劑等的摻量；做好施工廢水、工程廢料的清運措施，確保整個施工滿足環(huán)保要求[10-12]。

(2)素混凝土樁施工。素混凝土樁施工流程依次為：樁位放線、機(jī)械進(jìn)場及組裝、護(hù)筒埋設(shè)、成孔、清孔、混凝土澆筑。

(3)開挖階梯槽。基坑采用先預(yù)壓后開挖的方法，分別開挖處理段泡沫混凝土槽、過渡段泡沫混凝土槽、銜接段泡沫混凝土槽。

(4)碎石墊層施工。碎石墊層采應(yīng)用質(zhì)地堅硬、耐磨、具有一定級配、透水性良好的材料，遇水不易崩解和水解，如卵石、片石或塊石等。運到工地的碎石排平后，使大小顆粒分布均勻，然后攤鋪、碾壓。

(5)承臺施工。素混凝土樁鑿樁頭，安裝樁帽；加工、安裝承臺鋼筋；安裝模板，埋設(shè)支柱預(yù)埋件，然后進(jìn)行混凝土澆筑，以及拆模及養(yǎng)護(hù)。

(6)現(xiàn)澆鋼筋混凝土護(hù)面板施工?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土護(hù)面板鋼筋與承臺鋼筋連接，在鋼筋混凝土護(hù)面板中預(yù)埋鋼筋環(huán)。整體升降式滑移鋼模板鋪設(shè)在現(xiàn)澆承臺上，由模板、操作平臺、定型三腳架、升降式滑輪、滑軌等組成；整體式模板由鋼板、槽鋼拼接而成，形成標(biāo)準(zhǔn)單元；定型三角架由槽鋼拼接而成，升降式鋼制滑輪組固定于型鋼反力梁上，型鋼反力梁固定于定型三角架水平槽鋼上并將其連為整體[13-15]。鋼制滑輪上設(shè)置鋼板、千斤頂，用于頂升鋼模板，調(diào)節(jié)鋼模板的位置。調(diào)整好兩側(cè)整體升降式滑移鋼模后，轉(zhuǎn)動活動模板(端模)，通過對拉螺栓使兩側(cè)模板連成一個整體。模板完成后澆筑混凝土，混凝土達(dá)到強度后，模板整體滑移，進(jìn)行下一施工段施工?；其撃０鍞嗝嫒鐖D3所示。

圖3 整體升降式滑移鋼模板斷面

(7)鋼筋混凝土護(hù)面板與支柱連接。鋼筋混凝土護(hù)面板預(yù)埋環(huán)與連接環(huán)焊接固定，連接鋼筋與拉桿焊接固定，拉桿與支柱連接，如圖4所示。

圖4 支柱與鋼筋混凝土護(hù)面板連接

(8)泡沫混凝土施工。根據(jù)設(shè)計的配合比進(jìn)行水泥漿的拌合，拌合必須采用間歇式攪拌機(jī)，確保攪拌均勻。將具有一定壓力的壓縮空氣與稀釋的發(fā)泡劑水溶液混合，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)泡沫密度的泡沫。一定比例的水泥漿和泡沫在泡沫機(jī)充分混合，形成符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的泡沫混凝土。澆筑區(qū)與澆筑區(qū)之間設(shè)置施工縫。澆筑泡沫混凝土?xí)r布置上、下層鋼絲網(wǎng)，通過豎向連接筋進(jìn)行連接，澆筑時出料口宜埋入泡沫混凝土內(nèi)。當(dāng)無法滿足要求時，出料口離澆筑點的高差宜控制在1 m以內(nèi)[16]?；炷翝仓戤吅蟮?2 h內(nèi)對混凝土采用塑料薄膜或草袋覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù)。

(9)生態(tài)護(hù)岸施工。生態(tài)護(hù)岸施工包括：松木樁打設(shè)、充沙管袋褥墊層沉排、布置生態(tài)袋、澆筑混凝土、生態(tài)袋內(nèi)種植蘆葦。

松木樁打設(shè)時，松木樁的頂部應(yīng)垂直于樁中心線鋸平，并按樁帽和樁箍加工。土層中有堅硬的夾物時，樁的下端應(yīng)安裝鐵樁尖。施打圓木樁前，在岸上布設(shè)測量控制點并打試樁確定樁長，打樁時用樁船吊鉤將圓木樁從運樁船上吊起，緊貼樁架龍口，調(diào)整樁架垂直度，然后準(zhǔn)確定位，再將樁帽、樁錘輕輕落于樁頂。施打時應(yīng)控制提錘高度，先輕錘，后重錘，落錘高度不得大于2 m，單動汽錘的落錘高度不宜大于0.60 m，以免損壞樁身。在松木樁樁間拋填片石，片石高度應(yīng)高過樁預(yù)留高度，采用推土機(jī)推平。

充沙管袋褥墊層沉排采用土工織物取代傳統(tǒng)的鉛絲籠和散拋石根石。采用挖掘機(jī)或泥漿泵挖槽，管袋褥墊層內(nèi)充填高濃度的沙土泥漿，沉排上部設(shè)置聚酯長纖無紡布沉護(hù)褥墊層。排體鋪放在護(hù)岸前受溜部位，隨護(hù)岸前沖刷坑的發(fā)展逐步下沉，自行調(diào)整坡度直至穩(wěn)定坡面，達(dá)到護(hù)底、護(hù)腳、防止套刷的目的。

(10)場地修復(fù)。采取有效的水土保持措施對取土場做全面防護(hù)處理，使開挖坡面不裸露，及時進(jìn)行施工現(xiàn)場清理。

2.3 質(zhì)量控制措施及手段

(1)鋼筋混凝土護(hù)面板混凝土采用低水灰比(水灰比為0.3)配方，膠凝材料用量不少于490 kg·m-3。

(2)拌制時使用攪拌效率高、均勻性好的強制式攪拌機(jī)，攪拌時間比普通混凝土延長40 s，攪拌中確?；旌狭?水泥、砂、碎石)的干拌時間不少于30 s，使混合料達(dá)到充分均勻，總攪拌時間不少于3.5 min。

(3)平整度應(yīng)滿足圖紙設(shè)計要求，允許偏差值不超過±3 mm。

(4)面板尺寸應(yīng)滿足圖紙設(shè)計要求，允許偏差值不超過±5 mm。

(5)在泡沫混凝土頂(底)面以下(上)50～100 cm位置設(shè)置一層網(wǎng)眼為5 cm×5 cm的頂(底)鋼絲網(wǎng)，鋼絲直徑為3 mm，鋼絲網(wǎng)片縱橫向搭接長度為10 cm。鋼絲網(wǎng)抗拉強度不小于300 MPa，焊點抗剪力不小于1.5 kN，斷裂伸長率不小于2.5%。

(6)松木樁梢徑為0.12 m，以0.6 m間距梅花形布置，單根長6 m。

3 結(jié) 語

(1)針對河道沖刷段管樁無法施工的問題，改為打設(shè)素混凝土樁，素混凝土上部設(shè)置樁帽，樁帽與承臺連接，承臺下部鋪設(shè)碎石墊層，承臺上部設(shè)置高強鋼絲格柵，鋼筋混凝土護(hù)面板鋼筋錨入承臺，承臺中埋設(shè)支柱預(yù)埋件。

(2)利用已澆筑承臺實現(xiàn)雙側(cè)面支撐滑移式支撐體系，加快了鋼筋混凝土護(hù)面板的施工速度，縮短了工期，有利于混凝土質(zhì)量的控制。

(3)路堤階梯槽采用先預(yù)壓后開挖的方法，分為處理段泡沫混凝土槽、過渡段泡沫混凝土槽、銜接段泡沫混凝土槽。依次進(jìn)行泡沫混凝土澆筑施工，待全部澆筑完成后及時灑水養(yǎng)護(hù)，再進(jìn)行面層施工。這樣可大幅度降低填土荷載，減少軟基的附加應(yīng)力，抑制軟基的沉降和側(cè)移，提高路堤的穩(wěn)定性。該技術(shù)緩解了橋臺與路基結(jié)合部材料的剛性突變，徹底消除填料自身的壓縮沉降，沉降過渡順適；采用泡沫混凝土填筑，厚度臺階式漸變，使得橋臺部位與一般路段的沉降差變化連續(xù)。

(4)防沖刷護(hù)岸采用充沙管袋褥墊沉排形成褥墊層，防沖刷護(hù)坡中均勻梅花形布置水生植物生態(tài)袋，生態(tài)袋先點穴布置，后澆筑混凝土，最后種植蘆葦，有效解決了河流沖刷橋臺和路基基礎(chǔ)的問題，同時提高了河道景觀品質(zhì)。