高速公路软弱路基水土联合堆载预压施工技术

吴雷

（张家口市公路施工管理处，河北 张家口 075000）

1 引言

高速公路项目施工中，常会遇到软土路基，由于其稳定性差、结构强度低、容易变形，若不进行有效的加固处理，高速公路在运营一段时间后会出现不同程度的沉降变形， 长时间会引发路面病害问题， 极大地降低了公路行车的舒适性和安全性[1]。本文就软土路基加固处理提出一种水土联合堆载预压施工技术，即将水袋堆载预压和土方堆载预压两种技术相结合，改善软土路基的同时加快施工进度，节约成本。

2 工程概况

某高速公路项目全线长79.312 km， 双向四车道设计标准，设计行车速度为100 km/h，路基宽度为25.5 m，沥青混凝土路面。 该高速公路路基工程占比为42.8%，其中，路基填方以高填方为主， 填方最大高度为19.2 m， 总体填方量高达434 万m3，其中，包含58.9 万m3的软土路基。为最大限度地降低公路运营期间的路基沉降，节约运营养护成本，建设单位拟采用水土联合堆载预压施工技术进行软土路基加固处理，并重点对水土联合堆载预压施工技术要点进行研究分析。

3 水土联合堆载预压工程特性

水土联合堆载预压技术主要是将水袋堆载预压和土方堆载预压两种技术相结合。 在治理高速公路软弱路基时，在路基表层分别堆载水袋阵列和精加工预留土， 将水袋和土方荷载换算比例控制为1∶1.7， 这样可有效达到传统土方堆载预压的效果。 水土联合堆载预压技术施工原理和要求具体如下。

1）为保证水袋装车运输过程中可保证车辆通行正常，应预留适当大小的区域进行土方堆载预压， 同时也可用作水袋的运输装车通道。

2）采用水土联合堆载预压技术处理高速公路软弱路基时，应充分利用施工场地周边的河流湖泊水源[2]。 通过水袋堆载预压后，软土路基内部孔隙水不断被排出，孔隙体积也不断减小，从而促进了软土路基的沉降固结，其结构强度得到有效提高。

3）一般情况下，路基加固处理过程中常采用埋设测斜仪和沉降板的方式来观测沉降，通过检测得到的路基沉降量、水平位移、沉降速度等数据判断软土路基荷载预压整体效果，以此得出是否满足施工及设计要求。

4）水载预压系统主要包括水泵、水袋以及水平仪等。 首先将水袋装满水， 结合施工及设计规范要求得出最佳水袋堆载预压时间。 待预压完毕后再将水袋内的水逐渐排干，排出的水由排水沟汇入自然河流中。

4 水土联合堆载预压施工技术要点研究

4.1 准备工作

结合室内计算得出水土联合堆载预压的各项主要施工参数。 进行水袋预压之前，现场技术人员应对路基横坡坡度进行合理调整，以确保水袋不发生侧滑，且能向土石方堆载预压施工区域方向倾斜， 路基顶部压实度现场检测合格后即可展开水袋堆载预压施工。 水袋的质量需提前检测，检测合格后方可投入使用，不合格的水袋严禁进场使用。

4.2 施工放样

现场技术人员需结合施工放样得到合适的水土联合堆载预压位置，本项目中水袋长19 m，宽1.7 m，土袋的堆载预压高度为9 m，并顺着路基横断面进行布设。 在水袋之间挖设深25 cm、宽35 cm 的排水沟，这样能有效将预压期间的地表水和雨水排出， 并结合实际情况在水袋上均匀铺设防水土工布荷载预压横断面和平面示意图如图1、图2 所示。

图1 预压断面图

图2 预压平面图

4.3 预压土方填筑

结合此前计算得出的各项施工参数， 于路基单侧9 m 宽的区域范围内展开土方填筑施工， 将其用作土方堆载预压平台和水袋堆载预压通道[3]。

4.4 摊铺水袋

现场技术人员应在水袋摊铺之前将路基表面的树根、碎石等杂物清除，以免在施工过程中刺破水袋，且在堆载预压区域内进行严格的现场管控，禁止外人随意进入。 提前在堆载预压区域内均匀铺设防水土工布，以免积水长期浸泡、冲刷软土路基。 进行水袋摊铺时，应充分结合测量放样定位码设水袋，注意水袋的摊铺、移动过程中不得破坏其质量，待摊铺完毕后现场人员需全面检查水袋质量， 若存在破损时应及时予以修补或更换[4-5]。

4.5 水袋注水加载

结合水土堆载荷载换算得出，水袋的注水高度控制在2 m左右为宜，并选用2 台离心式水泵进行注水，注水流量不得低于20 m3/h，利用分流阀能一次性进行2 条水袋的灌注，本项目注水次数为4 次，注水高度分别设定为0.5 m、1.0 m、1.5 m、2.0 m，每一次的注水间隔时间控制为6 h。

4.6 沉降稳定观测

路基回填阶段应做好必要的沉降观测处理，且应每回填1 层或2 层进行一次沉降观测。 另外，在水袋堆载预压期间以及预压完成后的前15 d 之内进行1 次/3 d 沉降观测， 之后再进行1 次/15 d 的沉降观测，直至卸载为止。 现场技术人员应对沉降观测数据及时进行总结分析， 并严格按照监测控制标准进行水袋注水速度调整，具体如表1 所示。 水袋堆载预压高度增加时，配套的套管、测杆也需随着接高，每节高度不得高于50 cm。 人工整平夯实测杆周边填土，并选用电子水准仪观测沉降情况。 值得注意的是，施工过程中需保护好沉降板，严格按照先卸管后卸载、先加载后接管的顺序展开施工。

表1 监测控制标准表

4.7 桥面板铺设

结合之前得出的观测结果得出适当的水袋堆载预压时间， 确保在3 个月内每月的沉降量低于5 mm 时方可申请卸载，且及时报于监理单位审核，经合格后方可同意卸载。 采用随车吊来进行水袋的运输和包装。

4.8 预压土方卸载

土方堆载预压施工中采用的土方经卸载后可直接用于路基填料，且需严格按规范要求进行精加工，确保压实度高于96%。

4.9 效益分析

利用水土联合堆载预压法能有效节约软基处理成本，就地选用周边区域水资源，且能避免土石方的采运，这样能降低大型施工机械设备的投入，在保护环境的同时节约成本。

5 结语

本文就高速公路软弱路基水土联合堆载预压施工技术进行研究，围绕实际高速公路软土路基处理工程展开论述，分别阐述了水土联合堆载预压施工技术工程特性、施工技术要点，并对其施工经济效益进行分析。 研究结果表明，采用水土联合堆载预压施工技术能有效改善软土路基不均匀沉降变形问题，提高路基的稳定性和结构强度，节约工程成本。