贺泽勋

(湖南省湘筑工程有限公司，湖南 长沙 410004)

1 前 言

本工法在路基填筑至96区顶-30 cm时采用水袋注水预压(容重换算)代替传统的堆土预压达到设计及规范要求同等效果，既有效的保护了水土资源又节约了施工成本。通过湖南省湘筑工程有限公司在南益高速公路的施工实践应用表明，该工法节能环保、操作简便、适用性强、适宜于高速公路建设大范围推广。

2 工法特点

(1)节能环保：本工法无需大规模外运土方，直接利用湖区地表水，排放无污染，有利于水土环境保护，大大节约水土资源。

(2)施工简便：本工法采用具有相应资质条件的生产厂家配套的大容量高强度新型水袋直接铺设，一次注水到设计载重，中途无需补水。

(3)适应性强：新型水袋经过抗高低温测试，对露天环境适用性强，且对施工现场要求低，天气影响因素小。

(4)技术性价比高：采用本工法进行水载预压与传统的土预压相比较节约施工成本约50%，节约施工期约20%。且无需投入大量的土方机械，经济性价比高。

3 适用范围

本施工方法可用于新建公路、铁路等软土地基处理路基段堆载预压。

4 工艺原理

(1)主要力学原理：路基水袋堆载预压采用水袋注水(容重换算)在路基顶形成竖向荷载，荷载通过路基传递至软基，消除路基及软弱地基的非弹性变形，加速软基土体固结，减小工后沉降，防止路面施工后出现开裂。

(2)这种堆载预压方式在路基填筑至96区顶-30 cm时分两部分堆载。在路基的一侧根据计算得到路基精加工所需用料量填筑出一条施工便道，此施工便道既方便后续未完工的路基附属工程施工车辆通行，又利于预压后对沉降数据的采集。施工便道填筑区域等同于采用土载预压，待预压完成后此施工便道用料使用机械摊铺整平压实于全幅路基作为精加工层。

(3)路基的另一侧采用水袋注水预压，使水袋覆盖于未受土预压的区域，注水高度达到设计荷载值。南益高速第五合同段原设计采用1 m高的土等载预压，加上未填筑的30 cm精加工材料重量，土的密度ρ取值1.5 g/cm3，根据容重换算得水袋注水高度H=1.5×1.3=1.95 m。注水后在路基上形成荷载达到消除路基及底层软基非弹性变形的目的。

5 施工操作要点

5.1 路基填筑

路基填筑至路床顶-30 cm停止填筑，预留精加工土层位置。使用光轮压路基对路基进行压实，压实度达到96%，且顶面无尖锐物突出，以防扎破水袋，影响使用。

5.2 测量放线

(1)测量出填筑临时便道的界线，用石灰作出标记，并根据坐标放样找出预埋的沉降观测点位置。

5.3 填筑施工便道

(1)在石灰线标记的位置填筑精加工材料组成的施工便道，材料应满足设计要求。

(2)填筑压实度按规范要求施工便道压实度进行验收，并做好边坡的临实排水设施(可同时施工边坡防护工程)。

(3)如预压段为曲线超高段时路基内侧应填筑40 cm×60 cm条型土堤，防止因路基因横坡过大初始水袋初始注水时侧向位移跌落。

5.4 沉降观测点接出

(1)根据原测量放样已找出的沉降观测点用人工开挖并接出地面顶约2 m高的沉降观测管。

(2)回填开挖面，用小型机具进行夯实。

5.5 铺设防水薄膜

(1)对路床底进行检查清除尖锐物。

(2)铺设防水薄膜，防水薄膜搭接宜大于30 cm。防水薄膜能够有效的保护路基，防止雨水和施工中的水浸入路基。

5.6 铺设土工布

在防水薄膜层上铺设土工布，土工布的搭接长度不能小于30 cm。土工布能够进一步保证水袋不被没有清理干净的尖锐物刺破。

5.7 铺设水袋及调整位置

(1)单个水袋的重量约0.5 t，首先使用装载机吊运至铺设区域中央，再次用人工打开水袋充气，最后调整好位置排出空气。

(2)铺设时应着重注意有效的避开沉降观测点。因为大多数沉降观测点都是以整桩号坐标布置，且满足于5的倍数，所以生产水袋时要注意宽度选用5 m，10 m两种规格搭配。铺设时计算好相邻两个沉降观测点的距离，合理的选用不同尺寸的水袋，这样就能保证沉降观测点位在两个水袋间隙之中，方便监测采集数据。

5.8 注水加载

(1)水源可就近选取河流或沟渠水，不能抽注有腐蚀性的水体，因所需用水量大，尽量选取有流动活水的地方取水。

(2)注水时相邻两个水袋要做到对称均匀加水，分段施工时宜先注水中间的水袋，对称均匀向两边扩散，这样能够有效的防止水袋平行位移。注水加载过程中一个水袋应分多次加水达到设计值。

5.9 安装监控设备进行沉降观测

(1)水袋使用周期较长，为了减少阳光对水袋的破坏，在上部覆盖遮阳网，为了防止水袋由于外部因素导致破损，设置一套电子围栏系统，一旦检测到有无关人员进入，及时报警。

(2)预压期间应对路基沉降变形进行连续监测。

(3)密封水袋预压期间，必须对路基沉降和边桩位移进行观测。

5.10 放水卸载

(1)待路基沉降稳定，沉降速率值满足设计要求值后卸载水囊中的水。卸载时可从排水阀一侧接水管自然排出至沟渠或路堤边沟，也可从进水阀一侧排出，严禁不接水管直排损毁路基边坡。

(2)排出水体检测合格后可直接排放。

5.11 水袋回收

(1)将排放干净的水袋进行清洗整理打包运至仓库，如方案中考虑一个工地多次循环利用的情况可周转至下一个工作面继续使用，但应防止装卸过程中尖锐物对水袋的划伤。

(2)对路床底铺设的防水薄膜及土工布进行分类清理，没有损坏的折叠打包以备下次使用，损毁无利用价值的集中清理，严禁工地范围内四处丢弃污染环境。

5.12 铺筑精加工材料

(1)路床底清理完成后①平地机整平→②压路机压实→③检测压实度→③压实度合格将原用于铺设临时施工便道精加工材料满铺于路床→④机械整平压实→⑤检测验收。

(2)铺筑时如原预估沉降值小于实际沉降值，原预留精加工材料会偏少，这时应及时补充材料填筑至设计标高。

5.13 路基验收

按照规范及设计要求进行路基的验收。

6 效益分析

6.1 经济效益

(1)采用水袋堆载预压技术施工。

新型水袋生产成本约76元/m2(预压接触面)，按循环利用4次计算约每次摊销费用19元/m2，土工布约1.5元/m2、防水薄膜约0.8元/m2。新型水袋布设及监控维护费等人工费约3.8元/m2，注水及发电等设备费用约0.4元/m2，材料转场运输及输杂费约：2元/m2。总合计费用约27.2元/m2(预压接触面)。

(2)采用土载预压施工：土方采购运至施工现场价(以南益高速第五合同段为例)：38.6元/m3，现场整平碾压费：4.8元/m3，挖除清理费：23.2元/m3，总合计费用约66.6元/m3。

按路基等载预压计算每平方米用土1 m3计，每平方米节约66.6-27.2=39.4元/m2。

6.2 社会效益

采用传统的土载预压施工对施工机械、堆载土方需求量大，施工工序复杂繁琐，成本高，影响当地生态环境。施工过程中的取土弃土造成水土流失，绿色植被破坏严重，运输过程产生大量扬尘破坏空气质量，大量的土方机械使用产生污染气体排放不利于节能环保。比起采用传统的土载预压施工方法采用本工法对自然环境保护更加合理，符合绿色公路建设理念，产生积极的社会影响。