公路項目軟弱路基段水土聯合堆載預壓技術分析

陳遠平

（貴州黔貴市政工程有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

公路工程施工中通常會遭遇軟弱路基，若處置不當，經行車荷載反復作用勢必會產生差異性沉降[1]，造成公路表面出現開裂、錯臺、塌陷等質量缺陷，嚴重降低車輛通行速度和效率，威脅交通安全。目前，對于軟土路基處理方式眾多[2-3]，其中土方堆載預壓方式最為常用。這種方式主要是通過施加外部土方荷載作用使土體產生超靜孔隙水壓力，以有效提升路基土固結速度，增強土體應力作用，提高路基整體強度[4]。盡管土方堆載預壓效果顯著，但預壓處理后需將土方進行外運，不僅成本較高，而且對環境破壞較大，不利于節能環保戰略的實施[5]。為此，該文結合某公路工程實際案例，針對軟弱路基段水土聯合堆載預壓技術進行分析，對保證軟土路基處理效果，提高軟土路基治理綜合效益具有重要意義。

1 工程概況

某高速公路工程采用高填方路基，填方最大高度47.7 m，填方總量約433萬立方米，軟土段填方量約50萬立方米。軟土路基段施工中采用水土聯合堆載預壓技術對軟土路基實施補強加固處理，以有效避免路基工后沉降，增強路基結構強度和穩定性，節約后續運營維護費用，提高經濟和社會效益。

2 技術原理

針對該高速公路項目軟土路基段，采用水袋和土方聯合堆載預壓方式進行處理，在路基上方碼放規格為20 m×11 m×3 m的水袋矩陣，9.0 m×1.7 m的精加工預留土，水袋、土方荷載轉化比例為1∶1.7，確保滿足地基預壓要求。

（1）通過水體重力作用對軟弱路基實施加載預壓時，為充分保證水袋裝運順利[6]，應提前在部分區域采取土方堆載方式進行預壓，以充當水袋運輸通道，確保水土聯合堆載預壓的順利實施。

（2）該高速公路水袋堆載預壓處理全面利用施工區域周邊河水。經堆載加固后，軟土路基內部水分被擠壓出來，土體體積減小，密實度增加，土體承載性能顯著增大[7]。經水袋及土方聯合堆載預壓處理，軟土路基結構整體性得以提升，有效避免了公路運營階段不均勻沉降的產生。

（3）公路路基加固處理時，通常采用增設沉降板及測斜儀的方式進行沉降監測，根據監測出的路基沉降速率、水平位移、沉降量等相關指標，對軟弱路基預壓效果進行評價，以確保符合規范及設計要求。其預壓斷面圖如圖1所示。

圖1 預壓斷面圖

（4）水載預壓體系由水袋、抽水機、水準儀等構成。待水袋注水完成后，應嚴格按照設計要求確定最佳預壓時間[8]。待預壓結束后，應及時采用抽水設備將水袋內水體排除。

3 施工流程及操作要點

3.1 施工流程

該高速公路軟弱路基段水土聯合堆載預壓施工流程見圖2。

圖2 施工流程圖

3.2 操作要點

3.2.1 準備工作

（1）結合現場實際狀況及路基加固相關技術標準，選擇合適的水土聯合堆載預壓參數。

（2）正式實施水袋堆載預壓前，應對路基坡度實施科學調整，確保其向土方堆載預壓區域略微傾斜，以防止水袋滑落，待路基表面30 cm范圍內土體壓實度滿足標準要求后再實施水袋堆載預壓。

（3）水袋使用前應按照規范要求進行氣密性試驗，不合格水袋嚴禁使用。

3.2.2 施工放樣

（1）利用測量方式準確找出預壓位置，土方堆載高度為1.7 m，寬度9 m、長度20 m，最大堆載高度為2.5 m。

（2）水袋之間合理設置排水溝，確保堆載預壓階段排水通暢，并采取必要的防水措施，防止水流侵入土體。

3.2.3 預壓土方填筑

根據計算求得的相關指標參數，在路基一側9 m區域內實施路基填筑施工，以此作為水袋運輸通道及土方堆載預壓操作平臺。

3.2.4 攤鋪水袋

（1）水袋鋪設前應封閉現場，防止非施工人員靠近，并將路基表面清理干凈，確保表面潔凈、無雜物。

（2）路面表面鋪設防水材料，防止路基遭受水體侵蝕、沖刷。

（3）嚴格按照測量定位確定的區域鋪設水袋，水袋運輸、碼放過程中應小心謹慎，防止破壞水袋，堆碼完成后應對水袋質量進行全面檢查，若存在破損應及時更換。

3.2.5 水袋注水加載

根據設計確定的土方堆載量，通過代換求得水袋堆載高度為4.5 m。

采用流量為150 m3/h的抽水泵分層向水袋內注水，按照注水高度依次為0.5 m、1 m、1 m、2 m高度進行注水，每次注水間隔為6 h。

3.2.6 沉降穩定觀測

（1）應在路基填筑過程中、填筑完1層或2層實施1次沉降觀測；水袋堆載預壓過程中，應每間隔3 d觀測1次，此后每間隔15 d觀測1次，直至卸載。

（2）全面記錄觀測數據，并綜合分析數據結果，嚴格根據測控標準調節注水速率。當沉降量、沉降速率及水平位移超過設計要求時，應立即停止預壓，待各項指標滿足規范要求后，再繼續完成預壓。

（3）嚴格控制加載過程，當其高度接近設計高度時，應合理降低加載速率，避免速度過快破壞道路路基。當水袋堆載高度越來越高，測桿及套管需進行接長處理，單節長度不得超過50 cm。測桿附近區域回填時應采用人工方式進行回填，并利用水準儀實時監測沉降情況。

3.2.7 水袋放水卸載

（1）根據現場實際觀測情況計算得出水袋卸載的最佳時間，通常以連續3個月沉降≤5 mm/月為標準，當監測結果滿足標準要求時應按標準程序向監理單位提交卸載申請，批準通過后方可實施卸載。

（2）卸載施工應分階段進行，水袋側面留有排水口，排水口下部設有防水材料[9]。排水口通過水管直接引流至外部排水體系，具體卸載時各水袋應分2次卸載，卸載完成后對路基下方20 cm深度范圍內土體實施翻挖、晾曬。

（3）水袋清運工作由汽車吊和運輸車輔助完成。

3.2.8 預壓土方卸載

土方堆載預壓部分剩余土方，卸載后可將其就地用作路基填筑，按照路基填筑標準實施精加工（-30 cm）處理，壓實度應≥96%。

4 安全、文明、環保管理保障措施

4.1 安全管理保障措施

（1）構建科學完備的項目組織機構，合理分配崗位職責，保證各項工作順利開展。嚴格按照相關標準要求規范施工流程，強化政府監管力度，加強各參建單位間的交流溝通，明確崗位責任，切實做到權責分明，定崗定責，科學規范各部門職責。

（2）加強安全管控，切實做好安全及勞動保障工作。確保施工人員生命財產安全，全方位實施安全生產責任制度，將每一項安全保障工作落到實處。建立科學有效的安全管控體系，實施安全管控活動，積極開展安全檢查及評估。

（3）加大安全檢查力度，堅決予以清除施工中存在的不安全因素，禁止違章操作等。積極開展安全教育及培訓，提高施工人員操作水平，規范操作流程。

（4）在保證施工技術措施滿足要求的基礎上，還要進一步加強安全文明措施的落實。施工區域應設置醒目安全標識，施工車輛進入施工現場應嚴格按照指示標識行駛。

4.2 文明施工保證措施

為確保高質量、高效率完成施工任務，尤其注重文明施工，全面推進施工現場標準化建設。

（1）施工現場原材料、施工機具應分類碼放，根據現場需求情況合理劃分存放區域，現場整潔、干凈。

（2）現場布置方面，應結合現場具體情況，統籌全局科學實施現場布局，大門出入口兩側設置“五牌一圖”。現場基礎設施根據平面布置圖合理存放，并隨施工現場具體情況適時做出調整。

（3）現場臨時道路應定時灑水、沖洗，確保表面潔凈、無灰塵。場區內應平整堅實，建立專門的垃圾存放區域，并安排專人負責外運處理。

4.3 環境保護、水土保持保證措施

4.3.1 生態環境保護措施

施工區域周邊的植被盡可能保持完整；項目施工完成后，應及時進行植被恢復，將生態影響降至最低水平。

4.3.2 水資源保護措施

當施工現場距離生活水源較近時，應通過設置堤壩進行分隔，防止對生活用水造成破壞；施工機具沖洗后產生的廢水禁止直排河中，運行過程中產生的油污等物質應及時清理，嚴禁直排；施工現場污水排放嚴格按照三級標準執行，強化對現場廢水監測，保證滿足排放要求；定期進行污水處理設備的檢修、維護和保養，并詳細記錄設備運行情況。

4.3.3 空氣污染及粉塵防治措施

盡可能采用耗能低、污染少的材料和設備，并在現場設置空氣污染監測設備；保持現場施工道路干凈、整潔，安排專人打掃、灑水，避免產生揚塵；廢氣排放嚴格按照二級標準執行，強化空氣污染物及揚塵監測和治理，保證符合標準要求；定期進行廢氣處理設備的檢修、維護和保養，并詳細記錄設備運行情況。

4.3.4 噪聲控制

根據施工所在地相關職能部門的要求，強化場區內噪聲控制，嚴禁在休息時間段開展強噪聲施工，禁止出現噪聲擾民事件。

4.3.5 施工完成后現場清理及恢復

項目建設完成后，應及時清理現場所有建筑及生活垃圾，分類處理、分類清運，現場整平到位后覆蓋植被，恢復至最初狀態；項目施工完成后，應組織相關部門實施環保驗收，驗收通過后出具環保驗收合格報告，真正做到不留后患；施工區域內及生活區應配備充足的環衛設施，定期組織衛生清理；保證現場干凈、整潔，及時清理各種廢舊材料，分類堆放至指定區域，進行集中處理。

5 結語

綜上所述，該文結合某高速公路軟弱路基施工實踐，針對軟弱路基段水土聯合堆載預壓技術展開綜合探究，總結了具體的施工工藝流程及操作要點。軟土路基段采用水土聯合堆載預壓技術可有效提高施工效率，降低施工成本，水袋運輸、卸載較為簡便，且預壓完成后土方可用作路基填料，避免了大面積開挖土方對生態環境造成的破壞，同時水袋堆載的就近取水有效節約了施工成本，提升了軟土路基加固處理的綜合效益，值得積極推廣應用。