公路項(xiàng)目軟弱路基段水土聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)分析

陳遠(yuǎn)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(huì)遭遇軟弱路基，若處置不當(dāng)，經(jīng)行車荷載反復(fù)作用勢必會(huì)產(chǎn)生差異性沉降[1]，造成公路表面出現(xiàn)開裂、錯(cuò)臺(tái)、塌陷等質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重降低車輛通行速度和效率，威脅交通安全。目前，對(duì)于軟土路基處理方式眾多[2-3]，其中土方堆載預(yù)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(chǎn)生超靜孔隙水壓力，以有效提升路基土固結(jié)速度，增強(qiáng)土體應(yīng)力作用，提高路基整體強(qiáng)度[4]。盡管土方堆載預(yù)壓效果顯著，但預(yù)壓處理后需將土方進(jìn)行外運(yùn)，不僅成本較高，而且對(duì)環(huán)境破壞較大，不利于節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略的實(shí)施[5]。為此，該文結(jié)合某公路工程實(shí)際案例，針對(duì)軟弱路基段水土聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)進(jìn)行分析，對(duì)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(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)對(duì)軟土路基實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)加固處理，以有效避免路基工后沉降，增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，節(jié)約后續(xù)運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2 技術(shù)原理

針對(duì)該高速公路項(xiàng)目軟土路基段，采用水袋和土方聯(lián)合堆載預(yù)壓方式進(jìn)行處理，在路基上方碼放規(guī)格為20 m×11 m×3 m的水袋矩陣，9.0 m×1.7 m的精加工預(yù)留土，水袋、土方荷載轉(zhuǎn)化比例為1∶1.7，確保滿足地基預(yù)壓要求。

（1）通過水體重力作用對(duì)軟弱路基實(shí)施加載預(yù)壓時(shí)，為充分保證水袋裝運(yùn)順利[6]，應(yīng)提前在部分區(qū)域采取土方堆載方式進(jìn)行預(yù)壓，以充當(dāng)水袋運(yùn)輸通道，確保水土聯(lián)合堆載預(yù)壓的順利實(shí)施。

（2）該高速公路水袋堆載預(yù)壓處理全面利用施工區(qū)域周邊河水。經(jīng)堆載加固后，軟土路基內(nèi)部水分被擠壓出來，土體體積減小，密實(shí)度增加，土體承載性能顯著增大[7]。經(jīng)水袋及土方聯(lián)合堆載預(yù)壓處理，軟土路基結(jié)構(gòu)整體性得以提升，有效避免了公路運(yùn)營階段不均勻沉降的產(chǎn)生。

（3）公路路基加固處理時(shí)，通常采用增設(shè)沉降板及測斜儀的方式進(jìn)行沉降監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測出的路基沉降速率、水平位移、沉降量等相關(guān)指標(biāo)，對(duì)軟弱路基預(yù)壓效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確保符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。其預(yù)壓斷面圖如圖1所示。

圖1 預(yù)壓斷面圖

（4）水載預(yù)壓體系由水袋、抽水機(jī)、水準(zhǔn)儀等構(gòu)成。待水袋注水完成后，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求確定最佳預(yù)壓時(shí)間[8]。待預(yù)壓結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)采用抽水設(shè)備將水袋內(nèi)水體排除。

3 施工流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工流程

該高速公路軟弱路基段水土聯(lián)合堆載預(yù)壓施工流程見圖2。

圖2 施工流程圖

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際狀況及路基加固相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的水土聯(lián)合堆載預(yù)壓參數(shù)。

（2）正式實(shí)施水袋堆載預(yù)壓前，應(yīng)對(duì)路基坡度實(shí)施科學(xué)調(diào)整，確保其向土方堆載預(yù)壓區(qū)域略微傾斜，以防止水袋滑落，待路基表面30 cm范圍內(nèi)土體壓實(shí)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求后再實(shí)施水袋堆載預(yù)壓。

（3）水袋使用前應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，不合格水袋嚴(yán)禁使用。

3.2.2 施工放樣

（1）利用測量方式準(zhǔn)確找出預(yù)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(shè)置排水溝，確保堆載預(yù)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(yù)壓土方填筑

根據(jù)計(jì)算求得的相關(guān)指標(biāo)參數(shù)，在路基一側(cè)9 m區(qū)域內(nèi)實(shí)施路基填筑施工，以此作為水袋運(yùn)輸通道及土方堆載預(yù)壓操作平臺(tái)。

3.2.4 攤鋪水袋

（1）水袋鋪設(shè)前應(yīng)封閉現(xiàn)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(shè)防水材料，防止路基遭受水體侵蝕、沖刷。

（3）嚴(yán)格按照測量定位確定的區(qū)域鋪設(shè)水袋，水袋運(yùn)輸、碼放過程中應(yīng)小心謹(jǐn)慎，防止破壞水袋，堆碼完成后應(yīng)對(duì)水袋質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，若存在破損應(yīng)及時(shí)更換。

3.2.5 水袋注水加載

根據(jù)設(shè)計(jì)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(nèi)注水，按照注水高度依次為0.5 m、1 m、1 m、2 m高度進(jìn)行注水，每次注水間隔為6 h。

3.2.6 沉降穩(wěn)定觀測

（1）應(yīng)在路基填筑過程中、填筑完1層或2層實(shí)施1次沉降觀測；水袋堆載預(yù)壓過程中，應(yīng)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(shù)據(jù)，并綜合分析數(shù)據(jù)結(jié)果，嚴(yán)格根據(jù)測控標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)注水速率。當(dāng)沉降量、沉降速率及水平位移超過設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)立即停止預(yù)壓，待各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求后，再繼續(xù)完成預(yù)壓。

（3）嚴(yán)格控制加載過程，當(dāng)其高度接近設(shè)計(jì)高度時(shí)，應(yīng)合理降低加載速率，避免速度過快破壞道路路基。當(dāng)水袋堆載高度越來越高，測桿及套管需進(jìn)行接長處理，單節(jié)長度不得超過50 cm。測桿附近區(qū)域回填時(shí)應(yīng)采用人工方式進(jìn)行回填，并利用水準(zhǔn)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測沉降情況。

3.2.7 水袋放水卸載

（1）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際觀測情況計(jì)算得出水袋卸載的最佳時(shí)間，通常以連續(xù)3個(gè)月沉降≤5 mm/月為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)監(jiān)測結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)程序向監(jiān)理單位提交卸載申請(qǐng)，批準(zhǔn)通過后方可實(shí)施卸載。

（2）卸載施工應(yīng)分階段進(jìn)行，水袋側(cè)面留有排水口，排水口下部設(shè)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(shí)各水袋應(yīng)分2次卸載，卸載完成后對(duì)路基下方20 cm深度范圍內(nèi)土體實(shí)施翻挖、晾曬。

（3）水袋清運(yùn)工作由汽車吊和運(yùn)輸車輔助完成。

3.2.8 預(yù)壓土方卸載

土方堆載預(yù)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)施精加工（-30 cm）處理，壓實(shí)度應(yīng)≥96%。

4 安全、文明、環(huán)保管理保障措施

4.1 安全管理保障措施

（1）構(gòu)建科學(xué)完備的項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)，合理分配崗位職責(zé)，保證各項(xiàng)工作順利開展。嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)范施工流程，強(qiáng)化政府監(jiān)管力度，加強(qiáng)各參建單位間的交流溝通，明確崗位責(zé)任，切實(shí)做到權(quán)責(zé)分明，定崗定責(zé)，科學(xué)規(guī)范各部門職責(zé)。

（2）加強(qiáng)安全管控，切實(shí)做好安全及勞動(dòng)保障工作。確保施工人員生命財(cái)產(chǎn)安全，全方位實(shí)施安全生產(chǎn)責(zé)任制度，將每一項(xiàng)安全保障工作落到實(shí)處。建立科學(xué)有效的安全管控體系，實(shí)施安全管控活動(dòng)，積極開展安全檢查及評(píng)估。

（3）加大安全檢查力度，堅(jiān)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(xùn)，提高施工人員操作水平，規(guī)范操作流程。

（4）在保證施工技術(shù)措施滿足要求的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)一步加強(qiáng)安全文明措施的落實(shí)。施工區(qū)域應(yīng)設(shè)置醒目安全標(biāo)識(shí)，施工車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格按照指示標(biāo)識(shí)行駛。

4.2 文明施工保證措施

為確保高質(zhì)量、高效率完成施工任務(wù)，尤其注重文明施工，全面推進(jìn)施工現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

（1）施工現(xiàn)場原材料、施工機(jī)具應(yīng)分類碼放，根據(jù)現(xiàn)場需求情況合理劃分存放區(qū)域，現(xiàn)場整潔、干凈。

（2）現(xiàn)場布置方面，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場具體情況，統(tǒng)籌全局科學(xué)實(shí)施現(xiàn)場布局，大門出入口兩側(cè)設(shè)置“五牌一圖”?，F(xiàn)場基礎(chǔ)設(shè)施根據(jù)平面布置圖合理存放，并隨施工現(xiàn)場具體情況適時(shí)做出調(diào)整。

（3）現(xiàn)場臨時(shí)道路應(yīng)定時(shí)灑水、沖洗，確保表面潔凈、無灰塵。場區(qū)內(nèi)應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，建立專門的垃圾存放區(qū)域，并安排專人負(fù)責(zé)外運(yùn)處理。

4.3 環(huán)境保護(hù)、水土保持保證措施

4.3.1 生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施

施工區(qū)域周邊的植被盡可能保持完整；項(xiàng)目施工完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行植被恢復(fù)，將生態(tài)影響降至最低水平。

4.3.2 水資源保護(hù)措施

當(dāng)施工現(xiàn)場距離生活水源較近時(shí)，應(yīng)通過設(shè)置堤壩進(jìn)行分隔，防止對(duì)生活用水造成破壞；施工機(jī)具沖洗后產(chǎn)生的廢水禁止直排河中，運(yùn)行過程中產(chǎn)生的油污等物質(zhì)應(yīng)及時(shí)清理，嚴(yán)禁直排；施工現(xiàn)場污水排放嚴(yán)格按照三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)場廢水監(jiān)測，保證滿足排放要求；定期進(jìn)行污水處理設(shè)備的檢修、維護(hù)和保養(yǎng)，并詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)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(shè)備，并在現(xiàn)場設(shè)置空氣污染監(jiān)測設(shè)備；保持現(xiàn)場施工道路干凈、整潔，安排專人打掃、灑水，避免產(chǎn)生揚(yáng)塵；廢氣排放嚴(yán)格按照二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，強(qiáng)化空氣污染物及揚(yáng)塵監(jiān)測和治理，保證符合標(biāo)準(zhǔn)要求；定期進(jìn)行廢氣處理設(shè)備的檢修、維護(hù)和保養(yǎng)，并詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)行情況。

4.3.4 噪聲控制

根據(jù)施工所在地相關(guān)職能部門的要求，強(qiáng)化場區(qū)內(nèi)噪聲控制，嚴(yán)禁在休息時(shí)間段開展強(qiáng)噪聲施工，禁止出現(xiàn)噪聲擾民事件。

4.3.5 施工完成后現(xiàn)場清理及恢復(fù)

項(xiàng)目建設(shè)完成后，應(yīng)及時(shí)清理現(xiàn)場所有建筑及生活垃圾，分類處理、分類清運(yùn)，現(xiàn)場整平到位后覆蓋植被，恢復(fù)至最初狀態(tài)；項(xiàng)目施工完成后，應(yīng)組織相關(guān)部門實(shí)施環(huán)保驗(yàn)收，驗(yàn)收通過后出具環(huán)保驗(yàn)收合格報(bào)告，真正做到不留后患；施工區(qū)域內(nèi)及生活區(qū)應(yīng)配備充足的環(huán)衛(wèi)設(shè)施，定期組織衛(wèi)生清理；保證現(xiàn)場干凈、整潔，及時(shí)清理各種廢舊材料，分類堆放至指定區(qū)域，進(jìn)行集中處理。

5 結(jié)語

綜上所述，該文結(jié)合某高速公路軟弱路基施工實(shí)踐，針對(duì)軟弱路基段水土聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)展開綜合探究，總結(jié)了具體的施工工藝流程及操作要點(diǎn)。軟土路基段采用水土聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)可有效提高施工效率，降低施工成本，水袋運(yùn)輸、卸載較為簡便，且預(yù)壓完成后土方可用作路基填料，避免了大面積開挖土方對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞，同時(shí)水袋堆載的就近取水有效節(jié)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(yīng)用。