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文档简介

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准编号

软基路堤水载预压技术指南

TechnicalGuidelineforwaterpreloadingofembankmentonsoftsoil

ground

(征求意见稿)

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

前言

本指南是在系统总结国内软基路堤水载预压研究成果和工程经验的基础上编制而成。

本指南按照《中国公路学会标准编写规则》(T/CHTS1001)编写,共分5章、1个附录,主

要内容包括:总则、术语与符号、水载预压设计、水载预压施工、施工监测和超沉对策。

本指南由广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司提出,受中国公路学会委托,由

其负责具体解释工作。请有关单位将实施中发现的问题和建议反馈至广东省交通规划设计研

究院集团股份有限公司(地址:广东省广州市天河区兴华路22号;联系电话

邮箱:617067152@),供修订时参考。

主编单位:广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司

参编单位:武汉速安达建筑塑料制品有限公司、东南大学、浙江交投高速公路建设管理集团

有限公司、中铁隧道股份有限公司、中铁大桥局集团有限公司

主要起草人:刘吉福,鲍高强,程正刚,李旭华,章定文,陈毅,王延辉,李勇,陈凯,

唐勇斌,李维杰,许卫南

主要审查人:

1总则

1.0.1为指导软基路堤水载预压的设计与施工,提高软基路堤质量,制定本指南。

1.0.2本指南适用于软基路堤水载预压的设计与施工。

条文说明

水载预压载公路、市政道路、铁路都有应用。由于铁路路基顶面宽度小,主

要采用水袋法水载预压。

1.0.3软基路堤水载预压设计与施工方案,应做到技术可行,经济合理,因地制

宜。

1.0.4软基路堤水载预压设计与施工应符合国家和行业在安全生产与环境保护

方面的有关规定。

1.0.5软基路堤水载预压设计与施工应积极稳妥地采用新技术、新材料、新设备、

新工艺。

1.0.6软基路堤水载预压设计与施工除应符合本指南的规定外,尚应符合国家和

行业现行有关标准的规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1堆载预压preloading

在软基上施加荷载,提高软土强度、减少工后沉降的处理方法,分为等载预

压、超载预压和欠载预压。

2.1.2等载预压equalloadpreloading

预压荷载等于路堤设计荷载的预压。此处设计荷载等于路堤荷载、路面荷载、

沉降土方荷载之和。

2.1.3超载预压surchargepreloading

预压荷载大于路堤设计荷载的预压。

2.1.4水载预压waterpreloading

利用水作为荷载的预压方法,包括水池预压和水袋预压等。

条文说明

水载通常小于25kPa,水载通常用作软基路堤的等载或超载部分,因此水载

预压实质是路堤土载联合水载预压。按照工程用语从简的原则,简称为水载预压。

2.1.5水池预压poolpreloading

在路堤顶面修筑围堰形成水池并蓄水预压的方法。

2.1.6水袋预压waterbagpreloading

在路堤顶面利用水袋预压的方法。

2.1.7水袋容许高度allowableheightofwaterbag

水袋设计使用周期内,对水袋正常维护的情况下,在任一具体工程中爆袋率

小于5%的水袋最大高度。

2

条文说明

爆袋主要发生在充水期间,预压期间也会产生爆袋。充水期间爆袋会降低加

载速率,预压期间爆袋不但会延长工期,而且导致预压时间不连续,影响工后沉

降预测。因此,爆袋率不应过高。

2.1.8水袋宽度widthofwaterbag

水袋充水达到容许高度时短边方向的宽度。

2.1.9水袋长度lengthofwaterbag

水袋充水达到容许高度时长边方向的宽度。

2.2符号

Ch——水平固结系数;

Cv——竖向固结系数;

de——排水体影响直径;

dw——排水体直径;

ha——水袋容许高度;

hb——水袋设计高度;

He——将路面重度换算为填土重度后的路基高度;

Ho——超载预压路堤高度;

Ht——与St对应的路堤高度;

Ld——最大排水路径长度;

3

K——安全系数;

pw——水载预压荷载;

Sd——等载对应的最终沉降;

水载预压前路堤最终沉降;

Sp——

Sra——容许工后沉降;

St——水载预压前已完成沉降;

T——水载预压前的填土厚度;

Tb——水袋抗拉强度;

Vs——与St对应的沉降速率;

W——采用水载预压的路堤顶面宽度;

——均布荷载系数;

路堤填土重度;

f——

w——水重度;

S——水载预压前需要补填的土方厚度。

4

3水载预压设计

3.1一般规定

3.1.1软基路堤水载预压宜用于需要预压、土源紧缺、水源距离较近、合成坡

度小于6%的路段。

条文说明

软基路堤中水载预压极少单独应用,通常与路堤填土预压联合应用。水载预

压荷载通常小于20kPa,且水载属于临时性荷载,因此水载通常用作软基路堤的

等载或超载部分。

湖南南县~益阳高速公路考虑在路堤顶面设置施工便道,在路床下30cm处

开始水载预压。

由于路基顶面存在纵横坡,导致水载分布不均匀,对于同一个水袋或水池,

低处水载大于高处。路堤土经过分层碾压,具有较高的模量和抗剪强度,对水载

具有一定均化作用。

目前水袋预压应用的最大合成坡度为6%。

3.1.2对可采用水载预压的软基路堤,预压设计前应收集地质条件、路基设计、

工期要求、水源、土源、弃土场、相邻桥梁施工组织方案等资料。

3.1.3可采用水载预压的软基路堤应对水载预压、土载预压、真空预压、降水

预压等进行方案比选。

条文说明

软基路堤预压可采用的荷载包括土载、水载、真空、降水等,不同预压荷载

的对比见表3-1,括号中对应水池预压。

表3-1不同预压荷载对比

荷载最大荷载对稳定影响对周边影响弃方费用受时间影响费用

土载——可能导致失稳无影响有无高

水载≤20kPa可能导致失稳无影响无大(小)较低(低)

5

真空≤90kPa不会导致失稳沉降和位移无大高

降水≤40kPa不会导致失稳沉降无大高

3.1.4软基路堤水载预压设计应考虑整个标段运输需求。需要在路基顶面设置

施工便道时,水池法水载预压可结合围堰设置施工便道,水袋法宜设置在路基一

侧。施工便道处预压荷载不宜小于其他位置处。

条文说明

相对路基中部,施工便道设置在路基一侧有利于减少水袋或围堰数量,也有

利于桥头附近上下路基。预压阶段,大型施工机械在路基上长距离连续堵车的可

能性较小,因此对施工机械对路基稳定性影响较小。

3.1.5桥头软基路堤不宜采用水载预压,采用水载预压时应在工后沉降小于容

许值后再施工桥台桩基。

条文说明

桥头路堤不宜采用水载预压的原因有:

(1)软基桥台多采用桩柱式桥台、座板式桥台等埋置式桥台,需要先填筑

桥头路堤,桥头路堤水平位移稳定后施工桥台桩基,施工桥台桩基时不应减少预

压荷载。预压至工后沉降满足规范要求后,卸除等载、超载等再施工承台。采用

水载预压时,由于水载的存在,无法提前施工桥台桩基础。

(2)水载预压的不均匀性会导致桥头路堤预压荷载不足,因此桥头路堤通

常不采用水载预压。

(3)跨河桥梁可能需要利用桥头路堤运输梁板、路面材料等。

3.1.6软基路堤采用水载预压时,应根据路基宽度、路基纵坡等对水池预压、

水袋预压等方案进行比选。

条文说明

常用水载预压包括水池预压和水袋预压。水池预压在佛山一环、佛山南国六

路、广州~珠海高速公路广州段等项目中均得到成功应用。

6

湖南省南县~益阳高速公路、广东省兴宁~汕尾高速公路、广东东海岛~雷州

高速公路、广东汕头苏埃通道、浙江温州绕城高速公路均已成功应用水袋法水载

预压。

图3-1水袋预压照片

水池法、水袋法各有优缺点,其对比见表3-2。由于水池法围堰可以利用清

表土、清淤土修筑,当路基宽度较大时,水池法往往造价更低。因此,水载预压

应对水池法、水袋法进行方案比选。

表3-2不同水载预压对比

荷载水池预压水袋预压

适用宽度≥24m——

适用合成坡度3%≤6%

成本低,与时间关系小较低,与时间关系大

水载平均高度2m、分割围堰间距为50m、围堰平均高2.2m、围堰顶宽1m、

坡率1:1时,水载预压节约土方比例见表3-3。可见,路堤顶宽越小,解决土方

越少。考虑围堰单价高于土载、密封膜及预压监管费用,节约土方比例较低时水

池预压经济性不高。因此,水池法适用路堤顶宽应根据经济比较确定。通常情况

下,路堤顶宽小于24m时水池法经济性不高。

表3-3节约土方比例

路堤顶宽(m)182022242628303234

节约土方(%)15.224.431.637.642.646.850.553.756.5

3.1.7对采用水载预压的软基路段,勘察孔间距不宜大于100m,沉降Sd计算

应结合当地经验确定沉降修正系数。

条文说明

7

相对土载而言,水载施工后继续加载的难度较大。为避免预压荷载不足,需

要在水载前将等载对应的沉降土方填筑完毕。因此,需要重视水载预压路段的沉

降计算。

3.1.8软基路堤采用水载预压时,应明确水载预压前的填土厚度。对等载预压

路段,水载前填土厚度宜按式(3.1.7-1)计算;对超载预压路段,水载前填土厚

度宜按式(3.1.7-2)计算。

pw()

THeSdSra3.1.7-1

f

pw()

THoSdSra3.1.7-2

f

式中:T——水载预压前的填土厚度(m);

He——将路面重度换算为填土重度后的路基高度(m);

Sd——等载对应的最终沉降(m);

pw——水载预压均布荷载(kPa);

路堤填土重度(3);

f——kN/m

Sra——容许工后沉降(m);

Ho——超载预压高度(m),等于He与超载厚度之和。

条文说明

水载过程中无法或很难补填土方,因此要求在水载前将扣除工后沉降外的路

堤土方和沉降土方填筑完毕。公式将路面、水载的重度均换算为填土重度,按照

空间关系得到水载预压前需要完成的填土厚度。

3.2水池预压

3.2.1水池预压宜用于路基合成坡度小于3%的一般路段、合成坡度小于1.5%

的桥头路段。水池预压适用的路堤顶面宽度应根据经济比较确定。

条文说明

路堤合成坡度大于3%时,为避免水载过于不均匀,分隔围堰间距过密,经

济性不佳。

8

桥头路段采用水池法预压时桥头预压荷载最小,对减少桥头跳车不利,因此

对水载预压适用纵坡要求更严。

3.2.2水池法最大蓄水高度不宜大于2.5m,水载预压荷载应根据平均蓄水高

度计算。

条文说明

目前,水池法最大蓄水高度为2.5m。蓄水高度越大,围堰底宽越大,围堰

底宽与路基宽度的比值越大,水载比例越小,其优势越小。

3.2.3水池预压围堰应符合下列要求:

1围堰顶面高出设计水面不宜小于0.2m;

2分隔围堰间距应根据路基纵坡确定。

3.2.4采用黏质土填筑围堰时,围堰应符合下列要求:

1围堰顶宽不宜小于1m,兼做施工便道时不宜小于6m;

2围堰压实度不宜小于80%;

3围堰坡率宜缓于1:1。

>1m

水池密封膜

≤水池

1

:1围堰

1

:n路堤

图3.2.4水池预压黏质土围堰

条文说明

不同的围堰材料,采用的压实度、坡率不同。围堰通常采用粉质黏土填筑,

也有采用清表土、清淤土填筑的。采用清表土、清淤土时往往对压实度不作要求,

但需要适当晾晒,并严格清除围堰表面的树枝、树根等尖锐物。

9

3.2.5每个水池的上下步道不应少于1个。采用砂石等粒料填筑围堰时宜利用

土袋、砂袋等设置台阶步道。

3.2.6水池底面和围堰表面碎石较多时,密封膜下宜铺设土工布。

3.2.7水池密封膜应符合下列要求:

1密封膜宜采用2层0.12~0.14mm厚的聚氯乙烯薄膜,其指标宜符合表

3.2.7的规定。

表3.2.7密封膜性能指标建议值

拉伸强度断裂伸

项目厚度直角撕裂强度渗透系数

纵向横向长率

单位mmMPa%N/mmcm/s

≥18≥18≥200

指标0.12~0.14≥80≤10-11

试样为50mm宽

《塑料薄膜与薄片《塑料直角撕裂《土工合成材

测试《塑料拉伸性能试验

厚度测定机械测性能试验方法》料测试规程》

方法方法》(GB/T1040)

量法》(GB/T6672)(QB/T1130)(SL/T235)

2密封膜宜覆盖围堰外侧边坡;

3围堰顶部密封膜上应铺设一层黏土包或0.2m厚的黏性土。

条文说明

2受尺寸限制,围堰压实度不高。为避免雨水冲刷围堰外侧边坡,建议密

封膜覆盖围堰外侧边坡。另外,当沉降过大导致预压荷载不足时,围堰外侧边坡

的密封膜可用于加高围堰。

3水载预压路段需要在围堰顶面巡检。为保护围堰顶面密封膜,围堰顶面

铺设黏土包或黏土

3.2.8每个蓄水池侧面围堰顶部最低处应设溢水口,并应符合下列要求:

1溢水口个数和尺寸应宜根据降雨强度、水池面积、边坡土体抗冲刷能力

等确定;

2每个蓄水池的溢水口个数不应少于1个,单个溢水口的宽度不宜小于

0.5m;

10

3溢水口底面宜比设计水面高0.1m;

4溢水口外侧边坡上应设置临时急流槽。

条文说明

预压期间边坡防护和排水系统尚未实施,边坡抗冲刷能力较弱,应重视溢水

口设计。

图3-2溢水口

3.2.9设计阶段应确定放水方式,并应符合下列要求:

1水池放水可采用预埋膜法、预埋管法、抽水法、虹吸法等,采用预埋膜

法、预埋管法时放水口应设在水池底面最低处;

2采用预埋膜法时,宜在排水口周围铺设排水口密封膜,排水口密封膜应

与水池密封膜粘结。排水口密封膜宜采用聚氯乙烯薄膜。放水时应排水口对应的

水池密封膜剪开,并挖除或利用水流冲走排水口密封膜内的围堰填料;

水池密封膜

水池

围堰

排水口密封膜

路堤

(a)排水口横剖面

11

排水口

围堰排水口密封膜

路堤

(b)排水口正面

图3.2.9-1预埋膜法

3采用预埋管法时,应在围堰底部埋设高强度塑料放水管或钢管,放水管应

与密封膜黏牢,放水管外端以利用混凝土封堵;

封堵水池

围堰

排水管

路堤

图3.2.9-2预埋管法

4采用抽水法、虹吸法时,应在水池最低处预留集水坑。

条文说明

抽水法采用水泵将水池内的水抽往预先挖好的排水渠道,再引至附近的河道。

虹吸法将灌满水的柔性塑料管一端放入水池内,一端连接排水渠道,通过虹

12

吸作用,将水池内的水排出。

3.3水袋预压

3.3.1水袋预压法不宜用于纵坡或横坡大于6%的路段。

3.3.2水袋宜采用防火、防霉、防紫外线、防冻的材料制作,拉力强度不宜小

于5kN/5cm,撕裂强度不宜小于500N。

条文说明

目前常用水袋材质为橡胶布(基布+涂层),厚度>1.5mm,重量>2.1kg/m2,

拉力强度>5kN/5cm,撕裂强度>500N,剥离强度>180N/5cm,使用温度-30~100℃,

使用年限大于3年。

由于成本原因,目前有外网水袋通常用于桥梁预压的小尺寸水袋;软基路堤

预压水袋尺寸大,通常采用无外网水袋。

(a)有外网水袋(b)无外网水袋

图3-3水袋类型

3.3.3水袋设计高度不宜超过2.5m,水袋平面尺寸应根据工程需要制作,常

用尺寸见附录A。

条文说明

工程实践表明,无外网水袋超过2.5m后爆袋率急剧增大,因此水袋设计高

度不宜超过2.5m。

3.3.4水袋材料抗拉强度应符合式(3.3.4)要求:

13

2

Tb0.25Khaw(3.3.4)

式中:Tb——水袋抗拉强度(kN/m);

K——安全系数,不应小于3.0;

ha——水袋容许高度(m);

3

w——水重度(kN/m)。

条文说明

假设水袋顶部水压力为0,则水袋底部水压力为hbw,这水的水平压力合计

2

为0.5hbw。考虑水与水袋之间的摩擦力可忽略不计,因此水袋上下拉力相等,因

2

此水袋材料的拉力为0.25hbw。

水袋端部受力不均匀,是爆袋的薄弱点。工程实践表明,无外网水袋充水高

度为2m时,基本不会爆袋;充水高度为2.5m时,爆袋率约为5%;充水高度为

3m时,爆袋率约50%。

3.3.5水载预压荷载应根据工程需要确定。水袋设计高度宜按式(3.3.5)计算,

水袋设计高度不应大于水袋容许高度。

pw

hb(3.3.5)

w

式中:hb——水袋设计高度(m);

pw——设计水载(kPa);

——均布荷载系数,宜取0.85~0.9。

条文说明

水袋充水后相互挤压,导致水袋形状不规则,因此需要根据设计水载计算水

袋设计高度。均布荷载系数是根据工程实践、充水试验获得的。

3.3.6水袋承载面存在较多碎石时,宜铺设土工布,土工布质量不宜小于

200g/m2。

条文说明

湖南省南县~益阳高速公路在土工布上铺设隔水膜。工程实践表明,铺设隔

14

水膜后不利于机械运输和摊铺水袋,且不利于隔水膜下水的蒸发,因此其他工程

基本都不再铺设隔水膜。

3.4欠载对策

3.4.1水池预压路段实际沉降大于预计沉降并导致预压荷载不足时,宜采取下

列一个或几个措施:

1当超沉量小于20cm时,可加高围堰并增加蓄水深度;

2对于桥头路堤之外的路段,如能通过调整路线纵坡等措施降低路基设计

高度,宜降低路基设计高度;

3当超沉量较大时,可将部分路堤填土换为轻质材料;

4可采用过渡性路面;

5一般路段可采取预抛高措施。

3.4.2水袋预压路段实际沉降大于预计沉降并导致预压荷载不足时,宜采取下

列一个或几个措施:

1当超沉量较大时,将水袋放水后填土,然后继续水载预压;

2对于桥头路堤之外的路段,如能通过调整路线纵坡等措施降低路基设计

高度,宜降低路基设计高度;

3当超沉量较大时,可将部分路堤填土换为轻质材料;

4可采用过渡性路面;

5一般路段可采取预抛高等措施。

15

4水载预压施工

4.1一般规定

4.1.1水载预压前应核查路堤填土厚度是否满足要求。无监测资料时,填土厚

度应满足本指南第3.1.8要求;有监测资料时,应利用施工监测资料推算等载对

应的最终沉降并核查路堤填土厚度,填土不足时应补填。补填土方应满足下列要

求:

1补填土方厚度宜按附录B计算;

2等载预压路段补填土方应满足路床要求。

条文说明

部分公路采用水载预压时对预压期沉降估计不足导致欠载预压,放水后继续

填土的费用高且减少了预压时间。为减少这种情况,水载预压前应利用施工监测

资料推算等载对应的最终沉降并核查路堤填土厚度。

4.1.2软基路堤水载预压不应采用有腐蚀性的水。

4.1.3蓄水速度应根据监测资料进行调整。

4.1.4路堤边坡出现冲沟、溜塌时应立即修复。

条文说明

路堤边坡上冲沟、溜塌的不断发展,可能导致水池围堰开裂设置坍塌,导致

水袋断裂。

4.1.5软基路堤预压至工后沉降、沉降速率满足设计要求方可卸载。

4.1.6利用海水预压时,预压水的排放应避免对附近农田、养殖场等造成不利

影响。

16

4.2水池预压

4.2.1放水方式采用预埋膜法、预埋管法时,应结合围堰施工埋设密封膜或放

水管,并应符合下列要求:

1采用预埋膜法时,宜在水池铺膜时在围堰上挖出放水口,并将放水口密

封膜与水池密封膜粘结,再将与放水口密封膜铺在放水口周围,最后回填并压实

放水口;

2采用预埋管法时,应先在围堰底部埋设放水管。铺膜时应将放水管伸出

密封膜,并利用密封胶将密封膜与放水管周围粘结密封。

条文说明

1在排水口周围铺设聚氯乙烯薄膜有利于与水池密封膜粘结。

2施工时需注意将放水管与密封膜黏牢,防止漏水影响围堰稳定性。

4.2.2水池底面和围堰表面的尖锐物应清除。

条文说明

水池底面和围堰表面存在尖锐物时,在水载作用下极易刺破密封膜,因此应

清除水池底面和围堰表面的尖锐物。

图4-1清除围堰表明的尖锐物

4.2.3宜按照1~3个水池的尺寸向厂家订做整张密封膜,密封膜应覆盖围堰顶

面和外侧边坡,密封膜长度、宽度的富余量不宜小于20%。

条文说明

水池底面和围堰表面可能存在凹坑等平整的地方。密封膜一定富余量有利于

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避免密封膜在凹坑处被拉破。

4.2.4密封膜应按本指南第3.2.7条要求进行检测。密封膜检测合格后方可使

用。

4.2.5密封膜铺设应在风力小于5级时进行,并应从上风侧开始铺设。铺膜应

符合下列要求:

1铺膜人员应穿软底鞋或赤脚;

2应先从一端将整幅密封膜沿短边方向展开摆放,然后多人将密封膜沿长

边方向展开密封;

3台阶步道处密封膜应宽松;

4蓄水池已经铺膜的部分,应从台阶步道处上下水池;

5将排水塑料管与密封膜之间要密封牢固;

6每铺一层膜,全面检查有无孔洞,孔洞部位采用PVC胶水和PVC膜进

行修补;

7密封膜检查、修补完毕后在围堰顶布设一层粘土包或20cm厚的粘性土

压膜。

条文说明

水池预压的密封膜与真空预压用膜相同,其铺设也与真空预压铺膜类似。不

同之处在于真空预压密封膜压入密封沟,而水池预压密封膜用土袋压膜。水池预

压的排水管还需要穿过密封膜并与其粘结牢固。

(a)铺膜(b)压膜

18

(c)铺第二层膜(d)密封膜与排水管之间密封

图4-2水池预压施工过程

4.2.6蓄水应符合下列要求:

1宜采用大功率抽水泵从附近水塘或沟渠向水池中抽水;

2出水口宜设置砂包等缓冲设施;

3蓄水时应密切监测密封膜的密封性;

4水池充水时应测量蓄水量,并按附录C做好水池施工记录。

4.2.8水载预压应符合下列要求:

1在预压期间,因蒸发等原因水位降低5cm时,应及时补充蓄水;

2预压期间应围蔽或专人看守,避免人员、牲畜等进入水池;

3围堰或密封膜受损时应修复;

4水池预压期间应按附录C做好水池预压施工记录。

条文说明

2水池法预压时曾发生过狗进入水池内游泳的情况。可以通过设置安全警

示牌、巡检等措施防止闲杂人员、牲蓄等进入现场。

4.2.9放水口与坡脚排水沟之间宜铺设土工布或水泥砂浆等防止冲刷路堤的

措施。

4.2.10放水应符合下列要求:

1采用预埋膜法时,应将排水口对应的水池密封膜剪开,挖除排水口填料

时应避免破坏排水沟密封膜;

2采用预埋管法时,可将排水管封头内侧将排水管锯开。

19

4.2.11放水后应回收压膜水袋、密封膜等并妥善处治。

4.3水袋预压

4.3.1新制作的水袋应符合下列要求:

1水袋长度或宽度宜与采用水载预压的路堤宽度吻合;

2水袋应设置进(出)水阀门和排气阀门;

3水袋平面尺寸偏差不应大于30cm,高度偏差不应大于10cm;

4水袋线形应平滑流畅;

5水袋焊缝搭接宽度不宜小于5cm,且每条焊缝应内部贴条加强,焊缝强

度不得低于母材强度;

6水袋宜具有2年内进行2次焊接的性能,且焊缝强度不得低于母材强度

的70%;

7水袋应无砂眼、损伤、焊接问题;

8每批次水袋应提供材质样品及检测报告。多于40条时,每20条应作为

一批;

9水袋应编号、记录制作时间及批次。

条文说明

2进(出)水阀门通常既作为进水阀门,也作为出水阀门。为了加快灌水、

排水速度,通常在水袋两端分别设置一个进(出)水阀门。在水袋顶部设置一个

排气阀门。

4水袋线性平滑流畅有利于避免充水后出现应力集中现象。

9对水袋应编号、记录制作时间及批次有利于载水袋出现质量问题时能反

推出生产厂家及批次,以便进行追责及分析原因。

4.3.2水袋运输和保存应符合下列要求:

1水袋宜由两端向中间整齐折叠;

2水袋宜采用专车运输,且在转运途中注意水袋保护;

3水袋堆放仓储前应打包整体;

20

4仓储位置应保持干燥卫生,避免老鼠等咬坏水袋。

条文说明

1由两头向中间整齐折叠有利于水袋到现场后能很便捷的展开摊铺。

4.3.3达到报废标准的水袋不应循环利用。水袋报废标准为:

1从水袋上取样,经试验检测材料的拉力强度、撕裂强度等参数小于设计

值得80%即可报废;

2水袋搭接处或其他位置有明显的脱焊或开口,经现场评判不具备继续使

用条件。

4.3.4应根据路堤顶面形状、尺寸、纵坡、施工便道位置等因素选择合适的水

袋,并确定水袋平面布置方案,并应符合下列要求:

1应按照布满路堤顶面、利于水袋之间相互挤压紧密、利于施工的原则进

行布置;

2水袋宜垂直路基布置。采用水载预压的路堤顶面宽度较小时,可平行路

基布置;

3路基顶面变宽路段,可采用同时垂直路基、平行路基的混合布置;

4路基宽度较大,利用既有水袋时,也可采用混合布置。

条文说明

2水袋垂直路基布置利于灌水和排水,也利于水袋之间相互挤压紧密,因

此水袋通常垂直路基布置。

拓宽路基、铁路路基、农村公路路基等路堤顶面宽度通常较小,水袋适宜平

行路基布置。

3、4对于变宽路堤、较宽路堤,既有水袋长度难以适应路堤宽度,可以采

用同时垂直路堤、平行路堤的混合布置方式。

21

图4-3某匝道附近水袋预压照片

4.3.5路堤纵坡或横坡大于2%或最高点与最低点高差超过40cm时,应采取

下列措施之一,避免水袋位移:

1对于纵断面为凹曲线的路段,宜如图4.3.5a)所示先施工最低处的水袋,

然后对称地向两侧施工,;

2对于上坡或下坡路段,宜如图4.3.5b)所示沿路堤纵向分成若干段,在

每段最低处设置土堤,并由每段的最低处向高施工水袋;

3对于上坡或下坡路段,可如图4.3.5c)所示沿路基纵向分成若干段,将

每段填筑成纵坡、横坡小于2%的路段;

4宜按照有利于减少水载不均匀性的原则合理选择水袋尺寸或布置方向。

水袋

路堤顶面

(a)

水袋

土堤

路堤顶面

(b)

水袋

路堤顶面

(c)

4.3.6每个水袋预压路段的两端应设置土堤,土堤高度不宜小于水袋高度的

22

0.4倍。

条文说明

设置土堤利于使水袋之间相互挤压紧密,利于使两端的预压荷载大小满足设

计要求。

4.3.7水袋预压路段宜在路肩处设置挡水埂,挡水埂高度不宜小于20cm。边

坡上的临时急流槽间距不宜大于50m,临时急流槽应在永久急流槽处设置。

条文说明

设置挡水埂、临时急流槽的目的是为避免水袋漏水、下雨时冲刷路堤边坡。

在永久急流槽处设置临时急流槽,利于盲沟出水口与临时急流槽顺接,避免

盲沟排水冲刷路堤边坡。

4.3.8土工铺布设应符合下列要求:

1铺设前应清除路堤顶面树根、铁丝等易造成水袋损坏的尖锐物体;

2承载面为碎石时,应碾压平整,避免碎石凸起;

3路堤顶面平整度大于150mm时,应整平后碾压;

4土工布接缝处搭接处理,搭接不宜小于20cm;

5土工布应越过挡水埂,覆盖边坡长度大于1m。

条文说明

3路堤顶面平整度差时导致水袋放水时残余水增多。

4.3.9水袋摊铺应符合下列要求:

1水袋长度方向垂直路基走向时,水袋距离宜等于水袋宽度与水袋高度的

0.15~0.20倍之差,宜根据现场试验确定;

2宜根据水袋宽度、长度画线后再摆放水袋;

3宜人工配合机械将水袋运到相应位置并摊开,避免水袋交错;

4宜采用高压风机对水袋充气使水袋平顺,并且底部和端部不应有明显褶

皱。

23

条文说明

1为保证预压荷载,需要使水袋挤压紧密,因此水袋距离小于水袋高度。

4水袋摊铺平顺、无褶皱可以避免影响注水时水袋外形、降低水袋安全性。

4.3.10水袋蓄水应符合下列要求:

1除本指南第4.3.5条第1、2款外,水袋应隔袋蓄水;

2宜利用水泵从附近水源中抽水。水源较远时,可采取运输或接力泵送等

方法;

3水中泥沙较多时应待水沉淀变清后方可向水袋蓄水;

4蓄水过程中水袋移动超过30cm且存在继续移动的趋势时,应暂停蓄水,

采取措施后方可继续蓄水;

5水袋漏水时应更换水袋;

6水袋充水时应测量蓄水量,并按附录D做好水袋施工记录。

条文说明

1隔袋蓄水利于相邻水袋挤压紧密,增大预压荷载;

3水袋用水不应含较多泥沙,避免后期由于泥沙水在水袋内沉淀导致水袋

内部清理困难。

4.4.11水载预压应符合下列要求:

1水袋漏水时应立即放水,修补或更换水袋后蓄水;

2预压期间应围蔽或专人看守,避免人员、牲畜等进入施工现场;

3水袋预压期间应按附录D做好水袋预压施工记录。

4.3.12放水应符合下列要求:

1宜利用水管接进(出)水阀门,将水直接排至排水沟;

2放水后应对水袋清洗整理打包或转运到下个工作面。装卸过程中应避免

尖锐物破坏水袋。

4.3.13放水后应回收土工布等并妥善处治。

24

5监测

5.0.1水载预压路段监测断面间距不宜大于100m,路基高度超过天然地基极

限填土高度的路段监测断面间距不宜大于50m。水池预压监测断面宜设置在分隔

围堰处。

条文说明

水载预压路堤难以根据地面裂缝等表观现象判断路堤稳定性,也难以在预压

期间继续增加预压荷载,为提高预压期沉降预测准确性、减少路堤滑塌风险,适

当加密监测断面。

5.0.2水载预压监测项目应符合《软土地基路基监控规范》(GB/T51275)的

要求,水池预压尚应监测水池内水面与围堰顶面的高差。

条文说明

水的蒸发、路基沉降均会导致水面高程变化。水池预压关注的重点是预压期

间水深有无减少,因此水池预压不监测水面高程,而监测水池内水面与围堰顶面

的高差。

5.0.3水载预压沉降监测宜采用沉降计,沉降较大时可采用多圈电位器式沉降

计。

条文说明

通常情况下路堤中线附近的沉降最大,路基卸载时间也往往受路堤中线附近

的沉降控制。一方面,为合理确定卸载时间,预压期间需要监测路堤中线附近的

沉降。另一方面,在路堤中线附近设置沉降板不利于水池围堰设置、不利于水袋

之间相互挤压紧密。因此,建议采用沉降计,沉降较大时可采用多圈电位器式沉

降计。

25

1混凝土;2导线;3沉降板;4沉降计;5不锈钢推杆;6空腔;7支撑

传递杆接头;8支撑传递杆;9水泥浆;10锚固头;11波纹管

图5-1沉降计示意图

1沉降板;2同步带轮;3尼龙测头;4强力径向磁铁;5铅块配重;6不

锈钢滚珠;7塑料管;8不锈钢推杆;9安装爪;10连接转换接头;11刮

泥器;12密封塞;13多圈电位器

图5-2多圈电位器式沉降计示意图

5.0.4水载预压前路基中线、路肩处应设置沉降监测点;采用沉降板时,水载

预压施工过程中,沉降监测点宜设置在路肩处。

条文说明

水载预压前应对路基中线、路肩均监测沉降,以便推算出预压期内路基横断

26

面内的最大沉降,从而确定水载前的填土数量。

为了提高水载荷载,应使水袋相互挤压密实,水袋预压时不宜在水袋之间设

置沉降监测点。除非在路基中部设置施工便道,水载预压过程中不建议在路基中

线处设置沉降监测点。为预测卸载时间,预压期间应在路肩处设置沉降监测点。

5.0.5施工监测宜从软基处理前开始监测。

条文说明

竖向排水体施工期间地基会产生沉降。对欠固结土地基,竖向排水体施工期

间地基可能超过0.5m。为合理估计预压期的沉降以便在水载前将该部分土方填

筑完毕,施工监测宜从地基处理前开始监测。

5.0.6每层土监测次数不宜少于2次,蓄水期间每天监测次数不应少于1次,

预压期间监测频率不宜小于1次/15天。

27

附录A水袋常用规格

型号长宽高应用路基

A127102.5六车道路基

A22752.5六车道路基

B134102.5四车道路基

B23452.5四车道路基

C119102.5

C21952.5

28

附录B水载前需补填的土方厚度

B.0.1等载对应的最终沉降可按下列公式计算:

V

SSs(B.0.1-1)

pt

2C8C

vh()

22B.0.1-2

4LdFde

n23n21

Flnn(B.0.1-3)

n214n2

d

ne(B.0.1-4)

dw

SpHe

SdHe(B.0.1-5)

HtSpSt

式中:水载预压前路堤最终沉降();

Sp——m

St——水载预压前已完成沉降(m);

Vs——与St对应的沉降速率(m/s);

2

Cv——竖向固结系数(cm/s);

Ld——最大排水路径长度(cm);

2

Ch——水平固结系数(cm/s);

de——排水体影响直径(cm);

dw——排水体直径(cm);

Sd——等载对应的最终沉降(m);

He——将路面重度换算为填土重度后的路基高度(m);

Ht——水载预压前的路堤高度(m)。

条文说明

刘吉福根据固结度简化计算公式推导得到沉降速率等于剩余沉降与的乘

积,由此可得式(B.0.1-1)。

多个软基试验段和施工监测工程表明,软基路堤最终沉降与路堤沉降完成后

29

的高度基本成正比,由此得到式(B.0.1-5)。

B.0.2水载预压前存在大于90天的加载间歇时间时,如能在加载间歇时间内

选择三个监测时间点,使t3t2t2t1,宜按式(B.0.2-1)推算,可按式(B.0.2-2)、

式(B.0.3-2)推算Sd:

1SS

ln21(B.0.2-1)

t2t1S3S2

'S3S2S1S2S3S2

Sp(B.0.2-2)

S2S1S3S2

S'H

pe()

Sd'''B.0.2-3

HtSpSt

'

式中:Sp——大于90天的加载间歇时间前的荷载对应的最终沉降(m);

S1——对应t1的沉降(m),S2、S3分别对应t2、t3;

'

St——大于90天的加载间歇时间内某时间前已完成的沉降(m);

''

Ht——与St对应的路堤高度(m)。

B.0.3水载预压前存在大于180天的加载间隔时间时,宜按下列公式推算Sd:

1

S'S(B.0.3-1)

p0b

S'H

pe()

Sd'''B.0.3-2

HtSpSt

'

式中:Sp——大于180天的加载间歇时间前的荷载对应的最终沉降(m);

S0——对应t0的沉降(m);

t0——大于180天的加载间歇时间内的某时间,与该间歇时间前的最后一

次加载时间的间隔不宜大于7天;

tt0

b——横坐标为tt0为,纵坐标为的拟合曲线的斜率;

StS0

St——大于180天的加载间歇时间内t前已完成的沉降(m);

'

St——大于180天的加载间歇时间内某时间前已完成的沉降(m)。

30

条文说明

软基监测工程表明,最终沉降推算结果随t0变化而变化。为减少t0的影响,

参考日本作法,尽量采用恒载预压开始的时间。

B.0.4对等载预压路段,水载预压前需要补填的土方厚度宜按下式计算:

pw()

SHeSdHtStSraB.0.4

f

式中:S——水载预压前需要补填的土方厚度(m);

pw——水载预压均布荷载(kPa);

路堤填土重度(3);

f——kN/m

Sra——容许工后沉降(m)。

条文说明

Sra在工后发生,为避免水载卸除后继续卸土,因此将Sra扣除。

B.0.5对超载预压路段,水载预压前需要补填的土方厚度宜按下式计算:

pw()

SHoSdHtStSraB.0.5

f

式中:Ho——超载预压高度(m),等于He与超载厚度之和。

31

附录C水池施工与预压记录表

水池施工记录表

工程名称:工程范围:

桩号范围水池编号围堰体积(m3)密封膜面积(m2)蓄水时间最小水深(m)最大水深(m)蓄水体积(m3)

记录:监理:

32

水池预压记录表

工程名称:

工程范围:水池编号:

日期最小水深(m)最大水深(m)补水体积(m3)其他作业

记录:监理:

33

附录D水袋施工与预压记录表

水袋施工记录表

工程名称:

工程范围:

桩号范围水袋编号充水时间水袋高度(m)充水体积(m3)

记录:监理:

34

水袋预压记录表

工程名称:

工程范围:

水袋编号漏水时间补水时间补水体积(m3)其他作业

记录:监理:

35

目次

1总则.......................................................................................................................................1

2术语和符号..........................................................................................................................2

2.1术语.............................................................................................................................2

2.2符号.............................................................................................................................3

3水载预压设计......................................................................................................................5

3.1一般规定.....................................................................................................................5

3.2水池预压.....................................................................................................................8

3.3水袋预压...................................................................................................................13

3.4欠载对策...................................................................................................................15

4水载预压施工....................................................................................................................16

4.1一般规定...................................................................................................................16

4.2水池预压...................................................................................................................17

4.3水袋预压...................................................................................................................20

5监测............................................................

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