摘要：在软土地基上修建道路，需要进行地基处理以保证路基的稳定性、减少工后沉降及差异沉降。目前常用的方法是堆载预压排水固结法，该方法的特点是施工简单、技术成熟。通常采用土作为堆载材料，预压完成后需清除超载部分填土。对于路线长的道路工程，特别是在缺乏土资源的三角洲水系发达地区，堆、卸施工消耗大量的土地资源，施工周期长、能耗高、成本高，且易造成周边环境污染。能否因地制宜，改变一下常规的堆载方法，采取底层填土，上部利用水荷载的堆载预压方式，即采用水土联合堆载预压法呢？该技术如能实现，可大量节约土资源和机械设备能耗，加快工程进度，产生良好的环保效应和经济效益。
关键词：软土地基；水土联合堆载预压技术；加固
前言
某工程全长16.1Km，线路位于珠江三角洲冲击平原上，沿线河流、沟渠纵横交错，水系发达，地下水位高。其地址条件为：地面上层为人工填土、素填土及根植土，厚度为0.5～4.7m；其下为第四系冲积层，主要为粘土层、淤泥层、淤泥质土层、淤泥质混砂层、粘土混砂层、中细砂、中粗砂等，淤泥土层的厚度为5.0～14.7m；再下是第四系冲积层－粘土层，基岩为强风化、弱风化及微风化的泥岩。
按原设计要求，除差异沉降较大的桥头过渡段和对承载力要求较高的结构物基础采用水泥搅拌桩加固外，其余路基范围均采用堆载预压排水固结法对淤泥软弱地基进行加固处理，路基平均处理宽度为66m，预压土厚度为2m，需进行软基处理路基的最大纵坡1%。因取土的平均运距在30Km以外，运土需经过四个镇区，堆土和卸土成本高达36.4元/m3。为了降低成本、节约能耗、加快施工进度，减少对道路及周边环境的污染，并充分利用当地的水资源，项目部与业主及监理协商决定改变原设计方案，采用水土联合堆载预压方案加工道路软基，在保证工程质量的前提下，减少土方用量，达到既节能、环保又经济的目的。
１施工工艺研究
1.1施工工艺
（1）清除地表杂草、塘埂、垃圾块石等，平整场地，调整场地标高形成工作面。
（2）回填不小于0.5m厚砂垫层，搭设塑料排水板，塑料板件距1.1～1.3m，正三角形布点，长度根据实际情况而定。
（3）做盲沟、集水井，对于鱼塘部位预先筑堤排水，家铺土工布。
（4）埋设监测仪器。
（5）分层填土碾压、完成路堤填筑后回填堆载预压土，预压土同样采用分层碾压，其填筑厚度为1m。
（6）修筑堤围，铺设隔水土工膜，随后施工堆水荷载，高度为1.75m。
（7）施工过程进行浅层沉降、深沉水平位移监测，以控制加载速率和预压时间并确定卸载时间。
（8）拆除泄水管，防水泄压。
1.2施工工艺流程图
1.3施工工艺要点
（1）围堰的分仓设计：为了实现水荷载平稳的施加及加、卸载的方便快捷，沿路线方向连续设置长度为50m的围岩，其宽度为软土路基处理宽度（堆载截面的设计与尺寸确定），见图1a。
（2）堆水防渗漏措施：选用高韧性塑料膜（真空预压膜），实现水土的分隔并防渗漏。
（3）沉降观测点的保护及集水井抽水的正常实施。与沉降观测点和集水井位置修筑横向堤围，堤围的高度与左右边堤高度相同，且顶宽不小于1m，方便观测沉降和抽水操作。
1.4水超载设计的注意事项
（1）围堰结构设计：水超载设计中最关键的一点就是围堰设计（见图）。按设计给出的堆载土容重17.5KN/m3，1m堆土高度换算为等载水深1.75m，确定围堤高为2m，根据其底部收到的静水压力，围堰设计顶宽取1.2m，外边坡破率为1：1.15，内侧边坡采用1：0.75，保证围堰在满水后安全。
（2）施工期路堤整体稳定性。由原设计方案，考虑路堤最大填高为4m，堆载填土1m，围堰高2m，经计算（按最不利地质因素考虑）滑动安全系数为1.585，整体稳定。
（3）隔水土工膜由工程定制，分仓整体铺设。铺设前清理干净石块、树根等硬物，防止注水过程中扎破土工膜，发生渗漏。
（4）预压水位保持措施。为防止下雨水高漫过堰顶，在每个储水池中设置一条泄水管（∮200PVC管），其管高1.75m，当水位高过1.75m时，自动溢流保持恒定水位。
（5）在水池四周设置1.2m高围栏，禁止在水池中游泳戏水，确保安全。
2材料与设备
所需设备、材料见表2-1、2-2
3路基加固效果分析
3.1现场检测资料分析
为了研究水土联合堆载预压加固软土路基效果，指导制定合理的加载施工方案，在现场埋设大量的监测仪器，并进行跟踪监测，主要分析浅层沉降和深层侧向位移规律。
3.2浅层沉降的变化规律分析
（1）浅层沉降随时间变化规律是路堤控制施工进度和安排后期施工的重要指标，也是加固效果直接反应。为此在路基中线位置砂垫层（砂垫层位于原地基场地整平面和路堤地面之间）设置浅层沉降板，监测水土联合堆载前后沉降变化规律。因沉降监测点较多，选取沉降值较大且有代表性的两个测点A、B（测点所处桩号为K6+903、K7+882）的监测结果进行分析。
从以上图中可以得知，在水土联合堆载初期沉降曲线较陡，到卸载前的一个月内，沉降曲线趋于水平；监测点的最大沉降发生在B测点，为812.12mm，测点A最大沉降大703.36mm，可以看出两个测点位置对应的路堤断面分别经过644天和575天堆载预压加固后，沉降趋于
由沉降速率图分析，A、B两测点最大沉降速率分别为34.58mm/d和35.31mm/d，均发生在堆载加压初期，在卸载前的半个月内平均沉降速率均小于0.25mm/d，说明软基沉降基本稳定。
3.2深沉水平位移的变化规律
在路堤交工面位置对应的路肩处设置测斜管（桩号K6+903），监测各土层特别是深层淤泥层的水平方向位移，监测时间为18个月。如图可知，土体水平位移均指向路堤外侧，卸载前最大位移发生在3.0m处，为42.4m；随深度的增加侧向位移逐渐收敛，各个观测时间点深12m处水平位移趋于零。同时加载初期位移较大，加载后期位移增幅较小，暂趋稳定分析。如下图4.2：
3.4处治前后土性指标对比
对沿线加固段各类土体（以淤泥和淤泥质土为主）开展了大量的土工试验，选取典型处治断面K7+503进行分析，比较加固前后各土层主要物理力学指标（见下表 ）：含水量由70%～85%降为47%～65%，容重容重也大幅提高，孔隙比由1.8～2.3降为1.2～1.7，凝聚力和内摩擦角均有不同程度增大，各项强度指标均显着改善，说明通过水土联合堆载预压加固后效果明显，达到设计要求。
4质量控制
4.1施工前对工人进行施工技术交底，对该工法的流程及施工中应注意的事项详细讲解，严格按照相关要求进行各工序施工，确保其质量符合要求。
4.2堆载土的选择一定要满足路基填料要求，并严格按照设计路床压实度要求进行碾压。
4.3按要求及时抽排集水井中的水，保证预压效果。
4.4隔水高韧性塑料膜在工厂按分仓尺寸用专用胶水粘合成整块，运至施工现场进行铺设。
4.5预压水位保持措施。为防下雨水高漫过堰顶，在每个储水池中设置一条泻水管（∮200PVC管），自动溢流保持恒定水位。
5安全措施
5.1施工前对现场施工人员进行详细的安全交底。
5.2施工过程中严格按照施工流程进行，确保施工安全。
5.3当围堰水平位移值超限时，要暂停或减缓围堰的填筑，必要时增设反压护道，防止围堰滑移。
5.4在铺设隔水高韧性塑料膜前要清除块石、树根等杂物，防止刺穿塑料膜，引起渗漏水。
5.5在围堰周边设置1.2m高围栏及警示标识，有专人巡查，禁止游泳、戏水。
6环保措施
6.1严格执行国家和地方相关的环保政策和法规，自觉接受环保部门的监督检查。
6.2取、弃土场的手续齐全，按规定做好植被恢复和环保工作，严禁乱挖乱弃，防止水土流失。
6.3采用有盖车辆运土，防止泥土洒落污染道路。
6.4做好施工场地的临时排水，防止雨水冲刷边坡污染周边环境。
6.5加强机械保养，降低机械噪声等级，减少对周边居民的干扰。
6.6防止施工机械废油流入预压水池或周边沟渠，污染水源。
7资源节约
7.1采用水土联合堆载预压法与设计提供的土堆载预压法施工节约工期分析：
原设计堆载土为31.6万M3，卸载土约15万M3，堆载用时37天，卸载用时15天，共计52天；采用水土联合堆载预压法施工，堆载土20.6万M3，卸载土约3.5万M3，堆载用时24天，卸载用时8天，共计32天。两种方法对比，水土联合堆载预压法节约了时间20天。
7.2采用水土联合堆载预压法施工节约费用分析：详见表8.2
8结语
采用水土联合堆载预压加固道路软土地基效果明显，各项指标均达到了设计要求，工后沉降小，竣工验收评定为优良工程，获得了业主、监理的一致好评，取得了良好的经济效益、社会效益。
参考文献：
[1]罗汉锋，陆山风．真空堆载预压加固软基法在高速公路中的应用[J]．科技资讯，2010（22）
[2]张德祥．堆载预压处理软基原理及施工方法[J]．山西建筑，2010（29）
论文作者:胡肖
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2016年2月第4期
论文发表时间:2016/11/21
标签：预压论文; 水土论文; 围堰论文; 位移论文; 路堤论文; 淤泥论文; 路基论文; 《建筑建材装饰》2016年2月第4期论文;