EPS泡沫顆粒混合輕質(zhì)土路基填筑技術(shù)施工工法

1、EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土路基填筑技術(shù)施工工法范丹丹（杭州明華市政工程有限公司）一、前言在軟弱地基上及其它不良地基上修筑道路和橋梁，路基的沉降和不均勻沉降是影響工程質(zhì)量的一個(gè)重要因素。除了砂井預(yù)壓、打設(shè)樁基等常規(guī)軟基處理方法外，近年來(lái)國(guó)外又發(fā)展了一種新的超輕質(zhì)填料聚苯乙烯泡沫（EXPANDED  POLYSTYRENC,簡(jiǎn)稱(chēng)EPS），從而產(chǎn)生了一種新的軟基處理方法-EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土路基。EPS材料具有超輕性、耐壓縮性、自立性、耐水性和施工簡(jiǎn)單、方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，有效地解決了軟基過(guò)渡段的沉降和不均勻沉降、路堤與橋臺(tái)相接處的差異沉降等問(wèn)題?，F(xiàn)已應(yīng)

2、用于橋臺(tái)臺(tái)背回填、道路拼寬、山區(qū)路段填筑、工程搶險(xiǎn)等特殊路段的填筑、空洞、管線的回填、隧道口的填筑等。二、EPS泡沫顆?；旌贤撂攸c(diǎn)及工法特點(diǎn)2.1 EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土特點(diǎn)EPS泡沫顆?；旌贤潦侨斯ぶ谱鞯耐凉げ牧希淙葜乜梢宰龅帽纫话愕耐馏w小得多，而其強(qiáng)度和變形特性可以達(dá)到甚至超過(guò)良好的土體，且便于施工等。其主要特性如下：2.1.1輕質(zhì)性EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土內(nèi)含有大量的EPS泡沫顆粒，其容重不但比一般的土體要小得多（詳見(jiàn)表1），而且通過(guò)調(diào)整土體中的氣泡和固化劑的含量，可以按照需要對(duì)EPS泡沫顆?；旌贤恋娜葜卦?14kN/m3內(nèi)進(jìn)行必要的調(diào)整。表1 幾種主要土建材料的容重比較水泥混凝土底

3、基層宕渣粉煤灰空箱結(jié)構(gòu)EPSEPS泡沫顆?；旌贤翚馀莼炷?52123211015100.27145152.1.2固化后的自立性由于使用水泥作為固化劑，通常在碾壓完成14小時(shí)后就會(huì)開(kāi)始固化，且固化后可以自立，可進(jìn)行垂直填土，且對(duì)擋土結(jié)構(gòu)物幾乎沒(méi)有推擠力。2.1.3良好的施工性EPS泡沫顆?；旌贤恋陌韬?、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓均方便，對(duì)于空間較小的部位施工時(shí)，可以采用夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)，對(duì)碾壓的質(zhì)量相對(duì)于其余土質(zhì)要低，便于施工。2.1.4耐久性屬水泥類(lèi)材料，與高分子材料相比，其耐久性，耐熱及抗油污能力強(qiáng)，具有水泥材料同等的耐久性。2.1.5 良好的環(huán)保特性EPS泡沫顆?；旌贤猎贤量刹捎檬┕て陂g開(kāi)挖的廢土、

4、粉煤灰等廢料，避免工程廢料對(duì)環(huán)境的二次污染，并可以利用工業(yè)廢渣等材料，做到廢物利用。在道路工程施工中，可節(jié)省土地資源，避免高填高挖等對(duì)環(huán)境的破壞，對(duì)保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境意義重大。2.2 施工工藝特點(diǎn)2.2.1 EPS泡沫顆?；旌贤寥〔姆奖悖号菽w粒選用聚苯乙烯球狀小珠市場(chǎng)存量大、購(gòu)買(mǎi)方便；原料土可以取當(dāng)?shù)氐恼惩痢⒎弁?、中?xì)沙、粉煤灰、石屑及淤泥；固化劑可以采用普通硅酸鹽水泥。2.2.2 EPS泡沫顆?；旌贤翆?duì)于原土基要求不高：由于EPS泡沫顆?；旌贤帘戎匦?，土體質(zhì)量輕，對(duì)于原地基要求極低，可用于普通土質(zhì)地基、濕土地基，尤其對(duì)于軟土地基處理效果更加理想等。2.2.3施工簡(jiǎn)單：材料的拌合采用普通的拌和

5、機(jī)（滾筒式、強(qiáng)制式）或者使用挖掘機(jī)鏟車(chē)聯(lián)合拌合即可，運(yùn)輸采用普通的貨車(chē)運(yùn)送并做好表面覆蓋避免材料灑落，攤鋪采用平地機(jī)、挖掘機(jī)等，碾壓可采用壓路機(jī)或者挖掘機(jī)、鏟車(chē)等均可。三、適用范圍EPS泡沫顆粒混合土技術(shù)在公路建設(shè)中有著非常廣泛的應(yīng)用，它為解決高等級(jí)公路軟基路堤中的橋涵跳車(chē)、公路路基加寬時(shí)新老路基的差異沉降、高填土路堤的穩(wěn)定性等世界性難題提供了一種極好的技術(shù)手段。運(yùn)用這種技術(shù)能節(jié)省昂貴的用地、減少拆遷，充分有效地利用土地資源等。它主要應(yīng)用于以下一些領(lǐng)域：3.1 路堤的快速修復(fù)。3.2 工后沉降要求高、軟土指標(biāo)差的橋頭或箱涵接部位路堤。3.3 拓寬高路堤。  3.4 擋墻后填土，以減小

6、臺(tái)背土壓力。  3.5 高橋墩臺(tái)與隧道相連部位，以減少棄渣對(duì)橋墩的側(cè)向土壓力，便于墩的自由變形，易于施工。四、工藝原理EPS泡沫顆?；旌贤敛捎镁郾揭蚁┡菽驮瓲钔良肮探Y(jié)材料混合而成，EPS顆?；旌陷p質(zhì)土和泡沫混凝土的性能介于普通填土、混凝土與EPS泡沫塑料之間，從強(qiáng)度、剛度與容重方面彌補(bǔ)了三種常規(guī)材料性能突變的空白。EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土土體容重輕,相比其他材料大大減少了對(duì)強(qiáng)度的要求；強(qiáng)度高，可以有效的提高土體的承載力，避免長(zhǎng)時(shí)間在外界壓力的作用下的土體變形。五、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程如下;EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土制備EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)攤鋪、碾壓邊

7、坡覆土、養(yǎng)生完工土、泡沫珠、水、固化劑等輸入拌合鏟車(chē)運(yùn)入、自卸車(chē)運(yùn)出推土機(jī)、平地機(jī)、鏟車(chē)攤鋪后碾壓機(jī)械壓實(shí)根據(jù)需要對(duì)EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土覆蓋覆土養(yǎng)生不少于7天5.2 施工操作要點(diǎn)5.2.1 施工前進(jìn)行場(chǎng)地清理，去除表面松散土和殘枝敗葉，以防在原地基和輕質(zhì)土之間產(chǎn)生薄弱面；5.2.2 原材料添加與拌合時(shí)，為防止泡沫珠飛散或上浮，宜對(duì)泡沫珠進(jìn)行預(yù)濕處理，并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣候、原料土的天然含水量等不同情況調(diào)整拌合時(shí)的加水量；5.2.3 EPS顆粒混合輕質(zhì)土經(jīng)拌合均勻后，應(yīng)采用自卸汽車(chē)快速運(yùn)送至工地，進(jìn)行攤鋪碾壓，避免運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，發(fā)生攤鋪壓實(shí)困難；5.2.4 現(xiàn)場(chǎng)攤鋪可采用推土機(jī)、平地機(jī)等，按規(guī)定的

8、厚度進(jìn)行施工，攤鋪厚度一般為30cm，松鋪厚度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定；5.2.5 鋪設(shè)砂層或碎石層時(shí)，應(yīng)從路基橫斷面兩側(cè)向中間攤鋪，厚度應(yīng)均勻一致，表面平坦，并滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；砂墊層及碎石墊層的寬度應(yīng)寬出路基邊角0.51.0m，兩側(cè)端以片石護(hù)砌或采用粘土包邊等其他方式防護(hù)，以免砂料流失。5.2.6 在每個(gè)階段施工完畢后要做到及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在土體的頂面采用土工織物或者草編袋進(jìn)行覆蓋、灑水，灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7天。5.2.7 具體施工縱斷面圖詳見(jiàn)圖1，橫斷面圖詳見(jiàn)圖2。圖1 EPS泡沫顆粒混合輕質(zhì)土路基填筑縱斷面圖圖2 EPS泡沫顆?；旌陷p質(zhì)土路基填筑橫斷面圖六、材料與設(shè)備6.1 材料要求6.1.1 EPS

9、：聚苯乙烯球狀小珠，經(jīng)發(fā)泡工藝由工廠生產(chǎn)，為白色圓形顆粒狀，粒徑3mm5mm,密度 15Kg/m320 Kg/m3，要求采用阻燃型；6.1.2 固化劑：普通42.5號(hào)硅酸鹽水泥，要求盡可能采用緩凝水泥，終凝時(shí)間大于6小時(shí)。水泥參量一般可在4%10%之間選用；6.1.3 原料土：應(yīng)按就地取材的原則，選用粘土、粉土、中細(xì)砂、粉煤灰、石屑及淤泥等一種或者幾種混合土為原料土。6.2 設(shè)備要求序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)單位數(shù)量用途備注1拌和設(shè)備套2混合土拌合1臺(tái)備用2挖掘機(jī)臺(tái)2拌合、取土無(wú)拌和機(jī)時(shí)使用3鏟車(chē)臺(tái)1拌合、運(yùn)料4推土機(jī)臺(tái)1攤鋪5平地機(jī)臺(tái)1攤鋪、平地6攤鋪機(jī)臺(tái)1攤鋪7壓路機(jī)臺(tái)1碾壓8運(yùn)輸車(chē)輛5運(yùn)輸視距離增減9

10、灑水車(chē)臺(tái)1養(yǎng)護(hù)10水準(zhǔn)儀臺(tái)2高程測(cè)量11全站儀臺(tái)1平面位置測(cè)量七、質(zhì)量控制7.1 配合比的設(shè)計(jì)：在進(jìn)行EPS泡沫顆粒混合輕質(zhì)土路基的施工前，必須在試驗(yàn)室進(jìn)行配合比的設(shè)計(jì)，得到目標(biāo)配合比，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原材料的試驗(yàn)修正設(shè)計(jì)配合比形成施工配合比。幾種參考設(shè)計(jì)配合比如下表2所示，15型泡沫混合輕質(zhì)土摻配比例如表3所示。表2 EPS泡沫顆粒混合輕質(zhì)土參考設(shè)計(jì)配合比泡沫珠：土 = 45:55，水泥劑量8%，重型擊實(shí)泡沫珠：土 = 50:50，水泥劑量8%，馬歇爾擊實(shí)干密度（g/cm3）1.3191.2951.1651.061.1.1961.2081.1030.9930.979含水量（%）14.817.32

11、0.021.624.013.615.116.018.923.6拌合情況拌合分離拌合均勻拌合困難拌合分離拌合均勻泡沫珠：土 = 55:45，水泥劑量8%，馬歇爾擊實(shí)泡沫珠：土 = 55:45，水泥劑量12%，馬歇爾擊實(shí)干密度（g/cm3）0.9251.0841.0021.0051.1851.0031.1231.0761.045含水量（%）13.816.017.818.712.714.615.217.319.4拌合情況拌合分離拌合均勻拌合分離拌合均勻表3 15型泡沫混合輕質(zhì)土摻配比例泡沫：土 = 55:45水泥劑量6.08.010.0控制壓實(shí)系數(shù)（%）909395909395909395實(shí)際干密度

12、（g/cm3）1.0041.0611.0871.0371.0661.0971.0921.1211.15平均回彈率(%)4.77d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度（KPa）248260272247267275316331358破壞變形（mm）3.04.24.74.85.06.27.47.56.328d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度（Kpa）374403491372406422563629597破壞變形3.03.33.74.05.34.63.74.54.7CBR膨脹量（%）0.10.20.20.00.20.20.10.20.2CBR值（%）11.512.611.015.515.615.27.2 施工過(guò)程控制：參考施工操作要點(diǎn)及浙江

13、軟土路堤設(shè)計(jì)要點(diǎn)，嚴(yán)格執(zhí)行市政道路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（CJJ1-2008）、市政橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（CJJ2-90）、公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTGF10-2006)、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTGF80/1-2004）、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）、公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD30-2004）。7.3 施工質(zhì)量檢驗(yàn)：項(xiàng)目如下表4所示：表4 EPS顆?；旌陷p質(zhì)土施工質(zhì)量檢驗(yàn)檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法泡沫珠密度±1kg/m3隨機(jī)抽查泡沫珠粒徑±0.5mm隨機(jī)抽查水泥摻量±1%隨機(jī)抽查7d人

14、造輕質(zhì)土密度±1KN/m3取芯，每3層抽查數(shù)3個(gè)28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)值取芯，每3層抽查數(shù)3個(gè)7d CBR不小于設(shè)計(jì)值現(xiàn)場(chǎng)，每3層抽查數(shù)5個(gè)壓實(shí)度不小于設(shè)計(jì)值現(xiàn)場(chǎng)，每層抽查數(shù)目5個(gè)7.4 施工完成后的質(zhì)量控制：在路基工程施工完成后，要經(jīng)常查看邊坡的覆土、擋墻、土工生態(tài)袋等邊坡防護(hù)工程，避免長(zhǎng)期的雨水沖刷導(dǎo)致路基邊坡防護(hù)工程破壞從而使得EPS顆?；旌陷p質(zhì)土路基受到?jīng)_刷等。八、安全措施8.1貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，成立安全領(lǐng)導(dǎo)小組，建立健全崗位責(zé)任制，加強(qiáng)安全監(jiān)督，進(jìn)行安全技術(shù)交底和安全培訓(xùn)，提高施工人員安全意識(shí)和防范能力。8.2 嚴(yán)格遵守施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作技術(shù)規(guī)范，杜絕

15、設(shè)備帶病工作、各種機(jī)械的操作人員和機(jī)動(dòng)車(chē)輛駕駛?cè)藛T,必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)和考試合格后,方準(zhǔn)獨(dú)立操作。8.3 混合土在拌合過(guò)程中可能產(chǎn)生揚(yáng)塵，現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須穿戴好防護(hù)用品，強(qiáng)制佩戴防毒面具或者口罩護(hù)目鏡等。8.4 對(duì)臨時(shí)便道做好養(yǎng)護(hù)工作，保持路況良好。與公路交叉處，做好施工預(yù)告、設(shè)立限速標(biāo)志；運(yùn)輸繁忙地段，設(shè)立專(zhuān)人指揮交通；對(duì)司機(jī)進(jìn)行經(jīng)常性的安全教育，避免在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)車(chē)輛交通事故。8.5 定期對(duì)施工設(shè)備及運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)行檢查維修，避免出現(xiàn)帶病作業(yè)，超負(fù)荷作業(yè)。8.6 對(duì)于高填方路段施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專(zhuān)人智慧、調(diào)度，確定合適的機(jī)械車(chē)輛走行路線，并設(shè)置邊線提示標(biāo)志，防止相互干擾碰撞，機(jī)械填筑作業(yè)要留有安全

16、距離。作業(yè)程序和運(yùn)行路線，確保協(xié)調(diào)施工，安全生產(chǎn)。8.7 對(duì)于路塹開(kāi)挖時(shí)要進(jìn)場(chǎng)注意坡面的穩(wěn)定，每天開(kāi)工、收工前對(duì)坡面、坡頂附近進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)裂縫和坍方的跡象立即處理，避免在EPS顆?；旌陷p質(zhì)土路基填筑時(shí)發(fā)生安全事故。8.8 在對(duì)EPS顆?；旌陷p質(zhì)土路基攤鋪和碾壓的過(guò)程中要做好設(shè)備和人員的組織，避免設(shè)備和人員在路基上混亂穿行而導(dǎo)致設(shè)備和人員傷害。九、環(huán)保措施9.1 設(shè)置專(zhuān)門(mén)的材料堆場(chǎng)，將原料土、泡沫珠及固化劑分類(lèi)堆放，將固化劑及泡沫進(jìn)行覆蓋避免下雨及起風(fēng)使得泡沫珠及固化劑流失和揚(yáng)塵對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境及空氣造成污染。9.2 在進(jìn)行EPS顆粒混合輕質(zhì)土拌合時(shí)盡量采用成套的拌和機(jī)可以有效控制揚(yáng)塵，并在拌合前將

17、泡沫珠灑水濕潤(rùn)可以避免泡沫珠飛揚(yáng)污染周?chē)h(huán)境。9.3 在車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)車(chē)頂進(jìn)行覆蓋避免混合土遺撒造成環(huán)境污染。9.4 在有風(fēng)的時(shí)候停止作業(yè)，避免揚(yáng)塵。9.5 原料土盡量采用工程開(kāi)挖土方，可以有效的利用資源保護(hù)生態(tài)平衡。9.6 施工便道要經(jīng)常灑水控制揚(yáng)塵，有條件的可以將施工便道進(jìn)行硬化。9.7 在施工完成的路段要做好養(yǎng)護(hù)及邊坡維護(hù)，避免雨水沖刷導(dǎo)致固化材料及泡沫珠流的當(dāng)?shù)剞r(nóng)田等。十、效益分析10.1 各種軟土路基處理方法優(yōu)劣點(diǎn)及費(fèi)用比較，詳見(jiàn)表5：軟土路基處理方法優(yōu)點(diǎn)劣點(diǎn)費(fèi)用適用條件EPS顆?；旌陷p質(zhì)土填筑法 工期短，效益好，施工簡(jiǎn)單，工后效果好施工經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足高適用于橋頭路基，特別

18、適用于處理深厚軟土地基水泥攪拌樁施工速度相對(duì)較快，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，處理效果好施工質(zhì)量不易控制，15m以下質(zhì)量難以保證高適用于淤泥質(zhì)土及含水量3075%的軟弱土，加固深度在一般在18米以?xún)?nèi)CFG樁施工質(zhì)量容易控制，處理效果好施工工藝相對(duì)復(fù)雜，成樁質(zhì)量難控制高適用于橋頭路基預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量容易控制，處理效果好施工場(chǎng)地要求高，地下無(wú)雜物高適用于橋頭路基，特別適用于處理深厚軟土地基真空預(yù)壓工期短，效益好施工工藝復(fù)雜略高加速地基固結(jié)沉降，可用于預(yù)壓路段或橋頭處理擠密碎石樁適用范圍廣受材料和施工經(jīng)驗(yàn)的影響較大略高處理不排水抗剪強(qiáng)度較高（一般要求19.6KPa）的液化土及液化土夾軟土地基從經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)講一般情況下，其工程費(fèi)用從高到低依次為預(yù)應(yīng)力砼管樁CFG樁EPS顆?；旌陷p質(zhì)土路基真空預(yù)壓擠密砂樁（碎石樁）水泥攪拌樁，當(dāng)然，經(jīng)濟(jì)性要與方案的技術(shù)合理性、地方的材料供應(yīng)情況、施工工期緊張與否等多種因素綜合考慮。EPS顆?；旌陷p質(zhì)土由于其施工的簡(jiǎn)單、取材的方便、強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)以及工后的效果理想等多種因素