浅析轻质泡沫土在地铁深基坑软土地层中的

浅析轻质泡沫土在地铁深基坑软土地层中的

应用

作者李军

（中铁十局集团第三建设有限公司  安徽省合肥市  230000 ）

[摘要]本文阐述了南昌地铁4号线高新停车场出入场线明挖区间换填施工中软土地质中处理方法，针对这一软土地质具有抗剪强度低、含水量大的特点，通过轻质泡沫土换填加固，在工艺上有效的解决出入线明挖区间换填作业空间狭小问题、施工质量和进度需求问题，供同类型地质施工提供了一定的实际参考价值。

[关键词]软土地质    换填    轻质泡沫土

1引言

随着城市化的发展，一方面地铁作为城市快捷的交通工具，是未来城市公共交通发展的趋势，另一方面随着城市用地供应紧张，地铁停车场规划用地一般为地质较差、开发价值低的地方，且停车场区间常采用明挖法施工，明挖法施工安全、工期短、适用各种地层，但在软土地层进行施工受地质限制，存在工期长、安全风险大。随着建筑材料的应用领域不断拓宽，轻质泡沫土具有较高强度、成型后整体性好、填充性好等特点使其换填中应用不断拓宽，基于此，本文主要论述轻质土在市政地铁软土地质中的应用。

2工程简述

南昌地铁4号线高新停车场出入场线明挖区间为单层双跨箱型结构，基坑长度约482m，基坑开挖平面面积约为7150㎡，开挖深度为2.5m～11.6m，区间内有水塘（水深0.50-2.00m）、沟渠（横穿区间，宽约20m，水深约1.00-1.50m），且根据地质勘探报告区间自上而下依次淤泥层(层厚0.5~3.7m)、粉煤灰层（层厚5.8~10.8m）、素填土层（层厚0.5~6.7m）、粉质粘土层（层厚0.6~10.9m），区间内软土地基分布广泛，其沉降量大，抗剪强度低，但是压缩系数却很高，，且含水量大，原方案采用灰土换填，考虑灰土换填可满足地铁工程基础承载力要求，但是其在城市施工中易产生噪声及扬尘污染，且场线区间为满足抗浮要求均设置抗拔桩，不利于换填及碾压的机械化作业，同时在有限空间及碾压机械限制更不利于压实度控制，存在较大的质量隐患，鉴于以上，需要一种软土地基处理既能满足地铁工程基础地基承载力要求，又能在施工中保证工程质量安全的方法，经与设计沟通，轻质土换填可以满足上述要求。

3轻质泡沫土应用

3.1施工工艺流程

基坑软土开挖→支立模板→轻质泡沫土调配比制作→轻质泡沫土浇筑→养护

3.2施工控制要点

1、基坑软土开挖

对场线区间换填的软土区域基坑依据开挖长度及深度采取纵向分段，竖向分层的方式进行开挖。考虑软土地质具有抗剪强度低特点，防止在开挖过程产生滑坡，分层开挖应预留反压土，并及时安装钢围檩，在钢支撑应力加载后方可对反压土进行开挖，依次循环，直至基坑换填区域软土开挖完成并在坑底地基承载力符合要求后停止开挖。

2、支立模板

依据换填长度和深度，结合轻质泡沫土具有流动性大、浇筑需连续等特点，为保证施工进度及质量，对软土换填区域划分为若干填筑区，并采用模板与钢筋进行隔离分区分层浇筑。

3、轻质泡沫土调配比制作

对拟采用水泥和发泡剂进行检测，根据检测结果，并结合《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》CJJ/T177-2012规范要求调制试验设计配合比如下。

图1水泥检测报告

图2发泡剂检测报告

表1轻质泡沫土适配结果

经试验结果可知，按试验设计配合比调配的泡沫混凝土是满足设计要求28天抗压强度≥1 MPa。

4、轻质泡沫土浇筑

泡沫混凝土浇注施工拟采用配管泵送方式。浇注时，浇注管出料口应与浇注面保持水平，不应采用从上而下喷射方式进行浇筑，管口应埋入泡沫混凝土内不小于10cm，以降低泡沫混凝土的消泡量，单层浇筑厚度不得超过1m。

浇筑点由中心向四边扩展或采用多点浇筑。浇筑点不应直接冲击面板及模板接缝部位，避免造成面板底部及接缝处的渗漏。浇筑至顶层时，采用后退方式拖移浇筑管进行人工扫平，浇筑层终凝后方可进行上层的浇筑施工。

5、养护

在完成每一填筑区域顶层施工后，应立即对填筑体顶层表面覆盖塑料薄膜或土工布进行保湿养生，养生时间不得少于7天。同时，在每一填筑养护期内应避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响质量。

3.3注意事项

1.应根据不同的季节特点制订相应的施工技术方案，并应采取有针对性的措施，保证工程质量和和施工安全；

2.热期施工，每班完工后应及时清洗拌合设备、储浆设备、浇筑管路中的浆体，避免因浆体凝固损坏设备；

3.冬期施工时，每班完工后应清空各设备及管路中的残留浆体，并对浇筑管路、施工设备、发泡剂及浇筑区域等采取保温措施。

4.操作工人在加发泡剂时应戴好橡胶手套，尽量做到不直接与皮肤接触。 若由于不小心手或脚等部位沾污发泡剂时，应随即用清水冲洗。

5.施工场内的一切电源、电路的安装和拆除，必须由持证电工专管，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护装置。

4效果对比分析

1.工期对比分析

原方案采用三七土对软土地基进行换填，在完成软土开挖后分层碾压回填至设计标高，三七土受场地堆放限制及工艺要求无法满足连续填筑及压实作业，相同高度长度填筑原方案需要7天，而轻质土工艺上可满足连续作业要求，工期上需要3天，在进度上轻质土较三七土换填具有较大优势。

2.安全质量对比分析

原方案采用三七土对软土地基进行换填，基坑和抗拔桩的空间限制，以及碾压机械本身局限性，存在区间换填基坑边角碾压质量隐患，而在狭小空间进行大规模机械与人工碾压作业，存在较大的机械伤害安全隐患，安全风险较大，而轻质土因工序简单，工种、材料及设备单一，浇筑质量具有较强直观性，在安全质量上较三七土换填有很大优势。

5结论

针对出入场线明挖区间换软土地质采用泡沫轻质土换填施工，一是有效的解决了淤泥土层与粉煤灰层软土地质承载力不足、易变形的问题；二是在施工进度上，较原设计方案三七土换填大大缩短了工期，为出入线结构施工快速推进夯实了基础；三是轻质泡沫混凝土（280元/m³）成本上较传统混凝土（C20混凝土450元/m³）低38%；四是在安全质量上，较原设计方案有效避免狭窄空间机械作业施工带来的安全风险和边角处碾压盲区带来的质量风险，因此对地铁深基坑软土地质换填施工具有积极的借鉴意义。

参   考   文   献

【1】张磊、杨鼎宜.轻质泡沫混凝土的研究及应用现状 扬州大学建筑科学与工程学院 2005

【2】气泡混合轻质土填筑工程技术规程.中国建筑工业出版社.2012

作者简介：李军（1973-）  性别：男，文化程度：本科，籍贯：安徽合肥，职称：工程师，从事技术管理工作