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摘要：由于泡沫轻质土具有轻质、强度可调节、高流动性、固化后能自立、施工性和耐久性良好等特点，被广泛的应用到高填帮宽路基中。因此，本文结合公路工程项目实际情况，首先论述了泡沫轻质土路基的基本特点，然后重点研究了泡沫轻质土在高填帮宽路基中的应用。

关键词：泡沫;轻质土;高填帮宽路基;应用

泡沫轻质土能够减小路基的荷载，严格控制工后路基沉降现象。此外，通过合理地优化轻质土不同成分比例，能够实现其强度的调整，从而满足不同路基强度的实际需要。在公路工程施工中可以采用泡沫轻质土取代原路基填料，以免路基高挖、高填而对自然环境造成破坏。

1工程概况

某项目地基地层岩性从地表往下依次为：层人工填土（Q4ml），稍湿，层厚0.5～3.1m，多为铁路路基填土;①1层淤泥质粉质黏土（Q4ml），流塑，基本承载力σ0=80kPa，层厚2～6m，在河流及水塘附近局部分布;①2层黏土（Q3al），软塑～可塑，σ0=120～150kPa，场区广泛分布，层厚4.8～11.0m;①3层黏土（Q3al），硬塑，土质较均匀，含铁锰质氧化物、姜石，σ0=180～200kPa，层厚15～35m;②1～3层泥质砂岩（K2c），全～弱风化，其中全风化岩芯风化呈砂土状，黏性较大，σ0=250kPa，层厚1.0～8.5m，弱风化砂质结构，中厚层构造，岩芯较完整，呈柱状，节长一般5～30cm，单轴饱和抗压强度2.61MPa，σ0=450kPa，层厚1.2～15.0m。

2 数值模拟分析

2.1几何模型

采用软件GeoStudio的SIGMA/W进行数值模拟计算。K903+500断面路堤形式为轴对称的双侧帮宽，以既有路堤中心线为基准取一半结构建立模型，底端边界约束竖向位移和水平向位移，两侧边界约束水平向位移。

2.2材料参数

主要土层计算参数见表1。既有线路堤下的①2黏土已预压固结，因此压缩模量大于其他区域的①2黏土。根据统计资料，一般情况，土体的弹性模量是压缩模量的几倍，且土体的压缩性越小，模量比越大。泡沫轻质土和水泥土桩的弹性模量按其无侧限抗压强度qu的倍数估算，泡沫轻质土的弹性模量按250qu估算，水泥土桩的弹性模量按100qu～200qu估算。

2.3计算结果分析

2.3.1既有路堤基底附加应力

普通填料和泡沫轻质土帮宽方案的ch位置处基底附加应力分布见图1。由图1可知：既有路堤帮宽后，既有线基底附加应力呈倒钟形分布，基底附加应力随着距既有路基中线的距离增大而不断增大，在坡脚处达到最大值;既有线坡脚b点基底附加应力最大值，采用普通填料帮宽时为142.9kPa，采用泡沫轻质土帮宽时为59.7kPa，比普通填料帮宽减小约58.2%。

2.3.2既有路堤地基附加沉降

普通填料和泡沫轻质土进行路堤帮宽后基底ch位置的附加沉降曲线见图2。经过多年运营后，既有路堤下的地基沉降已基本完成，路堤帮宽后变形主要发生在帮宽区域。可知：帮宽后既有路堤产生附加沉降，随着距既有路基中线的距离增加而逐渐增大，最大值发生在新老路堤搭接处。普通填料帮宽时，既有线坡脚b点处附加沉降最大值为141.1mm，而泡沫轻质土帮宽时为41.9mm，且帮宽路基基底沉降基本相同，附加沉降比普通填料帮宽时减小70.3%。普通填料帮宽时，既有线路肩处a点附加沉降73.3mm，泡沫轻质土帮宽时附加沉降24.6mm，相比减小了66.4%。普通填料帮宽时，断面最大差异沉降6.6‰，泡沫轻质土帮宽时为1.6‰。泡沫轻质土帮宽对减小既有线附加沉降和差异沉降效果显著。

2.3.3既有路堤地基深层水平位移

既有路堤坡脚bd、ef位置的地基水平位移曲线见图3。由图3可知：地基土体水平位移随着深度的增加逐渐减小。bd位置既有路堤坡脚处最大水平位移，普通填料帮宽时为往左偏移2.0mm，泡沫轻质土帮宽时为往右偏移0.8mm;ef位置帮宽路堤坡脚处最大水平位移，普通填料帮宽时为0，泡沫轻质土帮宽时为往左偏移0.8mm。大约11m深度处，水平位移最大，普通填料和轻质土填料ef位置最大水平位移分别为向右侧22.8、6.4mm。既有线路肩与帮宽路基形成一体，在帮宽路基的作用下，也发生向右的水平位移。路肩处a点普通填料帮宽时附加水平位移往右偏移22.3mm，泡沫轻质土帮宽时附加水平位移往右偏移8.0mm，相对减小64.1%。

3现场测试

3.1测试方案

在泡沫轻质土路堤浇筑之前，在K903+500断面帮宽路堤底部沿横断面方向相距4.5m布置两个变形位移自动监测点，监测路堤底部的竖向沉降，基准点布置在挡墙外侧，砌筑平台固定基准点，如图4所示。

3.2地基沉降

泡沫轻质土路堤浇筑完成后，沉降速率有所减慢，在浇筑完成后大概一个月的时间，路堤底部的沉降变形基本稳定。在A、B料填筑施工过程中，沉降速率又明显变大，而后沉降速率变缓直至沉降稳定。泡沫轻质土填筑产生的沉降较小，测点1的沉降约为5mm，测点2的沉降约为7mm;A、B料填筑完成后稳定一段时间，测点1的总沉降约为16mm，测点2的总沉降约为19mm。由于既有线运营的原因，未取得既有线沉降监测数据，但是施工过程中既有路基一直保持正常运营，说明对既有线基本无影响。

4结论

1）采用泡沫轻质土帮宽可显著减小既有线和帮宽路基的附加应力、附加沉降、差异沉降和附加水平位移。在新老路堤搭接处产生59.7kPa的附加应力，比采用普通填料帮宽降低58.2%;新老路堤搭接处既有线路堤坡脚附加沉降41.9mm，比普通填料帮宽时减少70.3%，最大差异沉降1.6‰;既有线路肩附加沉降24.6mm，比普通填料帮宽减小66.4%;既有路基路肩水平位移向右偏8.0mm，比普通填料帮宽减小64.1%;坡脚水平位移0.8mm，不会对既有路堤的地基深层水平位移产生显著影响。2）根据肥东站泡沫轻质土帮宽路堤工程的现场试验，高度为6m的泡沫轻质土路堤浇筑后产生的沉降约5～7mm，泡沫轻质土以上2.5m厚度基床填筑以后总沉降为16～19mm，泡沫轻质土能显著减小地基沉降。3）泡沫轻质土施工简便，拌和、发泡均在路基以外完成，采用现浇施工，施工速度快，对营业线路的影响小，是解决邻近营业线高填帮宽路基的有效方案。

参考文献

[1]杨为品.泡沫轻质土+钢管桩在高陡斜坡路基拼宽中的应用[J].福建交通科技，2019，39（04）：122-125，188.

[2]安瑞霄.泡沫轻质土在高速公路桥头路基填筑中的应用及效益[J].交通世界，2020，27（16）：199-200，214.