堆载预压法在公路软基施工中的应用

金石

摘 要：堆载预压法是最常见的软基处理方式，要求在施工前先堆载预压地基，保证固结地基土，且提高地基强度，以此达到地基承载力、稳定性有效提升的目的。为此，本文在充分了解堆载预压作用机理的基础上，结合具体工程案例，对公路软基处理中堆载预压法施工要点进行了分析与探究。

关键词：堆载预压法；公路工程；软基处理

1 堆载预压作用机理

作为软土路基施工的主要处理方式，堆载预压法也被称为堆载预压排水固结法。该方式可在场地加载预压，顺着排水板将土体内的孔隙水排除，逐步固结，地基产生沉降的同时，逐步提升强度。路堤修建于软土地基上，可利用填土堆载预压的方式，密实、沉降及固結地基土，进而达到地基强度增强及路堤沉降量减少的目的。一般所有软土路基都可选用堆载预压法进行路基处理，相比其他处理方法，该技术施工材料小、操作简单。但堆载预压施工时间较长，一般不宜用于工期过紧工程。为快速达到良好压缩效果，可选取超载预压施工。为缩短预压时间，可将塑料排水带、砂井等排水竖井设置到地基内。为此，在软基处理中必须严格按照施工实际情况，合理选用处理方法。

2 工程概况

某公路工程，地下存有淤泥层，厚度为2.9～7.5m。因工程建设所需，软基处理可选用堆载预压法施工，要求处理后在150mm以内控制道路工后沉降。按照当前实际荷载，可进行堆载荷载的合理设计，同时为减少堆载预压时间，需进行塑料排水板设置，进行竖向排水。处理时，必须实时监测地基沉降、孔隙水压力等参数，且按照沉降量实际测量结果，进行处理方法可行性的判定。本路段地质条件较为简单，按照由上到下的顺序各层依次为素填土（0.5～3.3m厚）—淤泥（2.9～7.5m厚）—粘土（0.7～6.1m厚）—淤泥质砂土（0.9～3.4m）。

本施工段道路结构层荷载、交通荷载都为15kpa，两者总和为30kpa，要求在150mm以内控制运行阶段工后沉降量，为此，可选取30kpa作为预压荷载，预压时间最少为3个月。主要水平排水层为砂垫层，且在1m左右控制砂垫层厚度。选取等边三角形布设塑料排水板，基于经济性原理，可在1.2m左右控制塑料排水板间距。

3 公路软基堆载预压法施工工艺

1、施工准备

施工前，先将路基底层边线测量放出，根据设计宽度，对其刷坡施工。在确保路基宽度符合施工要求的前提下，将堆载预压宽度定出。为保证路基预压土填筑线形符合设计要求，应在两侧堆码砂袋，保证砂袋数量充足。随后通过坡度尺确定堆载预压土坡度。此外，按照设计要求，计算堆载预压土数量。

2、堆载预压施工

由基床表层下方开始堆载预压施工，严格按照地质情况、加固方案及路基填挖高度等条件进行堆载预压高度的确定。一般情况以2.4到4m之间为准备，填高在8m以上部位，可适当增加堆载预压高度。

（1）完成路堤—基床底层填筑作业后，需将一层土工织物全铺到填筑面，搭接宽度为0.3m，为均匀预压，及时卸除土方及避免路基污染提供有利条件，随后进行预压荷载填筑。

（2）填筑预压土时，选取轻型机具摊铺后进行第一层填筑土压实，严禁土工织物被损坏，且在0.89以上控制压实系数。一般不得选取淤泥土、垃圾土作为填料，压实作业后湿容重每立方米可控制在18.2kN以上，为保证预压荷载符合设计要求，容重、压实度需纵向间隔200m抽检一次。

（3）逐级施加堆载预压荷载，保证各级荷载施加后地基具有良好稳定性。通常情况下，需在0.4m以内控制各层预压土填筑厚度，完成上述作业后，即可选取中型碾压机械进行施工，做好平整、碾压工作。根据工程实际情况，合理确定预压土填筑横断面边坡坡率。完成填筑作业后，用土压好土工布，避免预压土大量流失，造成坡面污染。

（4）预压土卸载。预压时间达到一定时间后，需及时分析工后沉降情况，并对卸载时间点进行预测，如与节点工期规定不符，则需适当调整预压高度及时处理。待预压满足设计时间时，可根据工后沉降分析数据，待各方确认后，即可分层卸载预压土，卸载环节严禁对完工路基造成损害。

3、施工监测

（1）工后沉降监测

预压环节需连续监测路基沉降变形，按照检测结果对地基最终沉降量的完成时间进行分析，并对工后沉降进行评估，待满足设计要求后，即可进行卸载施工。根据施工具体情况，施工监测内容主要是工后沉降量，其为软基处理效果评价的主要指标之一。为监测工后沉降，基础将若干沉降板埋设到施工场地。因总沉降量-施工期沉降量=软基工后沉降量，由此可见，工后沉降计算的根本条件为总沉降量，为此，可选取分层总和法进行总沉降量计算。而施工期地基沉降量=平均固结度x总压缩沉降量。按照堆载预压施工条件，在施工场地内选15个计算点，对其地基沉降量进行计算，结果显示，516～807mm为地基总沉降量范围，663mm为平均值；58～149mm为工后沉降量范围，107mm为平均值，由此可见，工后沉降满足设计要求。

（2）孔隙水压力监测

软基堆载预压处理过程中，不仅要做好工后沉降监测，还需监测孔隙水压力。利用观察、测量软土不同深度淤泥的孔隙水压力增长、消散变化，对软土有效应力、固结完成情况进行监测，进而对加载速率进行有效控制，且达到提高路基稳定性的目的。

本工程孔隙水压力监测孔共设4个，其中第三个监测控制在8号沉降板周围设置，第四个监测孔在2号沉降板周围设置，按照深度实际情况，在各个监测孔内进行孔隙水压力计设置，设置量都为3个。通过观测得出：

第一，加载至60d时进行预压，在加载环节孔隙水不断增长，出现超孔隙水压力，伴随土体恒载过程中逐步固结，且超孔隙水压力逐步减小，直至消失。

第二，-6.4～10.0kpa为超孔隙水压力最终值，完成监测后，超孔隙水压力消散殆尽，基本完成场地固结施工。

第三，3.9～10.0kpa为第三个监测孔超孔压，90%为8号沉降板固结度，-6.4～2.1kpa为第四个监测孔超孔压，94%为10号沉降板固结度，则表明不断增加超孔隙水压力，则固结度反而下降。

4 结束语

综上所述，公路工程在国民经济发展中占据重要地位，不仅加强了区域间联系，也为人们日常出行提供极大便利，要求不断提升公路工程建设质量以满足车辆通行需求。堆载预压法施工效率高，操作相对简单，社会效益及经济效益良好，在公路工程施工中得到广泛应用。在具体施工中，必须结合工程实际情况，以工程地质条件为依据，确定堆载预压荷载，以达到良好的软基加固效果。同时掌握堆载预压技术标准，加强施工人员技术培训，了解工程施工重点部位，尽量减少人为操作失误，提升公路工程施工质量，延长使用寿命，以满足车辆通行需求。

参考文献

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