堆載預(yù)壓法在公路軟基施工中的應(yīng)用

金石

摘 要：堆載預(yù)壓法是最常見(jiàn)的軟基處理方式，要求在施工前先堆載預(yù)壓地基，保證固結(jié)地基土，且提高地基強(qiáng)度，以此達(dá)到地基承載力、穩(wěn)定性有效提升的目的。為此，本文在充分了解堆載預(yù)壓作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)公路軟基處理中堆載預(yù)壓法施工要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：堆載預(yù)壓法；公路工程；軟基處理

1 堆載預(yù)壓作用機(jī)理

作為軟土路基施工的主要處理方式，堆載預(yù)壓法也被稱為堆載預(yù)壓排水固結(jié)法。該方式可在場(chǎng)地加載預(yù)壓，順著排水板將土體內(nèi)的孔隙水排除，逐步固結(jié)，地基產(chǎn)生沉降的同時(shí)，逐步提升強(qiáng)度。路堤修建于軟土地基上，可利用填土堆載預(yù)壓的方式，密實(shí)、沉降及固結(jié)地基土，進(jìn)而達(dá)到地基強(qiáng)度增強(qiáng)及路堤沉降量減少的目的。一般所有軟土路基都可選用堆載預(yù)壓法進(jìn)行路基處理，相比其他處理方法，該技術(shù)施工材料小、操作簡(jiǎn)單。但堆載預(yù)壓施工時(shí)間較長(zhǎng)，一般不宜用于工期過(guò)緊工程。為快速達(dá)到良好壓縮效果，可選取超載預(yù)壓施工。為縮短預(yù)壓時(shí)間，可將塑料排水帶、砂井等排水豎井設(shè)置到地基內(nèi)。為此，在軟基處理中必須嚴(yán)格按照施工實(shí)際情況，合理選用處理方法。

2 工程概況

某公路工程，地下存有淤泥層，厚度為2.9～7.5m。因工程建設(shè)所需，軟基處理可選用堆載預(yù)壓法施工，要求處理后在150mm以內(nèi)控制道路工后沉降。按照當(dāng)前實(shí)際荷載，可進(jìn)行堆載荷載的合理設(shè)計(jì)，同時(shí)為減少堆載預(yù)壓時(shí)間，需進(jìn)行塑料排水板設(shè)置，進(jìn)行豎向排水。處理時(shí)，必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地基沉降、孔隙水壓力等參數(shù)，且按照沉降量實(shí)際測(cè)量結(jié)果，進(jìn)行處理方法可行性的判定。本路段地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，按照由上到下的順序各層依次為素填土（0.5～3.3m厚）—淤泥（2.9～7.5m厚）—粘土（0.7～6.1m厚）—淤泥質(zhì)砂土（0.9～3.4m）。

本施工段道路結(jié)構(gòu)層荷載、交通荷載都為15kpa，兩者總和為30kpa，要求在150mm以內(nèi)控制運(yùn)行階段工后沉降量，為此，可選取30kpa作為預(yù)壓荷載，預(yù)壓時(shí)間最少為3個(gè)月。主要水平排水層為砂墊層，且在1m左右控制砂墊層厚度。選取等邊三角形布設(shè)塑料排水板，基于經(jīng)濟(jì)性原理，可在1.2m左右控制塑料排水板間距。

3 公路軟基堆載預(yù)壓法施工工藝

1、施工準(zhǔn)備

施工前，先將路基底層邊線測(cè)量放出，根據(jù)設(shè)計(jì)寬度，對(duì)其刷坡施工。在確保路基寬度符合施工要求的前提下，將堆載預(yù)壓寬度定出。為保證路基預(yù)壓土填筑線形符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)在兩側(cè)堆碼砂袋，保證砂袋數(shù)量充足。隨后通過(guò)坡度尺確定堆載預(yù)壓土坡度。此外，按照設(shè)計(jì)要求，計(jì)算堆載預(yù)壓土數(shù)量。

2、堆載預(yù)壓施工

由基床表層下方開(kāi)始堆載預(yù)壓施工，嚴(yán)格按照地質(zhì)情況、加固方案及路基填挖高度等條件進(jìn)行堆載預(yù)壓高度的確定。一般情況以2.4到4m之間為準(zhǔn)備，填高在8m以上部位，可適當(dāng)增加堆載預(yù)壓高度。

（1）完成路堤—基床底層填筑作業(yè)后，需將一層土工織物全鋪到填筑面，搭接寬度為0.3m，為均勻預(yù)壓，及時(shí)卸除土方及避免路基污染提供有利條件，隨后進(jìn)行預(yù)壓荷載填筑。

（2）填筑預(yù)壓土?xí)r，選取輕型機(jī)具攤鋪后進(jìn)行第一層填筑土壓實(shí)，嚴(yán)禁土工織物被損壞，且在0.89以上控制壓實(shí)系數(shù)。一般不得選取淤泥土、垃圾土作為填料，壓實(shí)作業(yè)后濕容重每立方米可控制在18.2kN以上，為保證預(yù)壓荷載符合設(shè)計(jì)要求，容重、壓實(shí)度需縱向間隔200m抽檢一次。

（3）逐級(jí)施加堆載預(yù)壓荷載，保證各級(jí)荷載施加后地基具有良好穩(wěn)定性。通常情況下，需在0.4m以內(nèi)控制各層預(yù)壓土填筑厚度，完成上述作業(yè)后，即可選取中型碾壓機(jī)械進(jìn)行施工，做好平整、碾壓工作。根據(jù)工程實(shí)際情況，合理確定預(yù)壓土填筑橫斷面邊坡坡率。完成填筑作業(yè)后，用土壓好土工布，避免預(yù)壓土大量流失，造成坡面污染。

（4）預(yù)壓土卸載。預(yù)壓時(shí)間達(dá)到一定時(shí)間后，需及時(shí)分析工后沉降情況，并對(duì)卸載時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，如與節(jié)點(diǎn)工期規(guī)定不符，則需適當(dāng)調(diào)整預(yù)壓高度及時(shí)處理。待預(yù)壓滿足設(shè)計(jì)時(shí)間時(shí)，可根據(jù)工后沉降分析數(shù)據(jù)，待各方確認(rèn)后，即可分層卸載預(yù)壓土，卸載環(huán)節(jié)嚴(yán)禁對(duì)完工路基造成損害。

3、施工監(jiān)測(cè)

（1）工后沉降監(jiān)測(cè)

預(yù)壓環(huán)節(jié)需連續(xù)監(jiān)測(cè)路基沉降變形，按照檢測(cè)結(jié)果對(duì)地基最終沉降量的完成時(shí)間進(jìn)行分析，并對(duì)工后沉降進(jìn)行評(píng)估，待滿足設(shè)計(jì)要求后，即可進(jìn)行卸載施工。根據(jù)施工具體情況，施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是工后沉降量，其為軟基處理效果評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)之一。為監(jiān)測(cè)工后沉降，基礎(chǔ)將若干沉降板埋設(shè)到施工場(chǎng)地。因總沉降量-施工期沉降量=軟基工后沉降量，由此可見(jiàn)，工后沉降計(jì)算的根本條件為總沉降量，為此，可選取分層總和法進(jìn)行總沉降量計(jì)算。而施工期地基沉降量=平均固結(jié)度x總壓縮沉降量。按照堆載預(yù)壓施工條件，在施工場(chǎng)地內(nèi)選15個(gè)計(jì)算點(diǎn)，對(duì)其地基沉降量進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示，516～807mm為地基總沉降量范圍，663mm為平均值；58～149mm為工后沉降量范圍，107mm為平均值，由此可見(jiàn)，工后沉降滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）孔隙水壓力監(jiān)測(cè)

軟基堆載預(yù)壓處理過(guò)程中，不僅要做好工后沉降監(jiān)測(cè)，還需監(jiān)測(cè)孔隙水壓力。利用觀察、測(cè)量軟土不同深度淤泥的孔隙水壓力增長(zhǎng)、消散變化，對(duì)軟土有效應(yīng)力、固結(jié)完成情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而對(duì)加載速率進(jìn)行有效控制，且達(dá)到提高路基穩(wěn)定性的目的。

本工程孔隙水壓力監(jiān)測(cè)孔共設(shè)4個(gè)，其中第三個(gè)監(jiān)測(cè)控制在8號(hào)沉降板周?chē)O(shè)置，第四個(gè)監(jiān)測(cè)孔在2號(hào)沉降板周?chē)O(shè)置，按照深度實(shí)際情況，在各個(gè)監(jiān)測(cè)孔內(nèi)進(jìn)行孔隙水壓力計(jì)設(shè)置，設(shè)置量都為3個(gè)。通過(guò)觀測(cè)得出：

第一，加載至60d時(shí)進(jìn)行預(yù)壓，在加載環(huán)節(jié)孔隙水不斷增長(zhǎng)，出現(xiàn)超孔隙水壓力，伴隨土體恒載過(guò)程中逐步固結(jié)，且超孔隙水壓力逐步減小，直至消失。

第二，-6.4～10.0kpa為超孔隙水壓力最終值，完成監(jiān)測(cè)后，超孔隙水壓力消散殆盡，基本完成場(chǎng)地固結(jié)施工。

第三，3.9～10.0kpa為第三個(gè)監(jiān)測(cè)孔超孔壓，90%為8號(hào)沉降板固結(jié)度，-6.4～2.1kpa為第四個(gè)監(jiān)測(cè)孔超孔壓，94%為10號(hào)沉降板固結(jié)度，則表明不斷增加超孔隙水壓力，則固結(jié)度反而下降。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，公路工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位，不僅加強(qiáng)了區(qū)域間聯(lián)系，也為人們?nèi)粘３鲂刑峁O大便利，要求不斷提升公路工程建設(shè)質(zhì)量以滿足車(chē)輛通行需求。堆載預(yù)壓法施工效率高，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益良好，在公路工程施工中得到廣泛應(yīng)用。在具體施工中，必須結(jié)合工程實(shí)際情況，以工程地質(zhì)條件為依據(jù)，確定堆載預(yù)壓荷載，以達(dá)到良好的軟基加固效果。同時(shí)掌握堆載預(yù)壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)施工人員技術(shù)培訓(xùn)，了解工程施工重點(diǎn)部位，盡量減少人為操作失誤，提升公路工程施工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，以滿足車(chē)輛通行需求。

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