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软土路基水土组合堆载预压施工技术要点分析

2021-12-14蔡良

交通科技与管理 2021年34期
关键词:降本增效节能环保路基

摘 要:路基预压是软土路基高速公路工程施工的重要环节,路基预压施工效果对高速公路修建质量、公路耐久性和抗病害性能造成重要影响。传统软土路基预压施工多以土载预压方案为主,但土载预压施工需要耗费大量土方资源,取土、土方转运、弃土等均会对环境造成破坏。基于此,文章以某软土路基高速公路建造工程为依托,论述了软土路基水土组合堆载预压工艺技术原理,总结了水土组合堆载预压施工技术要点,可为后期同类工程施工提供技术参考。

关键词:水土组合堆载预压;节能环保;路基;降本增效

中图分类号:U416.1 文献标识码:A

0 引言

软土路基处治是高速公路工程施工的重要内容,在交通荷载的作用下,软土地基极易发生沉降变形,引发多种公路病害现象产生,严重影响公路行车性能和使用寿命。基于此,针对工程所在地水资源丰富的特点,结合工程所在地土层特性,运用了加载水袋堆载的方式,实现了水载与土载的组合预压,有效降低了本工程路基预压施工土方用量,提高了施工便捷性和经济性。

1 工程概况

某高速公路工程,位于我国南部某省沿湖地带,高填路段分布广泛,最高填方达46.6 m,填方总量高达433万方,软基处理约50万方,由于工程沿线土石方资源匮乏,为减小工程成本,保证路基堆载预压效果,拟采用水载+土载联合堆载预压施工。

2 技术原理

水载+土载组合堆载预压是通过在路基顶面密集排列(19*10*2 m高)充水的水袋和(8*1.6 m)宽精加工预留土的重量组合对软土路基进行预压。

(1)通过大型密封水袋,利用水的自身重量荷载预压软土路基,同时为保证水载预压期间材料运输、施工车辆的正常通行,留一定宽度范围保留土载预压,作为材料运输通道及路基精加工层的土源。

(2)该方案可有效降低堆载预压施工土石方用量,且可充分利用该地湖区水资源丰富特点。

(3)施工过程中通过埋设沉降板、测斜管进行观测分析,根据沉降量、沉降速率、水平位移数据来检测软土路基水载预压成果是否达到设计要求;预压断面及平面见图1、图2。

3 水土组合堆载预压施工技术要点

3.1 准备工作

(1)计算土载和水袋预压参数。

(2)水载预压施工前调整路基横坡向土载预压施工通道倾斜,防止水袋侧向滑动,报验路基顶(﹣30 cm)压实度验收合格后再申请水载预压施工。

(3)每批次预压水袋必须进行充气验收,并出具检测合格证,对不能出具合格证的水袋禁止进场或直接报废。

3.2 施工放样

(1)测量放样定位土载和水袋预压位置,土载为8 m宽、高度为1.6 m水袋规格长19 m(沿横断面方向)、宽10 m、高2.5 m(最大加载高度)。

(2)每个水袋之间开挖一条宽30 cm*深20 cm排水明沟,确保水载预压期间雨水排水通畅,并加铺防水土工布。

3.3 预压土方填筑

根据计算参数按照路基填筑施工方法在路基一侧进行宽8 m的区域内进行土方填筑并作为土方堆载预压和临时便道通行。

3.4 摊铺水袋

(1)水袋摊铺施工前清理路基表面尖碎石等杂物,禁止非施工作业人员进入水载预压区域。

(2)摊铺土工布、隔水膜,确保水体不浸泡冲刷路基。

(3)摊铺水袋:按放样位置整齐的摆放水袋,在搬运、摊铺过程中严禁损伤水袋,摊铺后平整仔细检查每条水袋,发现破损应及时修补。摊铺土工布、水袋见下图3:

3.5 水袋注水加载

经计算,在水袋堆载预压方案下,水袋注水高度为2 m。本工程采用两台离心式水泵作为注水设备,水泵注水流量为100 m/h,通过分流阀,同时向2条水袋两端充水。为提高加载效果,水袋注水分6次进行,每次注水高度为50 cm,注水间隔6 h。

3.6 沉降稳定观测

(1)为详细观测路基沉降数据,在路基填筑过程中埋设沉降板,填筑施工期间,每填筑一至两层观测一次;水载预压加载开始至完成后的前15 d内,观测频率不低于3 d/次;此后,保证观测频率不低于15 d/次,直至卸载。

(2)应及时测量各项监测数据,并按照下表1的监测控制标准,规范控制注水速率。沉降量、沉降速率或位移超过规定标准时要停止施工,待达到标准后方能继续进行加载施工。

(3)为提高预压加载效果,保证路基稳定性,需根据观测数据,严格控制加载速率。

(4)随水袋注水高度增加,应随之适当接高测杆和套管;测管周围的填土宜用人工整平,并采用小型夯实机夯实。

(5)沉降观测采用电子水准仪,施工期间应注意保护沉降板,以保证观测结果准确性;同时,应严格遵循“先加载后接管、先卸管后卸载”的观测原则。

3.7 水袋放水卸载

水载预压卸载时间由观测单位提供,并出具相关卸载报告,连续2个月沉降不超过5 mm/月可提出卸载申请,并报监理批准后方可卸载。

预压卸载施工采取分阶段卸载,水袋横断面方向预留有出水口,一个水袋分两次卸载完毕,卸载完成后需对路基﹣20 cm的填土需进行翻晒。

3.8 预压土方卸载

本工程所用土载预压土方,在预压施工完毕后,可直接用作路基精加工(﹣30 cm)施工填料,按路基施工方法进行摊铺碾压施工后,保证压实度不低于96%。该方案的优势在于土方无需二次转运,减少了土方转运费用,且无弃方产生。

4 结论

本项目实践表明,本工程所用水载+土载联合堆载预压施工方案经济性、技术性良好,堆载土方可用于30 cm的精加工,无弃方,可有效减少土方挖方、堆载、转运费用,避免土石方、土地资源浪费,且水袋可折叠和再利用,运输、卸载拆除方便,施工设备要求较低,施工经济效益、环境效益显著。

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作者简介:蔡良(1990—),男,江西丰城人,硕士研究生,工程师,主要从事高速公路建设管理。

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