牟江钱

贵州桥梁建设集团有限责任公司

摘 要：传统土载预压为软土路基施工常见方案，也是高速公路路基施工环节关键技术之一，该施工环节存在弃土处置、工料二次转运、生态破坏等问题。基于此，对软土路基施工中水载预压技术进行研究。从水载预压原理、工艺流程、施工技术要点等方面进行分析。最后结合工程实例对相关软土路基施工中水载预压技术应用效果及经济效益进行分析。经实践证明，该工艺在加速地基土凝固、提高预压沉降效果等方面与传统土载预压方案相差无几，但可显著提升环保效果、降低施工成本，可在同类工程推广应用。

关键词：软土路基;水载预压;生态环境;

作者简介：牟江钱（1984—），男，贵州贵阳人，工程师，从事公路工程施工与管理工作。;

0 引言

软土路基施工效果直接决定公路质量。随着交通荷载增加，软土路基易沉降变形或塌陷，威胁道路交通安全，需采用软土路基加固措施，以提升路基强度。路面堆载为提高软土路基稳定性常用手段，该方案可加速挤压软土路基孔隙内水分，促进地基排水固结，增强其稳定性。填石堆载、填土堆载为传统软土路基预压施工常用方案，需消耗大量土方、石方，不利于生态环保。本文针对拥有丰富水源的施工环境，提出在土路基预压施工环节应用水载预压技术。

1 水载预压原理及工艺流程

1.1 原理

(1）基本原理

水载预压为软土路基预压施工环节主要手段之一，广泛应用于水资源丰富区域，借助大型密封水袋，以水作为重量荷载预压软土路基3 6个月，从而压实软土路基孔隙，排出孔隙水分，使其沉降固结，增强软土路基强度及稳定性，改善其荷载性能。

(2）施工质量检测措施

①沉降板预埋，斜管数据观测；

②监控测量沉降速率、沉降量、水平位移量；

③施工注意事项：前进方向保留8m 1.6m土载预压区域，作为土料存放区域，并为水载预压施工环节车辆通过、物料装卸提供空间，该区域存放的土料同步用作路基精加工层填筑。

(3）施工技术要点

①水载预压系统包括水泵、水准仪、预压水袋；

②施工要点包括路基填筑，达到预期高度后于软土路基铺设土工布，防止被硬石、异物扎破，并将预压水袋置于其上；遵循施工方案的标准工艺流程，要求分阶段注水，利用水准仪测量沉降数据。

1.2 施工工艺流程

水载预压软土路基施工方案，适用于地质条件差的工业或民用建筑地基处理工程、湖区软土路基填筑路段。工艺流程及操作要点如图1所示。

图1 水载预压工艺流程 下载原图

2 水载预压施工技术要点

2.1 准备工作

调整路基横坡，使其向土载预压施工通道倾斜，加固、定位水袋，避免侧滑，评估路基顶技术指标并验收，合格后方可进行水载预压施工。

软土路基水载预压施工前，为避免水袋破裂，需做好施工区域路面清理工作，避免碎石、树枝、杂物等划破水袋，区域内作业人员做好安全防护，佩戴安全帽并穿戴防水雨具。

2.2 施工放样

预压定位后、放置定位水袋，选用规格为长19m、宽10m、高2 2.5m的水袋。

相邻水袋间挖排水明沟，明沟尺寸为20 30cm，确保降雨期雨水顺利排出，防止雨水浸泡、损毁路基。

2.3 铺设水袋

预压水袋材质为新型PVC复合材料，按批次进货，并查验不同批次水袋质检报告、合格证，对达到使用寿命或无法出具合格证的水袋直接报损。

软土路基铺设水袋前，对施压区域做好清理工作，避免碎石、利器、树枝、杂物等划破水袋，清理干净后铺设土工布、隔水膜，水袋整齐铺设，保持合理间距，确保水袋高度合理。搬运水袋过程中认真检查，铺设过程中核查水袋有无破损并及时修补或更换新品，防止水袋破裂浸泡、冲刷路基。

2.4 加载预压

软土路基施压水袋规格为长19m、宽10m、高2m，水袋容积为380m3，以实地考察结果为参考，结合预压高度、土方荷载量，换算后水袋荷载水平为19.694kN/m2。

(1）施工区域内地表水资源丰富，可直接作为水袋加载来源，对施工现场与水资源距离较远者，可对接管道输送，引水入预压路段。

(2）预压水袋充水前，检查水源水质，提前做好过滤工作，滤除碎石、泥沙、木屑、异物等，静置使水清澈后充入水袋，避免水样混浊，导致内部沉积影响施工质量。

(3）配备两台离心水泵并设置分流阀，同时向水袋储水以缩短工作时间，水泵流量为100m3/h，两台设备从两端向水袋充水，3h充满水袋。

(4）施工环节，电源引入施工现场，如施工条件受限，可租赁发电机置于施工工地附近备用，为保证用电安全，需配备漏电保护设施或安装漏电开关。图2为水袋布置示意图。

图2 水袋布置示意图 下载原图

2.5 沉降稳定观测

路基填筑每1 2层埋设一层沉降板，填筑完成后进行水载预压，同步进行沉降观测。

(1）水载预压施工完成后，前15d每3d观测一次沉降情况，此后每15d观测一次，直至负载水袋卸载。

(2）沉降速率、沉降量、水平位移量指标需符合相关规范，未达标需立刻停止施工，整改达标后方可继续加载施工；加载至既定高度后，加强监测，确保加载速度符合施工标准，避免过度加载或速度过快而破坏路基。

(3）沉降板套管应与测杆等高连接，连接长度每节应小于0.5m，人工平整测管周围土质，以夯实机夯平，使两者位于同一平面。以电子水准仪进行沉降观测，观测点设置情况如图3所示。坚持先加载后接管、先卸管后卸载原则，施工中做好沉降板保护。

图3 沉降观测点布置示意图 下载原图

2.6 预压卸载

沉降观测部门要做好现场监测，并提供卸载报告，沉降值连续两个月小于5mm/月可提出卸载申请，并由监理勘查审批后方可施工。

(1）预压卸载分工序、分阶段进行，水袋预留出水口，对应位置铺设防水彩条布加以覆盖，出水口对接管路，将水袋内水引流至周边沟渠或路基边沟。

(2）水袋分两次卸载完成，且路基顶面填土块层20cm厚需翻晒。

(3）土载预压土方，可作为路基精加工层填料重新利用，施工区域土方压实度应高于96%。

2.7 质量控制

(1）建立健全质量控制体系。设置项目经理为质量控制小组的主要负责人，组建包括总工程师、技术员、现场施工员、施工班组负责人等人员的专业技术团队，合理分工强化职责，及时发现并解决问题，进一步提高技术交底工作的效率。

(2）培养专业质监人员的责任心。质监人员应具有充分的责任意识，按照规范要求进行质量巡检。对于重要的施工工序，需要全程旁站，保障施工质量。若发现质量不合格的情况，应及时上报，在规定期限内做好整改；对于做出重大贡献的管理人员，应给予奖励，对于履职不力的工作人员，应进行惩罚。

(3）为保障质量监督检查的效果，应由质量检测负责人做好人员的分配工作，在施工现场配备有责任心且专业的质检员，提高质量监督水平，进一步掌握施工现场的具体情况，避免可能存在的质量隐患。

2.8 环保控制

(1）保持操作面和周边区域的整洁度，收集并处理施工场地废旧的混凝土、钢筋头等垃圾，及时进行清理；在施工现场划分处理垃圾的专属区域，安排专人对施工场地堆放的垃圾进行分类，并定时定点完成垃圾的外运，卸料时应保持平稳，严禁抛掷垃圾。

(2）依据项目的实际情况，制定环保管理预案，不断学习环保法规和制度，创建环保施工的企业文化氛围，将环保理念贯穿于项目施工管理的全过程。

3 工程实例

3.1 工程概况

某高速公路第四合同段，设计路基宽为：路肩+行车道+中间隔离带+行车道+路肩（0.75m+10.5m+2m+10.5m+0.75m）。该区域农田面积广，湖、河、塘密集，地质为湖区沉积软土；区域内地表水系发达，水网丰富，降雨充沛。

该公路全长9.81km，软土路基分布，施工难度大。原计划方案为预压期3 6个月，采用借土堆载方案，实际考察结果发现区域内土地资源稀缺，远距离借用土方成本高，需消耗土方16.6万方，故修正方案，采用水载预压软土路基施工方案。

3.2 应用效果

选用该高速公路K19+020—K19+586段路基水载预压施工案例为参考，分析水载预压软土路基施工方案的实践应用效果。

预压期3个月，结合实测沉降数据可知，软土路基水载预压施工后出现明显沉降，路基沉降固结稳定性增加，沉降速率、沉降量、水平位移量等沉降数据符合相关标准要求。选取两个预压路基作为研究对象，观测沉降数据并绘制沉降观测曲线图（见图4），对比结果显示，传统土载预压与水载预压施工效果相当，沉降水平无明显差异。软土路基水载预压施工过程中未出现水袋破裂、路基边坡垮塌等安全事故，观测数据显示高速公路软土路基施工质量达标。

3.3 效益分析

软土路基施工环节应用水载预压方案，相比于传统土载预压软土路基施工方案成本更低。软土路基施工阶段，借助现场区域优质水资源就地取材，减少开挖土地、大型设备开采、远距离运输等环节成本，不仅减少了工程造价，而且保护了生态环境。实践证实，水载预压与传统土载预压相比可节约成本50%，达到项目工程投资优化的目标。

4 结论

综上所述，本文结合某项目的工程实践，分析了软土路基施工中水载预压技术，可知该技术有如下优势：

图4 部分路段软土路基沉降观测结果 下载原图

(1）水载预压软土路基施工无需大型机械设备，借助水袋、水泵即可完成路基堆载预压，操作可行性高、拆卸便捷、运输便利，拆卸环节无破坏路基的风险。

(2）实践证明，相比于传统土载预压施工方案，水载预压方案可节约50%工程造价，降低项目总体投资。

(3）湖区土资源稀缺，水载预压施工方案能克服此弊端，解决湖区高速公路软土路基承载力差、稳定性不足的问题，施工效果与传统土载预压施工方案相当，路基快速沉降固结，荷载性能显著提升，路基稳定性明显得到改善，为高速公路通车运行安全提供保障，提升了生态环保效益、减少了项目维护费用。

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