泡沫混凝土（发泡混凝土）深厚软土区沿河路堤拓建技术方案研究及实践
随着浙江省滨海产业带战略实施，大量滨海公路改扩建工程迫在眉睫，并将极大改善港口集疏运的功能和效率。鉴于浙江省滨海区域广泛覆盖着深厚的较土地基，而且河网密布，路网交集，部分沿河路堤的拓建工程十分棘手。诸如新老路堤的纵向裂缝问题、新建路堤桥头跳车问题、拓宽诱发的路堤滑移问题、既有桥涵结构物拓宽等，采用传统的常规手段处理似乎困难重重，本文在方案比选基础上，提出了泡沫混凝土（泡沫轻质土）路堤挡墙的拓建方案，获得了成功应用，可供类似工程参考。
1沿河路堤拓宽工程难点及特点
1.1新老路堤沉降差异
浙江滨海深厚软土多为海相沉积，具有天然含水量高（70%~90%）、孔隙比大（1.6~2.0）、压缩性大、渗透性小、抗剪强度低、流变性显著等特性。滨海软土主要由淤泥质黏土、淤泥、粉质黏土、吹填土、杂填土或其他高压缩性土层组成，软土厚度达15~ 100 m。具有深厚软土地基处理难度大、固结速度慢、沉降大且周期长等特点。因此，地基由于新拓宽路堤加载而产生附加应力，不仅引起新路堤的快速沉降，而且也给老路堤带来新的沉降影响，两者的沉降差易导致路堤建成后纵向开裂的风险大为增加，严重时引起台阶式裂缝。为消除差异沉降、拓宽区域，传统上多采用管桩等桩式路堤方案来解决类似问题，其造价往往比较高，且依然存在不少问题。
1.2拓建工程诱发滑移病害沿河路堤位于斜坡地形，外侧填高比较高，地基又十分软弱，加上水位升降和坡脚侵蚀的影响，路基拓宽时，沿河侧易发生滑移等工程灾害，严重时阻断老路交通，并带来巨大的经济损失。沿河路堤的滑移有时不仅仅局限于施工期，由于滑动面的缓慢蠕动效应，系数不足的路堤滑移病害有时还会在通车之后发生，严重时造成人员伤亡。因此，拓建路堤抗滑移系数均要求K≥1.20。
1.3涵管结构物衔接难题新老路堤衔接时，横穿路基既有排水涵管均需进行接长，涵管路段一般需采用二次开挖技术，即先预压，沉降稳定后，开挖埋设接长的管涵，但工期相对较长。该方案对不均匀沉降的影响具有一定的缓解，如果预压沉降不充分，后期建成后，涵管易开裂，严重时会引起沉降缝错台、倾斜等病害。为此，有时会在涵管区域局部范围采用管桩支护，以减少地基不均匀沉降对涵管结构物的影响，同时造价也会相应增加。
1.4老路路容环境影响
既有的滨海公路大多建成于20世纪80年代或更早，路幅比较窄，部分公路甚至是沿海堤坝与地方道路的结合体，道路两侧绿化比较好，行道树均已长成参天大树，近水区域灌木、芦苇或竹子郁郁葱葱，道路拓宽时，如何兼顾既有绿化景观的保护，同时实现道路扩容功能十分重要。
2拓宽方案比选
由上文可知，滨海沿河路堤拓建存在技术难点颇多，值得深入研究。通常，解决滨海地区沿河路堤拓宽问题的技术方案主要有：
（1）栈桥方案，其特点是“以桥代路"，减少新老工程的相互影响；
（2）改移方案，其特点是以保障道路拓宽功能为优先，同时将河道改移至距离之外；
（3）原地拓建方案，其特点是采用必要的工程支挡措施，在保障的前提下，实现道路拓宽的功能，如桩基础挡墙方案。
2.1栈桥方案
栈桥方案即“以桥代路”方案。楼桥的应用范围很广，多见于景区道路的游步道、栈道，以桁架式结构为多见，技术比较成熟，材质以木材、钢材为主，结构轻巧且富于变化，但造价比较高。该方案用于沿河道路拓宽工程，可减少占用河床断面，保护绿地，但是运营使用后管养工作量较大，部分构件需定期更换。该方案的重要前提是基础稳固，临近石壁可采用锚固技术，滨海区域可采用桩基础。然而地基不稳定且存在滑移、倾覆风险时一般慎用。
2.2改移方案
改移方案即“风险回避”方案。在滨海区域，河网承担着重要的行洪、排洪的功能，部分河道还具有一定冲刷特性，因此，当道路拓宽挤占河道时，应做好工程的冲刷防护，同时相应拓宽河道对岸的水域面积，以满足滨海平原区河道的蓄洪功能。改移方案分为道路改移和河道改移，通过改移，实现资源共享，和谐共建的目的，同时回避技术上的风险。该方案也是目前滨海公路建设上广为采用的技术应用方案。
2.3原地拓建方案
在空间资源、土地资源或水域资源受限条件下，只能选择路堤原地拓建方案。鉴于滨海路堤的技术难点，原地拓建方案又可分为放坡拓宽和直立拓宽两种。前者经常与改河方案相结合，以补偿路堤挤占河道的空间；后者主要采用直立挡墙形式，并根据地基条件和填筑材料，可分为管桩基础挡墙、灌注桩基础挡墙、松木桩基础挡墙、扩大桩基础挡墙等，通过地基加固和基础形式合理选用，以确保上部挡墙的。该方案的特点是路堤就地取材、实体填筑、耐久性好、基础稳固，但造价较高，桩基础施工对既有的老路堤扰动较大，实施过程中切忌大填大挖，以避免造成路堤滑塌，同时应注意保护老路的绿色路容环境。
3工程实例
秦山大道二期沿岸拓宽非机动车道工程，位于海盐县秦山镇与激浦镇镜内，路线全长2.930 km，建成后作为老沪杭公路（大王桥一激浦大桥）路段非机动车的专用通道，右侧沿河，拓宽宽度4.0m
（含0.5m土路肩），同时要求保留路侧行道树，并保护老路路容生态景观。老沪杭公路宽8.0m，双向两车道，由早期钱塘江的护堤改建而成，老堤主要采用粉质黏土人工夯填形成。沿河道路拓宽标准横断面见图2.
3.1方案比选
结合工程现实条件，本项目拟定了三个方案：（1）栈桥方案；（2）管桩基础+挡墙方案；（3）
轻质泡沫混凝土拓建方案。表1为三个方案的比选情况，经综合比较，终选择了方案三（图3）。下部采用直立泡沫混凝填筑，上部设置矮路肩墙。路基建成后路面采用100mm沥青面层，基层采用200 mm厚4%水泥稳定碎石基层，底基层为150mm厚级配碎石，沿河侧设置了木质景观型护栏。
3.2推荐方案稳定性分析
根据《公路路基设计规范（JTG D30-2004））要求，本项目填方边坡工程稳定性可以采用定性分析与定量分析相结合的评价方法。根据现场踏勘，本项目沿河路堤除局部陡坎区域发现变形裂缝，边坡现状稳定性基本良好。从边坡的坡率、坡高、地层结构特征，通过工程类比分析与极限平衡分析相结合，选择典型横断面结合BISHOP法对边坡的稳定性进行定量分析，分析软件主要采用GEOSLOPE软件。地质资料岩土力学参数结合地质报告和典型边坡参数反演计算取得，见表2。根据图4计算分析结果，非机动车道采用泡沫混凝土拓宽之后，路堤稳定性总体良好。
3.3方案实施情况
本项目采用的泡沫混凝土是一种多孔隙介质，是由水泥骨架和大量孔隙直径相对均一的封闭气孔组成，气孔由泡沫在料浆发泡混合中形成，并在硬化过程中固定在混凝土中，孔间壁由水化产物、未反应的材料颗粒和气孔组成。天然容重约为6~8 kN/m3，强度可调节，无侧限抗压强度约为1.0-1.5 MPa，施工时具有高流动性，水平泵送距离可达1200 m，实施快捷、便利，场地要求低，制作点和浇筑点可分离，不需碾压和振捣，作业面小，硬化后具有自立性好，低弹减震性好，防水性能强，耐久性能好，以及良好的隔热、隔音效果，及抗冻融性、环保性能好等诸多技术优点。泡沫混凝土一般不能直接暴露，长期风吹雨打易风化，为此，其直立结构的外面墙必须采取封闭措施，采用加筋预制混凝土面板或砂浆抹面+钢丝网处理，以确保其外立面的耐久性。
本项目从2013年5月开始进场实施，工期6个月，目前已顺利完成泡沫混凝土体积约2.46万m3，
接长涵管17m/3只，路基填筑已基本完成，后续工程主要为路面施工、护栏安装、标志标线、照明和景观恢复等工作。项目实施期间，路堤未发生滑坡和坍塌等岩土工程灾害，取得了良好的工程示范效果。
3.4其他注意事项
本项目地基均为粉质黏土为主，填筑方案经设计合理控制，采用了因地制宜的分段实施方案，根据填筑高度、襟边、实施条件，大致可分为低矮放坡、直立矮墙、泡沫混凝土挡墙等三种防护形式。尽管部分路段填高4-6m，通过轻质填筑控制，的等效土石填筑高度均小于2.5 m，对地基承载力要求不高，地基附加应力也不大，泡沫混凝土可直接填筑处理，不需实施等载预压或超载预压。其他技术要求如下：
（1）对填筑临河的区域，特别是老路堤斜坡比较陡、拓宽后挡墙基础受限的路段，挡墙基础埋置深度必须大于1m以上，而且，基础埋置的平台必须满足3m以上的襟边宽度，以确保挡墙基础稳固。（2）挡墙基础位置靠近临水面时，应采取围堰施工，以确保挡墙基础埋深和襟边宽度满足设计要求。
（3）挡墙基础位置位于坡腰上时，考虑到斜坡的长期稳定性，应对靠近临水面的土坡坡脚边缘进行修整，并要求打设一排松木桩（桩间距250 mm），以减少河水对坡脚的长期侵蚀，避免由于坡脚损毁而诱发路堤滑移变形。
（4）减少临时开挖暴露时间和范围，做好现场位移和变形观测，对隐患提前预警，从而有力地保障了本项目施工过程。
4结语
（1）滨海沿河路堤拓宽存在诸多的技术难点，.
本文采用分段处治，因地制宜，合理采用新技术解决了工程建设的技术难题，初步实现了工程的建设目标。
（2）泡沫混凝土具有轻质、直立性好、强度高、实施便利、经济效益好等诸多优点，并能缓解滨海沿河路堤拓建的技术难题，其技术可靠，值得推广。（3）面临复杂的技术问题时，应坚持多方案比选，要从技术可行性、施工便利性、工期、环境保护及工程造价等方面，进行综合、考虑，优化方案，做到技术先进、经济合理、可靠、绿色环保，确保质量以及满足工期要求。
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