第2期（总第191期） 2017 年 4 月
CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
No.2 (Serial No.191)
Apr. 2017
DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2017.02.016
泡沫轻质土在宁海软土地基处理中的应用
林霖
(上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司，上海200437 )
摘要：泡沫轻质土具有轻质、环保、易施工等特性，在沿海地区的软土路基处理中得到广泛应用。对浙江宁海地 区地基土特点进行分析，总结软土地基处理的关键点。通过方案比选，采用泡沫轻质土处理方案能有效减少对土 基的附加应力，减小路基总沉降量，同时缩短施工工期。根据施工实测数据，工后沉降值和差异沉降均满足规范 要求。对类似地区的软土路基处理具有一定的参考价值。
关键词：泡沫轻质土；软土路基；稳定性；应用
中图分类号：U416.1 文献标志码：B 文章编号：1004-4655 (2017) 02-0052-03
本工程位于浙江省宁海县宁东新城核心区，为 城市规划主干路网的“二横三纵”的“中纵”——路线全长约2.7 km,设计速度40 km/h。
经勘查，工程全线浅层分布有淤泥质黏土，淤 泥质黏土含水量高，极易产生沉降变形。为保证路 基稳定，同时考虑到建设工期紧迫、周边地块亟待 开发，采用泡沫轻质土对路基进行处理，避免路基 不均差异沉降。1宁海地区地基土特点
宁海县位于宁波平原南部的东海之滨，该地区 软土地基分布广泛，软土地基引起的路基失稳和不 均匀沉降极大地影响道路的使用年限和行车安全。 根据以往的工程经验，宁海地区地基土有以下特点。
1) 2) 3) 2工程地质
根据地质勘察报告，工程范围内各地基土可划 分为10个地质单元层、18个亚层，自上而下各土 层分别为：1-1层素填土、1-2层黏土、2层淤泥敏度高，极易产生沉降变形。异较大，部分地区厚度变化较剧烈。作为道路路基持力层。
腾飞路。腾飞路为城市主干道，规划红线宽度40 m,
质黏土、3-1层黏土、3-2层含黏性土圆砾、4层 黏土、5-1层圆砾等。其中2层游泥质黏土（Q24、 海积）为流塑状态，高压缩性，平均含水量为 62.4%,空隙比为1.79,压缩模量为1.39 MPa,地 基承载力基本容许值为50 kPa,含有机质成分偏 高（约8.5%),揭示层顶高程0.08 ~ -0.45 m，层 厚6.20 ~ 8.90 m，是主要的压缩层。另外4层黏 土为软塑，也具有高压缩性。3路基设计方案
3.1软土路基处理关键点
1)
软土分布范围广、强度低。本工程全线分
布淤泥质黏土，淤泥厚度较厚，淤泥质黏土含水量 高，为饱和流塑状态，压缩性和灵敏度较高，易产 生沉降变形，天然工程地质条件较差。
2)
软土层厚度变化剧烈。根据以往工程经验，
本工程所处浙江宁海地区软土层厚度差异较大，软 在路堤荷载和车辆荷载的长期作用下，产生过量沉
3)
施工工期紧迫。宁东新城为浙江省省级经
软土层含水量高、流塑状态，压缩性和灵
土层厚度一般为3 ~ 14 m,局部路段地层变化剧烈, 软土层厚度一般为3 ~ 14 m,但是厚度差
浅层一般有1 ~ 2层黏土，中压缩性，可 降和不均勻差异沉降，对道路安全影响较大。
济开发区，目前正在紧张的开发建设中，区域内大 部分地块已经出让。作为宁东新城内部的主干道， 腾飞路的建成将为沿线用地开发提供交通支撑和有 利的施工条件，若通车时间晚，将影响整个宁东新 城的开发建设进度。3.2软土路基处理方案比选
宁海地区对软土处理的要求较高，在控制路基 总沉降量的同时，还需注意路基差异沉降的控制。
收稿日期：2017-02-10
作者简介：林霖（ 1988—),男，助理工程师，主要从事
市政道路设计工作。
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林霖：泡沫轻质土在宁海软土地基处理中的应用
2017年第2期
若采用常规地基加强处理方案，需在了解地层变化 的基础上，分成更多的路段进行区别处理；施工需 要严格按照分区设计进行施工，否则难以达到好的 处理效果。
根据浙江东部沿海地区软土路基处理经验，软 土路基处理思路为：加固软土地基和降低路堤荷 载。根据地基土性质特征和路基填高，考虑造价、 工期等因素，提出以下3种方案：堆载预压固结排 水、水泥搅拌粧复合地基、泡沫轻质土轻质路堤。
1)
堆载预压固结排水。堆载预压固结排水施工简便，工程费用相对低，施工工期较长，即使消 除工后沉降，也不能很好消除不同软土厚度之间的 差异沉降。经计算，本工程一般路基填筑后需进行 12个月超载预压排水固结，方可满足工后沉降要 求，但难以满足桥头路基的沉降要求。
2) 水泥搅拌桩复合地基。水泥搅拌桩复合地 基技术工艺成熟，在浙江地区应用较为广泛。但根 据相关工程经验，水泥搅拌桩更适合于软塑或可塑 状软土地基，对于流塑状淤泥或淤泥质土，由于含 水量偏高，桩强度形成时间较长，成桩质量较差。
本工程软土层厚度差异较大，部分地区厚度变 化较剧烈，水泥搅拌桩的桩长应打穿软土层为宜， 为达到良好效果，不断调整粧长，增加施工难度， 不利于质量控制。
3)
泡沫轻质土轻质路堤[1]。泡沫轻质土具有轻 质性、流动性、自立性等特性[2]，同厚度的泡沫轻 质土路堤对路基的附加应力为普通路堤填筑材料的 42%，压缩层厚度为普通材料的%。泡沫轻质土具 备良好的施工性：管道泵送[1]，自流平，自硬化，无 需推平、碾压或振捣，能较好解决传统软土地基的差 异沉降问题，同时显著提高施工效率，缩短施工工期。 泡沫轻质土与常规填料附加应力对比图见图1。
轻质土路堤常规土路堤
4)方案比选。3种路基设计方案优缺点如 表1所亦。
表1方案比选表
项堆载预压固 水泥搅拌桩 泡沫轻质土
巨结排水复合地基轻质路堤
处路基填筑
理后需继续进
搅拌桩打穿淤泥质 路基填筑后，在其上采用
方行12个月超
黏土层进入持力层， 泡沫轻质土填筑至路面结构
案
载预压
粧长约10~12 m底
材料性质稳定，施工质量 易控制；对路基荷载较小， 优施工简单
处理效果明显；施工便捷高 方便；工程
水泥搅拌粧长较
效，雨季施工适应性强；施
点
造价较低
短；施工技术成熟
工质量容易控制；较好解决 软土地基差异沉降问题；材 料环保，施工影响小
预压土方
对于流塑状软土，
缺
较多；无法
成桩质量较差；不断
▲解决软土差
调整桩长；施工质量
异沉降；施
难以保证；工程造价
工程造价略高工工期较长
略高；需要一定的养
护工期
工期长中短造
价
低
高
高
堆载预压固结排水法虽然造价低，但工期过长， 如采用该方案将影响周边地块开发，有可能影响整 个宁东新城开发建设，对新城的招商引资带来不利 影响，故不推荐。水泥搅拌桩复合地基施工技术比 较成熟，但是需要不断调整桩长，施工难度较大， 施工质量难以控制，故不推荐。因此综合考虑方案 优缺点及工期因素，本工程推荐采用泡沫轻质土轻 质路堤方案。
3.3软土路基处理方案
本工程全线采用泡沫轻质土作为路基填料，减 小路堤荷载对地基附加应力，减小路基总沉降。经 计算，填土高度< 2 m时，泡沫轻质土填筑1m满 足工后沉降要求，填土高度2.5 m时，泡沫轻质土 需填筑1.5 m以满足工后沉降要求。为保证施工效 果，泡沫轻质土最小填筑厚度取lm，根据现状软 土层厚度不同，分路段采用不同厚度泡沫轻质土填 筑。泡沫轻质土处理示意图见图2。
w
m
__________红线宽度____________设计道路中心线
图2泡沫轻质土处理示意图
3.4软土路基稳定性计算
1 )地基处理标准。根据CJJ 194
一
2013《城市
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林霖：泡沫轻质土在宁海软土地基处理中的应用
2017年第2期
中阖彳威*咨
道路路基设计规范》，本工程路基稳定安全系数取 1.35,地基处理的容许工后沉降控制按照主干路标 准，一般路段工后沉降< 30 cm。路基差异沉降引 起的横向、纵向坡度变化值<0.5%。
2)软土地基稳定性计算。软土地基的稳定分 析采用总应力法，地基的抗剪强度采用固结快剪强 度指标[见式（1)]。
ZS.+ECS.+P.)
,、
式中：厂为稳定安全系数；$为地基内抗剪力；$ 为路堤内抗剪力；巧为土工织物的设计拉力；PT 为各土条在滑弧切线方向的下滑力的总和。
本工程一般路段填高1.5 ~ 2.5 m，经计算， 路基稳定性安全系数1.8 ~ 2.3 m，大于规范规定 的容许值1.35,路基不会发生失稳。路基稳定系数 图见图3。
图3路基稳定系数图
3.5软土路基工后沉降计算
主固结沉降计算方法采用e ~ p曲线计算。计 算公式见式（2) [3]。
s^=tr07Ahi
(2)式中：又为主固结沉降\\ m ;:为地基分层的层数；
〜为地基中第/层土分层中点，在自重应力作用 下稳定时的孔隙比，在未加下级荷载时的状态；Q 为地基中第/层土分层中点，在自重应力与附加应 力共同作用下稳定时的孔隙比，在施加荷载后的状 态；
为地基分层时第/层计算的分层厚度，m。
地基的总沉降S(经验系数法）采用经验计算。计 算公式见式（3 )。
S^msSc
(3)
式中：ms为沉降（经验）系数；又为主固结沉降，
m〇
经计算，本工程一般路段最大填高约2.5 m， 采用泡沫轻质土填筑后，一般路段工后沉降最大值
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为27.8 cm < 30 cm,满足规范要求。路基工后沉 降图见图4。
图4路基工后沉降图
3.6软土路基工后沉降计算
根据施工现场道路试验段检测，路基最大填 高为2.5 m，路基完工时沉降值为26.91 cm，此 后连续3个月的平均路基沉降差值<0.10 cm,表 明路基状态稳定。路面结构完工时路基总沉降值 为27.35 cm，此后连续6个月的平均路基沉降差 值<0.10 cm,表明路基状态稳定，路基工后总沉 降值为27.93 cm，实测工后沉降值与计算值接近， 且满足规范要求。路基横向差异沉降引起的坡度变 化率为0.22% < 0.5%，纵向差异沉降引起的坡度 变化率为0.28% <0.5%，均满足规范要求。因此， 本工程软土路基采用泡沫轻质土处理达到良好的效 果。4结语
1)
泡沫轻质土具有良好的轻质性，采用泡沫
轻质土能有效减小路堤荷载对路基产生的附加应 力，减小路基总沉降量。
2)
泡沫轻质土施工工序简单，施工时无需平碾压，有效缩短施工工期，降低时间成本，施工 质量容易控制。
3)
在软土层厚度不均匀且变化剧烈地区，水
泥搅拌桩等常规路基处理方案难以达到良好的效 果，采用泡沫轻质土能较好解决软土层厚度不均匀 引起的差异沉降问题，本项目对类似地区的软土路 基处理具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]
张鹏华.泡沫轻质土技术综述[J].山西建筑，2013, 32 (39):95-96.
[2] 姚进.泡沫轻质土在道路工程中的应用[J].城市道桥与防洪,
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P]现浇泡沫轻质土技术规程：CECS 249—2008[S].
推