CN109487653A - 一种利用水袋进行路基预压的施工工艺 - Google Patents

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丁明发
王文杰
唐仁华
毛凤山
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Abstract

本发明公开了一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，具体涉及软土地区路基填土施工完成后利用水袋进行路基预压的施工工艺，它包括如下步骤：(1)横向排水施工；(2)垫层施工；(3)水袋尺寸设计；(4)预压荷载等级设计；(5)路基预压面平整、土工布铺设；(6)预压面水袋布置；(7)水袋加水预压；(8)预压荷载监测；(9)路基监测；(10)排水卸载；本发明利用水袋进行路基预压相对于传统的用土、砂石进行路基堆载预压方法有益效果有：工序简单、减小了成本且对环境影响小，且水袋可以重复利用，降低建设成本。

Description

一种利用水袋进行路基预压的施工工艺
技术领域
本发明涉及一种路基预压施工工艺，特别涉及一种用于路基等载预压或超载预压施工工艺。
背景技术
在软土地区修建道路时候，为了减小道路工后沉降和桥头跳车，在路基填土填筑完成后，需要进行路基等载预压或超载预压施工，加快地基土体固结，使地基土中孔隙水通过地基竖向排水通道与地基水平排水通道汇入路基两侧排水沟。
在传统的路基预压施工中，一般采用压实土、砂石进行堆载预压，土方需要从周边调运，施工需要分层上土、压实，预压完成后还需进行预压土的卸载。这种施工方法施工工期长、工序复杂、成本高、对环境破坏大。在我国沿海及内陆平原区域时常很难就近找到足够的适用于路基堆载预压的天然土、砂石，且从别处调运土、砂石，直接导致了环境破坏和工程成本提高；而修建的道路途经沿海及内陆河流、湖泊等地区有着丰富的水资源区域，利用水袋进行路基预压施工，工序简单、减小了成本且对环境影响小，且水袋可以重复利用，降低建设成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于路基预压的施工工艺，能够满足路基等载和超载预压的需要，有效的弥补现在采用土、砂石实现路基堆载预压方法的不足。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，利用水袋进行路基预压，该预压是在路基填土、横向排水盲沟、路基垫层施工完成后，利用水袋实现路基等载预压或超载预压；通过沿路基纵向铺设密封水袋，根据设计加载方案对密封水袋进行加水、静置及排水，实现对路基的加载、静载、卸载，具体包括以下步骤：
步骤(1)横向排水施工：在路基填土施工完成后，沿路基纵向施工横向排水盲沟及临时急流槽；
步骤(2)路基垫层施工：横向排水施工完成后按照工程设计施工30cm厚的路基垫层，路基垫层需要满足规范规定级配及压实度要求；
步骤(3)水袋尺寸设计：根据路基预压面的大小选取水袋尺寸的大小；
步骤(4)路基预压面平整、土工布铺设：对整段路基预压面进行整平并在预压面铺一层及以上土工布，且相邻土工布之间的搭接长度不小于30cm；
步骤(5)预压面水袋布置：根据选用水袋尺寸大小，沿路基预压面纵向在预压路段放置空水袋；
步骤(6)水袋加水预压：水袋铺设完成后，根据设计荷载级数及每级荷载静置时间，利用水泵对水袋隔袋、分级给水；
步骤(7)预压荷载监测：在每级荷载加载和静置期间内对水袋高度进行监测，水袋内水位高度不够时及时给水袋给水，水袋出现破损时及时更换水袋；
步骤(8)路基监测；通过布置地基中的沉降计、测斜管监测预压期间地基沉降，实时评价地基的安全性；通过路基边坡顶部位移监测点对路基边坡变形进行监测，实时评价路基的安全性；
步骤(9)排水卸载：达到设计预压时间且沉降达到稳定标准后，将水袋内水通过水阀排出，回收水袋；
作为优选方案，所述步骤(1)中横向排水盲沟(4)沿路基(2)纵向设置间距为30m～50m；
作为优选方案，所述横向盲沟(4)纵坡不小于3％；
作为优选方案，所述步骤(6)中每级荷载下的静置时间不小于7天；
作为优选方案，所述土工布(6)铺设层数为1层及以上。
进一步的，所述横向盲沟在两侧出口处与路基边坡上设置临时急流槽相连。
进一步的，所述步骤(9)中路基监测包含：地基水平位移监测、地基沉降监测、路基边坡顶部变形监测。
进一步的，所述路基预压包含等载预压和超载预压。
更进一步的，所述路基边坡顶部位移监测点沿着道路纵向的布置间距为50m。
与现有技术相比较，本发明涉及的技术工艺的一种适用于路基等载预压或超载预压施工方法，本发明的利用水袋进行路基预压的施工方法充分利用了施工场地附近的水资源，并且具有操作简单、工期短、人工及机械费用少、水袋可回收利用等优点，弥补了传统采用土、砂石实现堆载预压方法的诸多不足，具体如下：
1)传统采用土、砂石进行堆载预压需要大量的土、砂石用于堆载，在堆载完成后需要将土、砂石卸载，造成了对自然环境大破坏。
2)采用土堆载施工工序包含：上土—分层压实—静载—卸载，施工工序复杂、施工所需机械多、投入人力多、工期较长。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明预压路基横断面图。
图3横向排水盲沟横断面图。
图4是本发明路基预压纵断面图。
图中：1、地基；2、路基；3、临时急流槽；4、横向排水盲沟；401、反滤层；402、透水管；403、碎石；5、路基垫层；6、土工布；7、水阀；8、水袋； 9、出气阀；10、地基水平排水通道；11、排水沟；12、地基竖向排水通道。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的利用水袋进行路基预压的施工工艺，适用于水资源丰富且取水方便地区的路基等载预压和超载预压施工，其施工工艺流程及具体操作要点如下：
施工工艺流程：横向排水施工—路基垫层施工—水袋尺寸设计—预压荷载等级设计—路基预压面平整、土工布铺设—预压面水袋布置—水袋加水预压—预压荷载监测—路基监测—排水卸载。
具体操作要点：
步骤(1)横向排水施工：在路基填土施工完成后，沿路基纵向施工横向排水盲沟及临时急流槽。
该步骤中，路基填土填筑完毕后，按照设计沿路基纵向施工横向排水盲沟和临时急流槽。横向排水盲沟与临时急流槽沿道路纵向布置间距为30～50m，具体取值可以根据当地的降水量大小及施工季节适当选取布置间距，雨季施工或降水较多地区取小值，旱季施工或降水较少地区取大值；横向排水盲沟的施工流程为：横向排水盲沟纵坡大小应不小于3％，在雨季施工或降水较多地区横向排水盲沟纵坡取4.5％；横向排水盲沟可以采用管式盲沟，其施工步骤为：测量放线—沟槽开挖—反滤层铺设—安设透水管并将反滤层材料包覆透水管—碎石回填，其中沟槽开挖尺寸60cm宽×40cm深，反滤层可以采用土工布，层数不少于3层，总厚度不小于6mm，反滤层应包覆透水管，回填碎石最大粒径不大于5cm，且应保证级配连续，颗粒之间能够形成嵌锁以便传递预压荷载；临时急流槽可采用水泥砂浆修筑U型槽，横向排水盲沟两端出口处应与急流槽上部相连，以便盲沟渗水直接汇入急流槽中，水流入急流槽后汇入路基两侧排水沟。
步骤(2)路基垫层施工：横向排水施工完成后按照工程设计施工30cm厚路基垫层，路基垫层需要满足规范规定级配及压实度要求。
该步骤中，路基垫层可以采用级配碎石类垫层或结合料稳定类垫层，采用垫层材料宜采用无杂物的含泥量应小于5％、最大粒径应小于50mm、级配连续的碎石材料；在预压完成后，该垫层作为道路结构层垫层，同时，设置垫层也可以增加预压面的透水性，在雨季或水袋漏水时加快水的排出；垫层厚度垫层施工采用分层压实，路基顶面上碎石后先用压路机静压一遍，然后用不小于22T 振动压路机强振碾压，在每次碾压过后测量碎石层顶面标高，当次碾压碎石层顶面标高差小于3mm时即可停止碾压；在预压完成后，需要根据实际情况对垫层进行加厚。
步骤(3)水袋尺寸设计：根据路基预压面大小选取合适尺寸水袋。
该步骤中，水袋尺寸的设计需要根据路基预压面的宽度、长度、水袋制作厂家的制作工艺合理的设计水袋的大小，一般预压面宽度小于30m时，可以采用预压面横向布置1个水袋，当预压面宽度大于40m时候，可以采用预压面横向布置2个水袋；沿预压面纵向水袋注水后宽度可以取5m或10m，水袋尺寸应满足充水后预压荷载的大小达到设计要求，即水袋注满水后应满足提供预压荷载大于设计最大预压荷载，本实施例中路基等载预压荷载取17kPa时，水袋充满水后高度应不小于1.7m；水袋主体结构采用双向编制纤维材料，最外层材料采用抗老化、抗紫外线性能较好的橡胶，水袋抗拉强度沿环向和沿水袋纵向抗拉强度不小于100N/mm；水袋两端应设置水阀，水袋顶部应设置出气阀，水袋充水时，将水泵出水管与水袋水阀相连，通过充水实现加载，水袋卸载时，将水管与水阀相连，通过放水实现卸载。
步骤(4)路基预压面平整、土工布铺设：对整段路基预压面进行整平并在预压面铺一层及以上土工布，且相邻土工布之间搭接长度不小于30cm。
该步骤中，在路基顶面施工路基垫层后，需要按照规范要求将表面压实、平整，并辅以人工将路基垫层表面坑洼处填平、凸起尖锐碎石找平，施工完成后的垫层表面需按照规范形成2％～4％横坡；路基垫层表面施工完成后，为了保护水袋不被垫层碎石割破，需在整平后的路基垫层顶面铺设1层及以上土工布，保证铺设土工布总厚度在2mm以上，土工布铺设时应保证相邻土工布之间搭接长度不小于30cm，土工布铺设完成后即形成完整的水袋预压面。
步骤(5)预压面水袋布置：根据选用水袋尺寸大小，沿路基预压面纵向在预压路段放置空水袋。
该步骤中，根据水袋设计宽度在土工布上采用进行墨线标记，防止水袋摆放位置不均，并保证水袋贴合紧密。再用人工配合机械将水袋吊运至指定区域进行摆放，辅以人工将水袋摊开，布置平整，再利用高压风机通过水阀对水袋逐个充气，确保水袋完全摊开，且水袋之间接触紧密，检查水袋的气密性，出现漏气时及时修补或更换水袋。
步骤(6)水袋加水预压：水袋铺设完成后，根据设计荷载级数及每级荷载静置时间，利用水泵对水袋隔袋、分级给水。
该步骤中，水袋布置完成后按照设计预压荷载等级用水泵隔袋、分级进行注水，水袋预压用水应优先采用江河湖泊等地表水，地下水资源丰富地区也可以抽取地下水；注水加载采用分级进行加载，荷载分级与采用堆载预压加载方案相对应，水袋注水后预压荷载大小应与相应荷载等级下采用路基土预压荷载大小一致，每级荷载下的静置时间不小于7天，在本实施例中，荷载采用三级加载0.57m—1.14m—1.71m，前两级荷载静置时间为15天，且在确定沉降每天地基沉降小于3mm时充水加下一级荷载。
步骤(7)预压荷载监测：在每级荷载加载和静置期间内对水袋高度进行监测，水袋内水位高度不够时及时给水袋给水，水袋出现破损时及时更换水袋。该步骤中，为了防止预压期间水袋变形或漏水导致预压荷载不足，应定期对水袋内水位高度进行观测，水位高度不够时候要及时补充，水袋出现破损要及时修补或更换；本实施例中，水袋高度测量采用人工测量方法。
步骤(8)路基监测：通过布置地基中的沉降计、测斜管监测预压期间地基沉降，实时评价地基的安全性；通过路基边坡顶部位移监测点对路基边坡变形进行监测，实时评价路基的安全性。
该步骤中，在路基预压期间，应对路基沉降及地基变形进行监测，具体应监测物理量有：地基水平位移监测、地基沉降监测、路基顶部变形监测；其中：地基水平位移与地基沉降是判断地基稳定性的重要指标，路基顶部变形是路基稳定性判断的重要指标，本实施例地基沉降监测数据来源于沉降计，地基水平位移数据来源于测斜管，路基边坡顶部位移监测通过在监测点设置全站仪反光片，通过全站仪监测路基边坡顶部位移；路基监测在每级荷载加载期间监测数据观测时间间隔不大于1天，在每级荷载加载后第一个7天内监测数据观测时间间隔不大于3天，在每级荷载加载后第一个7天以后监测数据观测时间间隔不大于7天；路基边坡顶部位移监测点沿着道路纵向的布置间距为50m。
水袋注水速率应结合沉降观测数据进行，加载期间的地基沉降速率不超过10mm每天，地基水平位移不大于5mm每天，沉降速率超过控制指标时候需要及时卸载重新制定预压方案，连续观测一周后沉降监测时间间隔不应超过3天，坡顶；在水袋加载和静置期间，当出现沉降或水平变形过大的情况应及时减缓注水速度。
步骤(9)排水卸载：达到设计预压时间且沉降达到稳定标准后，将水袋内水通过水阀排出，回收水袋。
该步骤中，达到设计预压时间且沉降稳定后，本实施例中采用的卸载标准为：当连续三个月的路基中心沉降量小于5mm/月，且推算的工后沉降小于设计容许沉降量时，可以开始卸载；卸载时，将输水管连在水袋水阀上进行排水卸载，水袋内水应该排至指定区域，不能随意排放导致泛滥，也不应直接打开水阀放水，以免对冲刷路基边坡。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：利用水袋进行路基预压，该预压是在路基填土、横向排水盲沟、路基垫层施工完成后，利用水袋实现路基等载预压或超载预压；通过沿路基纵向铺设密封水袋，根据设计加载方案对密封水袋进行加水、静置及排水，实现对路基的加载、静载、卸载，具体包括以下步骤：
步骤(1)横向排水施工：在路基填土施工完成后，沿路基纵向施工横向排水盲沟及临时急流槽；
步骤(2)路基垫层施工：横向排水施工完成后按照工程设计施工30cm厚的路基垫层，路基垫层需要满足规范规定级配及压实度要求；
步骤(3)水袋尺寸设计：根据路基预压面的大小选取水袋尺寸的大小；
步骤(4)路基预压面平整、土工布铺设：对整段路基预压面进行整平并在预压面铺一层及以上土工布，且相邻土工布之间的搭接长度不小于30cm；
步骤(5)预压面水袋布置：根据选用水袋尺寸大小，沿路基预压面纵向在预压路段放置空水袋；
步骤(6)水袋加水预压：水袋铺设完成后，根据设计荷载级数及每级荷载静置时间，利用水泵对水袋隔袋、分级给水；
步骤(7)预压荷载监测：在每级荷载加载和静置期间内对水袋高度进行监测，水袋内水位高度不够时及时给水袋给水，水袋出现破损时及时更换水袋；
步骤(8)路基监测；通过布置地基中的沉降计、测斜管监测预压期间地基沉降，实时评价地基的安全性；通过路基边坡顶部位移监测点对路基边坡变形进行监测，实时评价路基的安全性；
步骤(9)排水卸载：达到设计预压时间且沉降达到稳定标准后，将水袋内水通过水阀排出，回收水袋。
2.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述步骤(1)中横向排水盲沟(4)沿路基(2)纵向设置间距为30m～50m。
3.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述横向盲沟(4)纵坡不小于3％。
4.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述步骤(6)中每级荷载下的静置时间不小于7天。
5.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述土工布(6)铺设层数为1层及以上。
6.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述横向盲沟在两侧出口处与路基边坡上设置临时急流槽相连。
7.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述步骤(9)中路基监测包含：地基水平位移监测、地基沉降监测、路基边坡顶部变形监测。
8.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述路基预压包含等载预压和超载预压。
9.根据权利要求1所述的一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，其特征在于：所述路基边坡顶部位移监测点沿着道路纵向的布置间距为50m。
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