一种浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构及施工方法与流程

本发明涉及建筑
技术领域：
，具体涉及一种浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构及施工方法。
背景技术：
：软土路基的处理的目的是提高该段道路路基的稳定性和承载能力。软土路基的处理方式一般是采用砂垫层、土木格栅层及堆载预压的处理方式，这种处理方式的加固效果不是很理想。此外，有时还会在路基的两侧分别加装一排桩墙。各每排桩墙由多根沿预定的方向(即道路路基的长度方向)间隔排列的侧桩组成，各侧桩靠其下端插入原软土路基内而实现固定定位，而各侧桩的上端是裸露在外的，容易受外力被拔出原软土路基而丢失，使桩墙失去作用。目前人们对传统方法进行改进后的一些处理方法大多需要采用各种结构复杂的装置和材料，生产成本非常高，实施方法非常复杂，施工难度大，需要专门的技术人员才能进行施工，导致这些方法难以推广。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构及施工方法，该浅层软土地基轻质型路堤结构的结构简单、对施工要求不高，也方便了施工、整体结构稳定性高、减少差异性沉降，具有很好的实用性。相应的，本发明实施例提供了一种浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构，包括：垫层、泡沫轻质土基床、轻质型保护壁、保护壁基础、加筋结构、防渗土工膜，其中：垫层位于路堤结构的底层，泡沫轻质土基床设置在垫层上，保护壁基础设置在垫层上，轻质型保护壁设置在保护壁基础上并围蔽着所述泡沫轻质土基床，加筋结构设置在泡沫轻质土基床上；所述防渗土工膜设置于泡沫轻质土基床底面和顶面；所述泡沫轻质土基床中的泡沫轻质土组分包括：水泥、泡沫、矿渣粉、陶瓷抛光渣粉。所述垫层由碎石或砾砂铺筑而成。所述路堤结构顶面做成削坡过渡的台阶形式。所述轻质型保护壁由加气混凝土砖纵向交错堆砌而成，并由竖向支撑柱、横向连接件进行支撑连接。所述加气混凝土砖为加气混凝土预制而成的长方体结构，其长宽高分别为60cm*10cm*20cm，所述加气混凝土砖之间通过砌筑砂浆相连接。所述保护壁基础为混凝土基础，混凝土基础标号大于c25，保护壁基础与轻质型保护壁通过坐浆相连。所述加筋结构分层设置于轻质土基床内部，加筋结构包括土工格栅和铁丝网，土工格栅设置在轻质土基床底部位置，铁丝网设置在轻质土基床的表面以及中部。相应的，本发明还提供了一种浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：进行基底处理，对地基土进行预压处理，并在预压处理满足沉降要求后进行预压土卸载；进行路基反开挖，根据软基的深度进行软基开挖，将路基范围内的浅层软基挖除；进行垫层铺筑，铺筑前在路基原地面上间隔10m处均匀打一木桩来控制施工铺筑厚度，平整压实后用水准仪复查碎石填筑厚度；进行保护壁基础施工，保护壁基础混凝土浇筑进行水平浇筑，在浇筑完成后及时预埋预埋竖向支撑柱角钢；纵向交错堆砌筑加气混凝土砌块，并安装横向连接件，加气混凝土砌块根据随浇随砌的原则进行，每砌一定高度的加气混凝土砌块就浇筑一层泡沫混凝土层，加气混凝土砌块每次的砌筑高度即为泡沫混凝土分层浇筑的高度；进行泡沫轻质土基床底部防渗土工膜铺设，在碎石垫层上加铺防渗土工膜，泡沫轻质土底部和顶部均设置有防渗土工膜；防渗土工膜采用双焊缝热熔焊接工艺，焊缝宽度为2.5cm，土工膜搭接长度不小于5cm；防渗土工膜四周采用压条密封安装，保证底部沿保护壁向上不小于1米；顶部防渗土工膜在养护结束后铺设；进行泡沫轻质土浇筑形成泡沫轻质土基床，同一区段上下相邻浇注层，浇注间隔时间应以下层浇注层已经硬化为控制标准，不宜少于6h；每一浇注层应在水泥浆初凝时间内浇注完毕，浇注时间不宜超过2h；水泥浆自制备完成到开始制备轻质土的间隔时间最大不应超过2h；铺筑加筋结构，加筋结构的加入与泡沫轻质土的浇筑交替施工的，在浇筑一定高度的泡沫轻质土后，待泡沫轻质土终凝后铺筑钢塑土工格栅或镀锌铁丝网的铺设，铺设完成后可进行下一层泡沫轻质土的浇筑，直至轻质土浇筑至设计标高；泡沫轻质土路堤养护，轻质土路基顶面浇注至设计高程后，应及时铺设防渗土工膜，顶部四周向下包裹0.5米，对轻质土路堤进行保湿养护。所述方法还包括：轻质土路基顶部路面结构层应在路床部位轻质土同条件养护试件强度不低于设计强度时展开施工；同条件养护试件自最后完成的浇注层制取，制取组数不应低于6组，且置于现场最后完成的浇注区顶、养护薄膜或防渗土工膜下养护；同条件养护试件宜按龄期7d、14d、28d、40d、50d、60d的顺序进行强度检测。所述方法还包括：路面结构层施工时，采取边卸料、边推平、边碾压的前进方式进行摊铺和碾压。本发明实施例所涉及的浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构，适用于软土分布厚度小于3m的地基处理，采用泡沫轻质土取代常规软土地基换填材料，有效降低地基自重，同时路堤部分采用轻质土路基，降低了整体结构的自重，有利于降低路基整体结构沉降。轻质土路堤两侧设置保护壁，起到保护轻质土、防风化的作用，提升整体稳定性，又兼具道路美观性；结构内部设置加筋结构提高整体稳定性、耐久性。该防渗土工膜在该结构中实现防渗与排水作用于一体，防止水渗透影响泡沫轻质基床的结构性能，其同时具备隔离和加筋等功能。该轻质型路堤整体结构施工方便、简单、有利于缩短工期。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本发明实施例中的浅层软土地基泡沫轻质土路堤的全横断面结构示意图；图2是本发明实施例中的浅层软土地基泡沫轻质土路堤的半幅横断面结构示意图；图3是本发明实施例中的轻质型保护壁堆砌结构示意图；图4是本发明实施例中的轻质型保护壁与保护壁基础连接示意图；图5是本发明实施例中的轻质土台阶削坡处理结构示意图；图6是本发明实施例中的泡沫混凝土浇筑流程示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。图1示出了本发明实施例中的浅层软土地基泡沫轻质土路堤的全横断面结构示意图，图2示出了本发明实施例中的浅层软土地基泡沫轻质土路堤的半幅横断面结构示意图，包括垫层1、泡沫轻质土基床3、轻质型保护壁5、保护壁基础6、加筋结构，垫层1位于路堤结构的底层，泡沫轻质土基床3设置在垫层1上，保护壁基础6设置在垫层1上，轻质型保护壁5设置在保护壁基础6上并围蔽着所述泡沫轻质土基床3，加筋结构设置在泡沫轻质土基床3上。基于图1或图2所示的浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构，适用于软土分布厚度小于3m的地基处理，采用泡沫轻质土取代常规软土地基换填材料，有效降低地基自重，同时路堤部分采用轻质土路基，降低了整体结构的自重，有利于降低路基整体结构沉降。轻质土路堤两侧设置保护壁，起到保护轻质土、防风化的作用，提升整体稳定性，又兼具道路美观性；结构内部设置加筋结构提高整体稳定性、耐久性。具体的，该垫层1由碎石或砾砂铺筑而成，垫层1的材料必须具有良好的振实加密性能，碎石级配良好并具有良好的振实加密性能。具体的，该泡沫轻质土基床3由泡沫轻质土分层分区现浇而成，泡沫轻质土基床3一部分是位于地面线以下的，要先挖除地基的软土层之后才开始逐层填筑泡沫混凝土。图5示出了本发明实施例中的轻质土台阶削坡处理结构示意图，现浇泡沫轻质土浇注施工具有自流平特点，其顶面无法像常规土路基那样做出标准纵横坡，所以泡沫轻质土顶面做成削坡过渡的台阶形式以适应坡度的变化，这里实施例中轻质土台阶过渡削坡度为1：2，一般的，轻质土台阶过渡削坡度宜为1：3～1：2之间。这里轻质土台阶形式采用削坡过渡，即路堤结构顶面做成削坡过渡的台阶形式，有利于轻质土台阶结构之间的过渡平顺性。具体的，该泡沫轻质土成分包括：水泥、泡沫、矿渣粉、陶瓷抛光渣粉。首先是水泥、矿渣粉、陶瓷抛光粉加水均匀搅拌形成混合料浆体，然后将混合料浆体与泡沫在泡沫混凝土机内混合搅拌制成泡沫轻质土。这里每立方米泡沫轻质土材料配合比为：水泥75-85kg、水215-225kg、气泡群28-32kg、矿渣115-125kg、陶瓷抛光渣190-210kg。泡沫轻质土的材料配比说明：每立方米泡沫轻质土材料配合比设计如下：单位(kg/m3)按照该配合比设计的泡沫轻质土性能检验结果如下：这里矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品，陶瓷抛光渣为陶瓷抛光过程产生的废料，采用矿渣、陶瓷抛光渣作为环保型掺合料替代部分水泥，有利于工业固废物的回收利用，降低工程成本，节能环保。图3示出了本发明实施例中的轻质型保护壁堆砌结构示意图，图4示出了轻质型保护壁与保护壁基础连接示意图，该轻质型保护壁5由加气混凝土砖8纵向交错堆砌而成，并由竖向支撑柱10、横向连接件9进行支撑连接。具体的，加气混凝土砖8为加气混凝土预制而成的长方体结构，其长宽高分别为60cm*10cm*20cm，加气混凝土砖之间通过砌筑砂浆12相连接。具体的，保护壁基础6为混凝土基础，混凝土基础标号大于c25，保护壁基础6与轻质型保护壁5通过坐浆11相连。具体的，加筋结构分层可设置于轻质土基床3内部，加筋结构包括土工格栅7和铁丝网4，土工格栅7设置在轻质土基床3底部位置，铁丝网4设置在轻质土基床3的表面以及内部。具体的，该土工格栅7采用gsz60-60型钢塑土工格栅，铁丝网4采用φ1.5mm@2.5cm×2.5cm镀锌铁丝网。具体的，钢塑土工格栅7沿路堤横向铺设，受力方向的搭接长度不小于30cm，非受力方向的搭接长度不小于10cm，绑扎丝带采用与钢塑土工格栅同型号的产品。钢塑土工格栅7采用u型钉固定，间距2米，按照正三角形布置。具体的，镀锌铁丝网4铺设时，应采用u形钉进行锚固，锚固间距2m～4m。镀锌铁丝网4平面位置应重叠搭接，搭接宽度不低于1个网眼宽度，搭接处用铁丝或塑料扣绑扎并用u型钉锚固。具体的，该浅层软土地基泡沫轻质土路堤结构中还设置有防渗土工膜2，该防渗土工膜2分别设置于轻质型路堤结构的底面和顶面，hdpe防渗土工膜为采用ch-1型聚乙烯工膜，防渗土工膜厚度为0.4mm。该防渗土工膜2在该结构中实现防渗与排水作用于一体，防止水渗透影响泡沫轻质基床1的结构性能，其同时具备隔离和加筋等功能。本发明实施例所涉及的浅层软土地基轻质型路堤结构的施工方法步骤如下：第一步：进行基底处理，对地基土进行预压处理，并在预压处理满足沉降要求后进行预压土卸载，具体包括：1.1地基土的预压处理。泡沫轻质土路基施工前，应对地基土进行预压处理，以加速地基沉降，减少路基的工后沉降。预压土填筑宽度应至护坡道外边界，填筑顶面高程不低于2.0m；预压土压实度不低于90％，整个路基预压土填筑完毕后，预压时间不少于3个月。在预压期内要进行定期的沉降观测，待沉降稳定后方可进行反开挖施工。1.2预压土卸载。预压土应尽量保证3～6个月的预压期，实际预压时间应根据沉降观测和稳定要求确定。在满足连续三个月不超过5mm/月的沉降速率时方可卸载。第二步：路基反开挖，根据软基的深度进行软基开挖，将路基范围内的浅层软基挖除，具体包括：堆载预压土卸载完成后进行浅层软基挖除，根据软基的深度进行软基开挖，将路基范围内的浅层软基挖除。第三步：垫层铺筑，铺筑前在路基原地面上间隔10m处均匀打一木桩来控制施工铺筑厚度，平整压实后用水准仪复查碎石填筑厚度，具体包括：3.1准备工作：垫层铺筑前首先对底基层进行复验、量测修整，基底平面尺寸、高程、地基承载力应符合设计要求，确保基底无积水、无杂物、无松软土。3.2铺筑垫层：铺筑碎石垫层时，考虑路基地下水位及运输载重能力对路基原地面的影响，铺筑碎石采用推进法进行施工。即用运输车辆将已备好的碎石运至将要处理地段的起点，用推土机逐步推进作业。铺筑前在路基原地面上间隔10m处均匀打一木桩(或竹片)来控制施工铺筑厚度，并派专人跟进检查。平整压实后用水准仪复查碎石填筑厚度。3.3施工工艺：a.工艺流程：检验碎石的质量—铺筑碎石—找平—验收。b.碎石垫层铺设应按泡沫轻质土浇注区分区进行。铺筑前，在底基层预先设好10×10m网格标高桩，以便于碎石铺筑过程中厚度能直观控制。c.对于浇注区分界位置，应预留2～3cm宽、2～3cm深的沟槽，以方便浇注轻质土时，临时模板的安装。第四步：保护壁基础及其保护壁施工，具体包括：保护壁基础混凝土浇筑及预埋竖向支撑柱角钢：基础浇筑应水平，浇筑完成后及时预埋竖直支撑柱，角钢埋设位置间距准确无误，同时保证垂直度；纵向交错堆砌筑加气混凝土砌块，及时安装横向连接件，加气混凝土砌块应根据随浇随砌的原则进行，每砌一定高度的加气混凝土砌块就浇筑一层泡沫混凝土层，加气混凝土砌块每次的砌筑高度即为泡沫混凝土分层浇筑的高度。第五步：泡沫轻质土基床底部防渗土工膜铺设，具体包括：在碎石垫层上加铺hdpe防渗土工膜：该垫层为碎石垫层，铺筑前采用泡沫轻质土对垫层表面进行覆盖浇注再铺设土工织物，避免土工织物被刺穿破坏。a.泡沫轻质土底部和顶部均设置有hdpe防渗土工膜，底部在泡沫轻质土四周沿保护壁向上包裹1米，顶部四周向下包裹0.5米。b.hdpe防渗土工膜采用双焊缝热熔焊接工艺，焊缝宽度为2.5cm，土工膜搭接长度不小于5cm。c.考虑地基变形比较大，底部铺设土工膜时按照2—5％进行预先留出伸缩放量；d.焊接前对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；e.土工膜四周采用压条密封安装，保证底部沿保护壁向上不小于1米；顶部土工膜在养护结束后铺设。第六步：泡沫轻质土浇筑，具体包括：图6示出了本发明实施例中的泡沫混凝土浇筑流程示意图，通过稀释水和发泡剂形成发泡液，基于压缩空气形成所需的泡沫，将水泥等和水混合并混合搅拌成型为所需的水泥浆，将水泥、矿渣粉、陶瓷抛光粉加水均匀搅拌形成混合料浆体，然后将混合料浆体与泡沫在泡沫混凝土机内混合搅拌制成泡沫轻质土，基于泡沫轻质土浇筑成型泡沫轻质土路基。这里每立方米泡沫轻质土材料配合比为：水泥75-85kg、水215-225kg、气泡群28-32kg、矿渣115-125kg、陶瓷抛光渣190-210kg。泡沫轻质土的材料配比说明：每立方米泡沫轻质土材料配合比设计如下：单位(kg/m3)按照该配合比设计的泡沫轻质土性能检验结果如下：这里矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品，陶瓷抛光渣为陶瓷抛光过程产生的废料，采用矿渣、陶瓷抛光渣作为环保型掺合料替代部分水泥，有利于工业固废物的回收利用，降低工程成本，节能环保。需要说明的是，该浇注施工控制要点包括：a.同一区段上下相邻浇注层，浇注间隔时间应以下层浇注层已经硬化为控制标准，不宜少于6h。b.每一浇注层应在水泥浆初凝时间内浇注完毕，浇注时间不宜超过2h；水泥浆自制备完成到开始制备轻质土的间隔时间最大不应超过2h。c.应沿浇筑区长轴方向自一端向另一端浇筑；如采用多条浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式。d.浇筑过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇筑轻质土表面后再移动。e.浇注过程中，浇注管出料口离当前浇注面的高差最大不应超过2m。f.浇注施工过程中，应尽量减少在浇注层中的走动扰动。g.泡沫轻质土浇注过程中，对泡沫密度、水泥浆密度、轻质土湿密度进行实时监测，密度实时控制允许误差见表1。表1密度实时控制允许误差项目允许误差泡沫密度±10水泥浆密度±2﹪泡沫轻质土湿密度±3﹪第六步：铺筑加筋结构(钢塑土工格栅及镀锌铁丝网)加筋结构(钢塑土工格栅和镀锌铁丝网)的加入都是与泡沫轻质土的浇筑交替施工的，即浇筑一定高度的泡沫轻质土后，待泡沫轻质土终凝后方可铺筑钢塑土工格栅或镀锌铁丝网的铺设，铺设完成后可进行下一层泡沫轻质土的浇筑，直至轻质土浇筑至设计标高。具体要求如下：1)钢塑土工格栅a.钢塑土工格栅沿路堤横向铺设，受力方向的搭接长度不小于30cm,非受力方向的搭接长度不小于10cm，绑扎丝带采用与钢塑土工格栅同型号的产品。钢塑土工格栅采用u型钉固定，间距2米，按照正三角形布置。b.铺设钢塑土工格栅基面应平整、密室。铺设要保持连续，不出现扭曲、折皱、重叠等现象，不得对格栅拉伸安装。2)铁丝网铺设铁丝网网铺设时，应采用u形钉进行锚固，锚固间距2m～4m。金属网平面位置应重叠搭接，搭接宽度不低于1个网眼宽度，搭接处用铁丝或塑料扣绑扎并用u型钉锚固。第七步：轻质土路堤养护轻质土路基顶面浇注至设计高程后，应及时铺设防渗土工膜，顶部四周向下包裹0.5米，对轻质土路堤进行保湿养护。养护应注意一下几点：a.泡沫轻质土浇注成型初凝后，及时覆盖、洒水养生，防止水份散发过快，引起收缩裂缝；b.泡沫轻质土浇注完未终凝前不得扰动，下一层浇注必须在前一层终凝后方可进行；c.泡沫轻质土浇筑到设计标高时，采取表面覆盖塑料薄膜、土工布等进行养生，时间不少于3天；d.机械设备不能直接接触泡沫轻质土路基表面，否则必须施工保护层。第八步：与其它工序的衔接a.轻质土路基顶部路面结构层应在路床部位轻质土同条件养护试件强度不低于设计强度时方能展开施工；在工期特别紧迫时，同条件养护试件强度至少不应低于0.6mpa。同条件养护试件自最后完成的浇注层制取，制取组数不应低于6组，且应置于现场最后完成的浇注区顶、养护薄膜或防渗土工膜下养护。同条件养护试件宜按龄期7d、14d、28d、40d、50d、60d的顺序进行强度检测。b.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，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。泡沫轻质施工常见质量通病，预防与处理措施。以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12