氣泡混合輕質(zhì)土廣清公路改擴(kuò)建填土設(shè)計(jì)

氣泡混合輕質(zhì)土廣清公路改擴(kuò)建填土設(shè)計(jì)1程概況XX（XX）一XX（XX）高速公路改擴(kuò)建工程A-09合同段（RK44+324.152-K60+450）主要由原廣清北段高速公路組成，路線全長16.126km。本項(xiàng)目采用高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度100km/h，雙向八車道，繁體式路基標(biāo)準(zhǔn)寬度41m，分離式路基總寬度為13m（左側(cè)新建路基）+12.75m（左側(cè)老路基）+12.75m（右側(cè)老路基）+13m（右側(cè)新建路基）。填方加寬路基采用整體拼接方式與老路基拼接。該合同段軟土主要為第四系河漫灘相或沼澤相淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土，這類軟土分布于平原區(qū)、河流谷地和山間洼地，多具含水量高、孔隙比大、高壓縮性和低力學(xué)強(qiáng)度等特點(diǎn)。從軟土厚度及埋深看，軟土底部埋深均不大于12m，厚度分布不一，多為薄層軟土，最大為10.2m。從本路線的工程特點(diǎn)看，全線填土高度普遍較高，大部分路段填土高度為4m-8m左右為解決征地難和新老路基拼接產(chǎn)生的差異沉降等問題，本合同段擬采用氣泡混合輪質(zhì)土拓寬路堤，由于該輕型填士材料的日產(chǎn)量有限，還不能滿足高速公路施工進(jìn)度要求，不便全線采用，目前僅應(yīng)用于征地拆遷難、橋頭等特殊部位。2輕質(zhì)土加寬路堤設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1氣泡混合輕質(zhì)土（發(fā)泡混凝土）加寬路堤斷面設(shè)計(jì)氣泡混合輕質(zhì)土加寬路提斷面設(shè)計(jì)包括：填筑寬度、高度、長度等；氣泡混合輕質(zhì)土與老路堤間的銜接坡比、銜接形式；路堤頂面縱橫坡調(diào)節(jié)臺(tái)階。本次加寬設(shè)計(jì)中，一般路段的斷面按梯形填筑，按1：1的坡率沿老路開挖臺(tái)階2.2容重和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)氣泡混合輕質(zhì)土的容重通常分為攪拌后的濕容重、硬化后的濕容重和干燥容重，設(shè)計(jì)中一般采用攪拌后的濕容重，該值可由原料土、固化材料、水、氣泡量的多少，在5.1kN/m-12.7kN/m3的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)本項(xiàng)目中軟土地基承載能力低的特點(diǎn)，本次要求氣泡混合輕質(zhì)土的設(shè)計(jì)容重不超過6.5kN/m3。氣泡混合輕質(zhì)土施工后作為永久性構(gòu)造物固化后要有自立性，能承受其上部構(gòu)造的重力及施工荷載，并滿足作為附屬設(shè)施（防撞欄）基礎(chǔ)的需要，此外，還應(yīng)滿足運(yùn)營后的荷載要求。因此，設(shè)計(jì)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度要與填土體中產(chǎn)生的應(yīng)力相適應(yīng)，并應(yīng)考慮必要的安全系數(shù)。本次設(shè)計(jì)中要求：路槽底以下80cm范圍內(nèi)不小于1.2MPa，其他區(qū)域不小于0.8MPa；對(duì)橋頭10m范圍內(nèi)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求從上至下均不小于1.2MPa.2.3配合比設(shè)計(jì)氣泡混合輕質(zhì)土的配合比根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度、濕容重、流動(dòng)性等要求進(jìn)行選擇。首先參考已有的配合比，然后根據(jù)施工現(xiàn)場所用材料試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定施工配合比。2.4填筑體自身強(qiáng)度驗(yàn)算通過筑體強(qiáng)度分析，確保筑體在自重和外部荷載的作用下，滿足施工和使用中的安全要求。驗(yàn)算主要包括以下四個(gè)方面：1）滿足路堤各部位路用CBR要求的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；2）支撐交通荷載的筑體頂面強(qiáng)度；3）筑體固化自立所必要的強(qiáng)度；4）施工荷載作用下筑體的穩(wěn)定強(qiáng)度。2.5外部穩(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)土壓力等外力作用于氣泡混合輕質(zhì)土筑體上，筑體自重、斷面或地基支持力不足時(shí)就會(huì)發(fā)生傾覆、滑動(dòng)、下沉等破壞。即使地基承載力足夠，如果地基內(nèi)部存在軟弱結(jié)構(gòu)層，或筑體設(shè)置在斜陡坡上，也常會(huì)發(fā)生大范圍的滑坡或下沉破壞。因此，進(jìn)行筑體外部穩(wěn)定性分析時(shí)，須作抗滑、抗傾覆及地基承載力驗(yàn)算，必要時(shí)還應(yīng)對(duì)既有填土和地基的整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析。3設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)3.1面板設(shè)計(jì)為了防止氣泡混合輕質(zhì)土發(fā)生風(fēng)化、保護(hù)輕質(zhì)填土構(gòu)造體，設(shè)計(jì)中，考慮在氣泡混合輕質(zhì)土橫向直立面上設(shè)置防護(hù)用面板。面板尺寸擬定時(shí)，考慮氣泡混合輕質(zhì)土一次填筑時(shí)產(chǎn)生的側(cè)壓力和風(fēng)荷載，對(duì)板身的應(yīng)力大小以及其結(jié)構(gòu)的傾覆、滑動(dòng)、支撐力等方面進(jìn)行分析。此外，由于本次擴(kuò)建工程中采用的是預(yù)制面板，因此面板設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮預(yù)留吊裝孔以便施工。面板下設(shè)置C25現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)為其提供足夠的支持。為了減少地基不均勻沉降的影響，面板每10m設(shè)計(jì)一道沉降縫，縫寬1cm，全斷面填塞瀝青模板或夾板。3.2金屬網(wǎng)設(shè)置相關(guān)試驗(yàn)研究表明，金屬網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)對(duì)控制氣泡輕質(zhì)土中裂縫的發(fā)展有明顯的效果。為防止氣泡混合輕質(zhì)土早期破壞，本次設(shè)計(jì)在氣泡混合輕質(zhì)土填土內(nèi)部應(yīng)力集中的地方（如護(hù)欄底部）及填土的端部等處設(shè)置03.2mm焊接金屬網(wǎng)。金屬網(wǎng)在填土的上部、下部及端部每隔0.5m鋪設(shè)一層，各鋪設(shè)兩層。接長時(shí)橫斷面方向搭接0.3m，縱斷面方向搭接0.2m，鋪設(shè)時(shí)要求安裝牢靠，方能達(dá)到良好的效果。3.3抗滑措施路基拼接時(shí)，要防止填土的橫向滑動(dòng)。本次設(shè)計(jì)考慮將老路坡面清表后開挖成臺(tái)階狀，臺(tái)階寬度為1.0m，并提出最下一層平臺(tái)的寬度不小于2.0m。此外，在開挖的臺(tái)階上打入水平向的中25mm地錨鋼筋，以提高抗滑效果，增強(qiáng)氣泡混合輕質(zhì)土的穩(wěn)定性。3.4防、排水設(shè)計(jì)在輕質(zhì)填土體頂部設(shè)置一層防滲土工膜，以阻止頂部水分進(jìn)人氣泡混合輕質(zhì)填土體中。在路面面層以下、新老路基結(jié)合部位設(shè)置縱向排水盲溝，并通過設(shè)置中直徑15cm軟式透水管及每隔5m設(shè)置的直徑10PVC排水管等橫向排水結(jié)構(gòu)物進(jìn)行排水。PVC管須延伸至邊坡以外，營運(yùn)期間應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，如水流量過大造成邊坡沖刷嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將管接長至排水溝處。4結(jié)語氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的路用性能及施工便捷簡單等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路改擴(kuò)建工程中對(duì)減少新老路基