地鐵作為方便快捷的交通工具，是未來城市公共交通的發(fā)展趨勢，隨著地鐵網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)，市政工程在地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)修建難以避免，如何讓地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)的工程建設(shè)避免或減少對(duì)地鐵的影響逐漸形成一個(gè)新的課題。現(xiàn)在根據(jù)相關(guān)工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，介紹了輕質(zhì)泡沫土在地鐵保護(hù)區(qū)工程中的應(yīng)用。

輕質(zhì)泡沫土簡介

輕質(zhì)泡沫土具有輕質(zhì)高強(qiáng)、節(jié)能利廢、保溫隔熱、隔聲以及沖擊能量吸收性能好等優(yōu)良特性，可用于高等級(jí)公路、地鐵等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，降低高填方段、地鐵隧道、地下連續(xù)通道等的回填荷載。這種新型材料的應(yīng)用，可以降低地基應(yīng)力，減小地基差異沉降，吸收路面沖擊能量，從而有效解決軟基路堤的橋頭跳車、道路拓寬以及高寒地區(qū)路堤隔熱保溫等問題，增大道路工程的穩(wěn)定與安全系數(shù)。同時(shí)還可以降低工程造價(jià)，減少維修費(fèi)用，提升社會(huì)效益。現(xiàn)澆輕質(zhì)泡沫土在高等級(jí)公路、地鐵等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面的應(yīng)用也在不斷發(fā)展。

泡沫輕質(zhì)土的主要性能如下：1） 輕質(zhì)性：根據(jù)不同的工程需要，其重度可在4～12kN/m3 的范圍選擇；2）密度和強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性；3）良好的施工性；4）硬化后可自立，可垂直填筑；5）具有更好的耐久性；6）良好的環(huán)保特性，對(duì)環(huán)境無污染。目前輕質(zhì)泡沫土在國內(nèi)路基處理、道路拓建、地下空洞填充等方面得到廣泛的應(yīng)用。

作為減荷填料的應(yīng)用實(shí)例

工程概況

上海某新建住宅配套道路工程路線與地鐵7號(hào)線重合，擬建場地原地面標(biāo)高約4.5m，但住宅小區(qū)出入口標(biāo)高為5.8～7.5m，小區(qū)建設(shè)期間實(shí)施了地面堆土、綠化施工，使地面標(biāo)高普遍抬至8.0m 以上，堆土超載遠(yuǎn)大于隧道設(shè)計(jì)允許范圍，造成地鐵隧道結(jié)構(gòu)橫向變形增加明顯。隨后為保證地鐵安全進(jìn)行了挖土卸載的應(yīng)急搶險(xiǎn)施工，將場地標(biāo)高恢復(fù)至4.5m。道路縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)為小區(qū)出入口銜接，局部道路標(biāo)高需要抬高至8.0m 左右。

方案比選

初步方案在采用輕質(zhì)填料換填方案和橋梁結(jié)構(gòu)跨越的方案進(jìn)行比選。由于采用結(jié)構(gòu)跨越需在兩條隧道間設(shè)樁，實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)和難度以及工程造價(jià)均較大，因此推薦采用輕質(zhì)材料換填方案。進(jìn)一步在粉煤灰、EPS 和輕質(zhì)泡沫土三種輕質(zhì)材料中比選。粉煤灰壓實(shí)干重度為10.7 ～11.0kN/m3，為平衡上覆荷載，大需要超挖6m 左右。超挖引起的工程量大，且對(duì)周邊構(gòu)筑物產(chǎn)生一定的影響同時(shí)施工中存在一定的污染，因此，本工程中不推薦粉煤灰做為換填材料。由于EPS 需考慮抗浮設(shè)計(jì)，且地下管線敷設(shè)施工相對(duì)復(fù)雜，特別運(yùn)營期若需管線維護(hù)和翻修，需對(duì)EPS 塊體進(jìn)行豎向切割后進(jìn)行管線施工，施工完畢后使用EPS 材料進(jìn)行回填，維護(hù)成本較大。輕質(zhì)泡沫土施工工藝簡單，施工工期較短，且地下管線施工及維護(hù)簡便，工程造價(jià)亦相對(duì)EPS 低。因此選用輕質(zhì)泡沫土做為輕質(zhì)材料換填。

換填深度計(jì)算

換填深度的設(shè)計(jì)原則為換填后不增加附加應(yīng)力，通過計(jì)算，采用泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行換填時(shí)，其平均超挖深度為1.7m 即可平衡上覆荷載。

技術(shù)指標(biāo)與施工工藝

（1）泡沫標(biāo)準(zhǔn)密度：50kg/m3；（2）發(fā)泡倍率：不低于1200；（3）消泡試驗(yàn)輕質(zhì)泡沫土濕密度增加率：不超過10%；（4）施工配合比篩選，應(yīng)進(jìn)行濕密度、流值及消泡試驗(yàn)。由于合流管的管位處于換填輕質(zhì)泡沫土路基的底部，因此，對(duì)于泡沫輕質(zhì)土中合流管的施工方案如下：（1）道路范圍內(nèi)逐段挖土至標(biāo)高約2.3m；（2）澆筑500pxC30 水泥混凝土墊層；（3）按管道設(shè)計(jì)標(biāo)高及位置布置排水管和檢查井；（4）澆筑輕質(zhì)泡沫土；（5）鋪設(shè)0.5mm 厚HDPE 防滲土工膜；（6）待輕質(zhì)泡沫土全線施工完畢后再進(jìn)行車行道路面結(jié)構(gòu)施工。

結(jié)論與建議

地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)工程建設(shè)應(yīng)盡可能避免在地鐵隧道附近及上方大量加卸載，因此采用輕質(zhì)材料泡沫輕質(zhì)土是解決此類問題的直接有效的方法，即可以作為填筑材料減少荷載，減輕對(duì)地鐵隧道的變形影響，又可通過減少橋梁跨徑來解決橋梁基礎(chǔ)與地鐵結(jié)構(gòu)的沖突。

通過橋梁結(jié)構(gòu)減跨的應(yīng)用實(shí)例，可以開拓泡沫輕質(zhì)土應(yīng)用的新思路：在軟土地基地區(qū)，橋梁布跨的原則一般是控制橋后填土高度為2.5～3.0m，若采用泡沫輕質(zhì)土來做為臺(tái)背回填材料和橋后路基填筑材料，則可以適當(dāng)減少橋梁跨徑布置，并可以通過其自立特性優(yōu)化橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，節(jié)約工程造價(jià)。