软土路基水袋法预压试验方法与流程

本发明涉及软土路基检测的技术领域，尤其是涉及一种软土路基水袋法预压试验方法。

背景技术：

在软土地区修建道路时候，为确保软土路基工程能够顺利进行，提高工程效率，保证工程质量，避免盲目施工给工程带来损失。需要对路基进行堆载试验，来获得路基在堆载后的沉降情况。

在传统的路基预压施工中，一般利用土进行堆载预压。土需要从周边调运，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。在部分土地资源匮乏的地区，这种方法显然是不适合的。基于前述的现状，采用水袋代替土的预压试验方法应运而生。

申请公布号为cn109487653a的中国专利公开了一种利用水袋进行路基预压的施工工艺，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。

虽然上述的方法能够解决利用土进行预压的局限性，但是也存在缺陷。由于水的密度远小于夯实后的土，所以利用水代替土后，水袋充水后的高度远高于利用土进行堆载的高度。而水袋中的充水是利用水泵进行逐个充水，所以需要隔袋和分级注水，鼻尖路基上承受的压强差过大。且在充水过程中，需要根据不同水袋的位置，进行水泵和水袋的连接和拆除，耗时过长。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种软土路基水袋法预压试验方法，达到了对水袋进行同时注水的效果，提高了施工效率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种软土路基水袋法预压试验方法，包括如下步骤：s1，横向排水施工；s2，路基垫层施工；s3、预压面水袋布置；s4、水袋加水预压；s5、预压荷载监测；s6、路基监测；s7、排水卸载；其特征在于：在所述s3中，将水袋布置于预压面后，水袋上的接水口朝上；在所述s4中，在水袋加水之前，先在水袋上方搭建连通管架，连通管架将相邻的水袋上的接水口进行连通；在连通管架上安装输水管，并将输水管连接于水泵上。

通过采用上述技术方案，利用连通管架将多个水袋连接为整体，可以通过对连通管架输水实现多个水袋的同时注水。并且，在实际施工过程中，可以将每一个连通管架对应的水袋简化成一组水袋，所有组水袋的注水方式可以参照现有技术中单个水袋的注水方式，即对水袋隔组、分级进行给水。还可以根据试验路段的路基长度来分配水袋的组数，然后安排多个水泵，对隔组的水袋进行注水。

本发明进一步设置为：根据路基的尺寸确定连通管架的数量；所述连通管架包括两个边界单元和连接于两个边界单元之间的若干中间单元；所述边界单元包括两个边界接头和一根连接于两个边界接头之间的边管，所述边界接头选用三通接头；所述中间单元包括两个中间接头和连接于两个中间接头之间的中间管，所述中间接头选用四通接头；安装时，将边界单元上的两个边界接头分别连接于沿着路基宽度方向上的两个水袋的接水口上；将中间单元上的两个中间接头分别连接于沿着路基宽度方向上的两个水袋的接水口上；在中间接头和边界接头之间、中间接头和相邻的中间接头之间，均安装一根搭接管。

通过采用上述技术方案，宽度较大的高速公路的路基，需要在路基宽度方向放置两个水袋，一般为了便于注水和排水，会安排1-2个水袋。当高速公路的路面较宽是，在路基的宽度方向布置两个水袋。可以根据路基宽度定制路基一般宽度尺寸的水袋。安装时，可以分别将边界单元和中间单元安装于对应的水袋的接水口上，然后利用搭接管将边界单元和中间单元进行连通。在实际安装过程中，输水管可以连接在其中一根搭接管上，便于输水。

本发明进一步设置为：其中一根搭接管由连接管组替代；连接管组包括两根输送管和连接于两根输送管之间的输送接头，输送接头选用四通接头；输送接头上朝向路基外部的接头上连接有止水阀，将输水管连接于输送接头上连接有止水阀的接头上。

通过采用上述技术方案，可以根据实际需要选择任意一根搭接管进行替换，方便供水。

本发明进一步设置为：两个边界单元之间的其中一个中间单元，中的其中一个中间接头用输送接头替代；所述输送接头选用五通接头；输送接头远离中间管的接头上连接有止水阀，将输水管连接于输送接头上连接有止水阀的接头上。

通过采用上述技术方案，利用五通接头来替代其中一个四通接头，使得连接输水管的五通接头能够支承于水袋的接水口上，提高了该五通接头的的整体结构稳定性。

本发明进一步设置为：根据路基的尺寸确定连通管架的数量；所述连通管架包括两个边界接头和连接于两个边界接头之间的若干中间接头，所述边界接头选用双通接头，所述中间接头选用三通接头；安装时，将边界接头和中间接头连接于水袋的接水口上，在中间接头和边界接头之间、中间接头和相邻的中间接头之间，均安装一根搭接管。

通过采用上述技术方案，当路基的宽度不是很大时，如小于10m时，可以在路基上方仅布置一个水袋。此时，利用前述的方案就可以将横向的多个水袋连接为整体，进而进行同步的注水，提高施工效率，降低人工和时间成本。

本发明进一步设置为：两个边界接头之间的其中一个中间接头用输送接头替代；所述输送接头选用四通接头；输送接头的其中一个接头上连接有止水阀，将输水管连接于输送接头上连接有止水阀的接头上。

通过采用上述技术方案，输水管直接连接于四通接头上，且四通接头连接于水袋的接水口的上方，从而对输水管进行更好的支撑，提高了输水管的整体结构强度。

本发明进一步设置为：在边界接头和中间接头上用于连接水袋的接水口的一端均连接一根竖管，再将竖管安装于接水口上。

通过采用上述技术方案，抬高了搭接管的整体高度，在注水过程中水袋的高度会逐渐提高，竖管的设置能够扩大搭接管和水袋上表面之间的距离，从而降低搭接管直接与水袋抵触或者发生摩擦的概率，从而对水袋进行波阿虎，延长水袋的使用寿命。

本发明进一步设置为：在安装连通管架之前，取一块防水布，防水布的宽度不小于路基的宽度；对防水布进行放样测量，定位出水袋上接水口的位置；对防水布进行裁剪形成通孔，将防水布覆盖于水袋上方，使得水袋的接水口穿过通孔；在防水布的边缘绑扎拉绳；当水袋内充水完成后，将拉绳远离防水布的一端绑扎于石块上，并使得拉绳处于紧绷状态。

通过采用上述技术方案，当预压试验过程中遇到强降水时，横向排水很难将降水进行很好的排出，会造成路基的损坏。在水袋上方覆盖防水布，可以对滴落到水袋上方的雨水进行导向，使得防水布具有水袋上表面边缘的弧度，当雨水落到防水布上后，会沿着防水布的边缘滴落到路基的边缘直接进行排出，降低了雨水从两个沿着路基宽度方向的水袋之间的缝隙进入到路基上表面并发生滞留的概率，从而提高了对路基的保护。

本发明进一步设置为：沿着路基长度方向相邻的防水布的边缘相互重叠。

通过采用上述技术方案，降低雨水从相邻的防水布之间渗入的概率，从而提高防水效果。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.在水袋上方设置连通管架，实现多个水袋的连通，可以对多个水袋进行同步的注水；

2.在连通管架和水袋的接水口之间连接竖管，抬高连通管架和水袋上表面之间的距离，避免连通管架直接搁置于水袋上表面对水袋进行摩擦，能够对水袋进行很好的保护，从而延长水袋的使用寿命；

3.在水袋上表面覆盖防水布，当强降雨时，对雨水进行导流，降低雨水滞留在相邻水袋之间的路基上方的概率，从而对路基进行保护。

附图说明

图1是实施例一的竖向结构示意图。

图2是实施例一中去除防水布后的俯视结构示意图。

图3是实施例二的整体结构示意图。

图4是实施例三的竖向结构示意图。

图5是实施例三中去除防水布后的俯视结构示意图。

图中，1、路基；11、横向排水盲沟；12、临时急流槽；2、碎石层；21、土工布；3、水袋；31、接水口；4、防水布；41、拉绳；411、石块；5、连通管架；51、边界单元；511、边界接头；512、边管；52、中间单元；521、中间接头；522、中间管；6、搭接管；7、连接管组；71、输送管；72、输送接头；721、止水阀；8、输水管；81、水泵；9、竖管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种软土路基水袋法预压试验方法，包括如下步骤：

s1，横向排水施工；

在路基1填土施工完成后，沿路基1长度方向等间距施工多个横向排水盲沟11，横向排水盲沟11沿着路基1的宽度方向设置。且横向排水盲沟11和路基1边坡上的临时急流槽12对应，从而进行很好的排水，并降低水流对路基1边坡的冲刷。

s2，路基1垫层施工；

根据设计要求，在路基1上方铺设50-80cm厚的碎石，并进行碾压，形成碎石层2。从路基1中部向两边每5米一个测点，共检测5个断面，确定铺设的碎石高度是否均匀、密实度是否符合要求。检测符合要求后，进行人工找平，并将碎石层2上表面尖锐突出的碎石进行整平，使得碎石层2表面平整，降低后期碎石将水袋3刺破的概率。

s3、预压面水袋3布置；

在碎石层2上表面覆盖土工布21，相邻的土工布21的边缘相互叠合，对碎石层2进行完全的覆盖。在碎石层2上方表面进行测量、放样，使用墨线标记出水袋3的放置位置。沿着路基1的宽度宽度方向布置两个水袋3，按照路基1的宽度和长度确定水袋3的制作尺寸。

准备水袋3、防水布4、拉绳41和石块411。

将水袋3吊运到土工布21上方，并人工将水袋3摊开，水袋3上的接水口31朝上，布置平整。利用高压风机对水袋3内逐个充气，确保水袋3完全摊开。

取防水布4，防水布4的宽度和路基1宽度一致。对防水布4进行放样测量，确定水袋3接水口31在防水布4上的位置，并对该位置进行裁剪形成通孔。将防水布4覆盖于水袋3上方，使得水袋3的接水口31从通孔的位置穿过。在防水布4的四个角上绑扎拉绳41，并将拉绳41远离防水布4的一端绑扎在石块411上，并将石块411放置于路基1下方的土层上。通过水袋3的设计标高来计算拉绳41绑扎于石块411上的一端和拉绳41绑扎于防水布4上的一端的长度。

结合图1和图2，准备竖管9、边界单元51、中间单元52、搭接管6、输水管8和水泵81。竖管9选用硬质管道，搭接管6选用金属软管。

边界单元51包括两个边界接头511和一根连接于两个边界接头511之间的边管512，边界接头511选用三通接头。中间单元52包括两个中间接头521和若干一根连接于两个中间接头521之间的中间管522，中间接头521选用四通接头。

以两个边界单元51和两个中间单元52作为一个连通管架5，根据水袋3的数量确定连通管架5的数量。

在边界接头511和中间接头521上用于连接水袋3的接水口31的一端均连接一根竖管9。

将边界单元51上的两个边界接头511上的竖管9分别连接于沿着路基1宽度方向上的两个水袋3的接水口31上，将中间单元52上的两个中间接头521上的竖管9分别连接于沿着路基1宽度方向上的两个水袋3的接水口31上。

在其中一个中间接头521和相邻的中间接头521之间安装连接管组7，连接管组7包括两根输送管71和连接于两根输送管71之间的输送接头72。输送接头72选用四通接头，且输送接头72上朝向路基1外部的接头上连接有止水阀721。取输水管8连接于输送接头72上的连接有止水阀721的接头，并将输水管8远离输送接头72的一端插入到临近的河流中，并将水泵81连接于输水管8上。

在中间接头521和三头接头之间、其余的中间接头521和相邻的中间接头521之间，均安装一根搭接管6。

s4、水袋3加水预压；

将同一个连通管架5对应的水袋3称为一组水袋3，利用水泵81对水袋3隔组、分级给水。水袋3分三级进行加载，每一次对水袋3进行给水后，对拉绳41进行收缩，使得拉绳41始终处于紧绷状态。

s5、预压荷载监测；

结合沉降观测数据进行水加载，加载期间的根据设计要求沉降速率要控制在8mm/日以内，水平位移不大于5mm/日，连续观测3-5天。根据沉降速率控制加水时间及速度。

s6、路基1监测；

水袋3加载按预压前对已埋设沉降观测点标高进行测量，确定加载前沉降值。每一次加载完毕后，每天对沉降观测点进行检测，连续观测3天，再进行下一次的加载。

s7、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3内水通过水泵81排出，并将连通管架5进行拆除。拆除防水布4，并回收水袋3。

实施例二

参照图3，为本发明公开的一种软土路基水袋法预压试验方法，与实施例一的区别在于，不安装连接管组7（见图2），并将其中一个中间单元52中的中间接头521用输送接头72替代，输送接头72选用五通接头。输送接头72远离中间管522的接头上连接有止水阀721，将输水管8连接于输送接头72上的连接有止水阀721的接头。并将输水管8远离四通接头的一端插入到临近的河流中，并将水泵81连接于输水管8上。

实施例三

参照图4和图5，为本发明公开的一种软土路基水袋法预压试验方法，与实施例一的区别在于，s3的预压面水袋3布置中，沿着路基1的宽度宽度方向布置一个水袋3，按照路基1的宽度和长度确定水袋3的制作尺寸。

准备水袋3、防水布4、拉绳41和石块411。

将水袋3吊运到土工布21上方，并人工将水袋3摊开，水袋3上的接水口31朝上，布置平整。利用高压风机对水袋3内逐个充气，确保水袋3完全摊开。

取防水布4，防水布4的宽度和路基1宽度一致。对防水布4进行放样测量，确定水袋3接水口31在防水布4上的位置，并对该位置进行裁剪形成通孔。将防水布4覆盖于水袋3上方，使得水袋3的接水口31从通孔的位置穿过。在防水布4的四个角上绑扎拉绳41，并将拉绳41远离防水布4的一端绑扎在石块411上，并将石块411放置于路基1下方的土层上。通过水袋3的设计标高来计算拉绳41绑扎于石块411上的一端和拉绳41绑扎于防水布4上的一端的长度。

准备竖管9、边界接头511、中间接头521、输送接头72、搭接管6、输水管8和水泵81。竖管9选用硬质管道，搭接管6选用金属软管。边界接头511选用双通接头，中间接头521选用三通接头，输送接头72选用四通接头。

以两个边界接头511和一个中间接头521作为一个连通管架5，根据水袋3的数量确定连通管架5的数量。

在边界接头511和中间接头521上用于连接水袋3的接水口31的一端均连接一根竖管9。将边界接头511上的竖管9连接于水袋3的接水口31上，使得两个边界接头511之间预留两个水袋3。将中间接头521上的竖管9连接于其中一个水袋3的接水口31上，将输送接头72连接于另一个水袋3的接水口31上。并在中间接头521和边界接头511之间、中间接头521和输送接头72、输送接头72和边界接头511之间均安装一根搭接管6。

在输送接头72余下的一个连接有止水阀721的接头上，连接输水管8。并将输水管8远离四通接头的一端插入到临近的河流中，并将水泵81连接于输水管8上。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。