崔建平

摘要：公路、鐵路建設(shè)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，作為撐起國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的交通運(yùn)輸線，在工程質(zhì)量和通車?yán)锍躺隙嫉玫劫|(zhì)的飛躍，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。公路、鐵路建設(shè)的重要基礎(chǔ)是路基，特別是在一些高需要高填方地段，以及特殊地質(zhì)構(gòu)造地段，如：滑坡地帶，對(duì)路基的要求就更高。本文對(duì)土工格柵在路基填方中的應(yīng)用開(kāi)展詳細(xì)的闡述，為我國(guó)公路、鐵路路基高難度、高技術(shù)的建設(shè)提供一些參考和幫助。

關(guān)鍵詞：土工格柵 路基 填筑施工

0 引言

路基是按照路線的平面和縱斷面要求和一定技術(shù)要求開(kāi)挖或是填筑的土質(zhì)或石質(zhì)帶狀構(gòu)造物，是道路的主要工程結(jié)構(gòu)物。道路的結(jié)構(gòu)形式和強(qiáng)度直接影響道路的使用品質(zhì)。路基是道路工程的主體和基礎(chǔ)，它和路面共同作用承受行車荷載和自然因素的作用。而路基病害的類型多種多樣，產(chǎn)生原因也是錯(cuò)綜復(fù)雜的，但是歸根結(jié)底都是由于路基整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度不足造成的。因此，路基工程中的中心問(wèn)題是路基的整體穩(wěn)定性和路基的抗變形能力，后者直接影響路面使用性能和壽命，前者是保證行車的首要條件。路基即是線路的主體也是路面的基礎(chǔ)，道路的使用品質(zhì)受它質(zhì)量好壞的直接影響。路基是暴露在大自然中，設(shè)置在地表，一般都要綿延百公里，甚至上千公里，而道路沿線水文、地質(zhì)、地貌及氣候條件多變，給路基建設(shè)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，在建設(shè)過(guò)程中，大量的土石方工程，也改變了沿線的自然狀態(tài)，對(duì)道路通過(guò)區(qū)域生態(tài)平衡造成一定影響，因此要在施工中給予重視。

1 土工格柵

土工格柵（geogrid）是一種開(kāi)孔的網(wǎng)格，這種網(wǎng)格通過(guò)定向拉伸而形成的平面網(wǎng)狀，其特征是強(qiáng)度較高。制作土工格柵的原料多為聚丙烯、高密度聚乙烯，以及一些高分子聚合物，在這些材料中加入抗紫外線的輔助劑，經(jīng)過(guò)一系列的熱熔、擠出拉伸處理形成。在制造土工隔柵的過(guò)程中，通過(guò)定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向排列，在一定程度上增強(qiáng)了分子間的聯(lián)結(jié)力。同其它土工合成材料相比，重量輕、抗拉強(qiáng)度高、變形小、延伸率低是土工格柵獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，并且土工格柵在耐堿、耐酸、耐腐蝕和抗老化等方面也獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。

2 土工格柵的功能及特點(diǎn)

2.1 加筋作用。由于土工格柵在抗拉強(qiáng)度和張拉模量方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，憑借自身的物理特性土工格柵能將荷載和應(yīng)力進(jìn)行均勻的擴(kuò)散。對(duì)瀝青結(jié)構(gòu)層來(lái)說(shuō)，其徐變作用在一定程度上可以有效降低，進(jìn)而防止瀝青面層開(kāi)裂；對(duì)軟弱地基而言，可以大大減少作用于軟基上的荷載壓力。將土工格柵用于瀝青面層中，因土工格柵具有分散壓力的作用，在一定程度上減小面層的車轍深度。

2.2 土工格柵的抗拉強(qiáng)度在高摩阻力的作用下不斷增強(qiáng)，一定程度上增強(qiáng)了網(wǎng)面層在結(jié)構(gòu)層材料的剪切強(qiáng)度以及整體性。

2.3 抗變形作用。當(dāng)局部不均勻的外力作用于土工格柵時(shí)，導(dǎo)致網(wǎng)孔在不同程度上發(fā)生變形，土工格柵憑借自身的特性能夠?qū)⒎蔷己奢d進(jìn)行均勻傳遞。

2.4 壓實(shí)作用。在形狀方面，由于土工格柵約束層的網(wǎng)孔形狀是相同的，不會(huì)影響上下層顆粒之間剪切阻力，并且格柵的剛度、網(wǎng)孔的嵌鎖作用、抗拉強(qiáng)度三者之間相互作用，在一定程度上阻止了局部位移變形，鞏固和強(qiáng)化了顆粒材料間的壓實(shí)作用。

2.5 強(qiáng)度大，變形小、蠕變性小。這使得土工格柵能夠應(yīng)用到多種土壤環(huán)境中去，并且還能夠滿足高大擋土墻、橋臺(tái)、陡坡的性能要求。

2.6 從土工格柵的鋪設(shè)到搭接再到定位、平整不需耗費(fèi)大量的人力物力就能夠輕松完成。土工格柵不論是應(yīng)用在道路工程還是鐵路工程中，它的施工過(guò)程非常方便，操作簡(jiǎn)單，這就大大的縮短了工期，降低了費(fèi)用成本。

2.7 土工格柵的力學(xué)性能非常高。雖然土工格柵重量很輕，但它的剛度和抗拉強(qiáng)度都很出色；而且它具有非常高的承載能力；在網(wǎng)孔與網(wǎng)孔之間存在嵌鎖作用、咬合作用保證它有良好的穩(wěn)定性，能夠產(chǎn)生較大的摩擦力起到約束土壤側(cè)向移動(dòng)的作用。

2.8 老化速度慢，壽命長(zhǎng)，具有耐酸、堿性，耐腐蝕性。對(duì)于塑料土工格柵來(lái)說(shuō)，它具有良好的耐高溫，耐低溫的性能也非常優(yōu)越，并且耐老化；耐腐蝕性，能夠抵抗酸性、堿性物質(zhì)的腐蝕。而玻璃格柵壽命在50-70年之間，具有熔點(diǎn)高的特性，并且整體性非常好。

由于土工格柵具備上述優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于建筑工程、水利工程等領(lǐng)域，通常情況下，土工格柵作為加筋土結(jié)構(gòu)中的筋材或土工復(fù)合材料的筋材等。

3 土工格柵的分類

3.1 根據(jù)原材料將土工格柵分為玻璃纖維類、塑料類以及滌綸纖維土工格柵等。

3.2 根據(jù)成型過(guò)程將土工格柵分為單向拉伸土工格柵和雙向拉伸的土工格柵兩種。經(jīng)過(guò)縱向拉伸而形成的格柵構(gòu)成單向土工格柵，對(duì)于單向土工格柵來(lái)說(shuō)其單向抗拉強(qiáng)度較強(qiáng)；經(jīng)過(guò)縱橫兩個(gè)方向拉伸而形成的格柵成為雙向土工格柵，土工格柵的抗拉強(qiáng)度在兩個(gè)方向都比較高，對(duì)于雙向土工格柵來(lái)說(shuō)，其網(wǎng)孔形狀有矩形、菱形、六邊形等，其強(qiáng)度也有所不同，網(wǎng)格尺寸也存在差異。

4 土工格柵在路基施工中的應(yīng)用

土工格柵應(yīng)用在路基中首先要確定設(shè)置土工格柵的部位，層數(shù)等。在設(shè)計(jì)時(shí)主要依據(jù)的思路是，先確定設(shè)置土工格柵的層面，之后根據(jù)土工格柵的力學(xué)性能確定設(shè)置的層數(shù)。例如在廣元至巴中高速公路新建工程中，施工地形水田居多，內(nèi)河網(wǎng)眾多，很不利于路基的穩(wěn)定。在利用土工格柵施工時(shí)，施工方將鋼塑復(fù)合帶格柵鋪設(shè)在路基頂面以下20cm處，此時(shí)，土工格柵的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和聯(lián)合力以每延米橫斷裂荷載為20KN/m、以每延米縱斷裂荷載為60KN/m為控制荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)土工格柵時(shí)要保證其具有足夠的強(qiáng)度，對(duì)材料的頂破強(qiáng)度、握持抗拉強(qiáng)度、延伸率、刺破強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等性能進(jìn)行核算。

施工土工格柵的具體流程為：檢測(cè)、清理下承層→人工鋪設(shè)土工格柵→搭接、綁扎、固定→攤鋪上層路基土→碾壓→檢測(cè)。著重做好以下幾方面的工作：

4.1 認(rèn)真做好施工前的準(zhǔn)備工作，首先就是要保證施工放樣的準(zhǔn)確無(wú)誤。精確的施工放樣有利于之后對(duì)路基寬度的控制以及保證合格的松鋪厚度。為了施工放樣的精準(zhǔn)，可以利用標(biāo)桿法沿縱、橫方向每20m設(shè)置一根立桿。施工放樣之后要對(duì)路基表面進(jìn)行清理，清理路基范圍內(nèi)的雜草、樹(shù)根、雜物、腐殖土、松軟土等雜質(zhì)，清理完畢之后對(duì)整個(gè)場(chǎng)地進(jìn)行平整。在對(duì)基底土清理平整之后還要按照路基施工原則利用振動(dòng)壓路機(jī)或是重型輪胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓夯實(shí)，要防止出現(xiàn)漏壓的現(xiàn)象，并且保證碾壓的質(zhì)量達(dá)到合格，按照碾壓原則“先輕后重，先靜后振，先低后高，先慢后快，輪跡重疊”進(jìn)行。

4.2 進(jìn)行土工格柵的鋪筑。在鋪設(shè)土工格柵時(shí)要保證土工格柵平整、連續(xù)，不要出現(xiàn)凹凸不平、起皺折疊、扭曲不順的情況。當(dāng)碾壓效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，就能夠進(jìn)行下一步的土工格柵鋪設(shè)了，鋪筑土工格柵時(shí)主要有下列幾步施工工序：首先是進(jìn)行清理整平，之后進(jìn)行鋪筑施工，對(duì)鋪筑了的土工格柵進(jìn)行整平并進(jìn)行固定，最后的工序就是要進(jìn)行回填攤平的操作，再一次進(jìn)行壓實(shí)處理保證壓實(shí)效果符合要求。除此之外還要注意鋪設(shè)時(shí)搭接長(zhǎng)度要嚴(yán)格遵守相關(guān)要求和規(guī)范中的規(guī)定，鋪設(shè)是保證土工格柵的連續(xù)性，最少不小于20cm。當(dāng)填方高度20cm以上時(shí)，每80cm就要鋪設(shè)一層土工格柵；當(dāng)填方高度在20m以下時(shí)，每40～50cm就要鋪設(shè)一層土工格柵。鋪設(shè)好一層土工格柵之后就要及時(shí)進(jìn)行填土碾壓，不要讓土工格柵長(zhǎng)期暴露在陽(yáng)光下或是其他有腐蝕性環(huán)境下，這樣會(huì)降低其使用性能。

4.3 對(duì)鋪設(shè)好的土工格柵進(jìn)行錨固?？梢岳肬型釘對(duì)鋪設(shè)好了的土工格柵進(jìn)行錨固處理，錨固時(shí)先錨固土工格柵的一端，再用橫梁將土工格柵人工拉緊，不讓其出現(xiàn)起皺現(xiàn)象。在斜坡上的土工格柵錨固時(shí)要留有一定的松弛度，防止石塊引起土工格柵的變形過(guò)大。

5 結(jié)束語(yǔ)

將土工格柵應(yīng)用于新建路面結(jié)構(gòu)中，在一定程度上起到降低基層或面層的厚度、預(yù)防反射裂縫以及減少車轍的作用。將土工格柵設(shè)置在下部可以預(yù)防反射裂縫；將土工格柵鋪設(shè)在瀝青路面下面層上部可以降低溫度裂縫；將土工格柵鋪設(shè)在基層底部能夠增加半剛性材料的整體的抗彎能力，延長(zhǎng)基層的疲勞壽命。將土工格柵應(yīng)用在道路改建過(guò)程中，可以提高路面的承載能力、減薄路面結(jié)構(gòu)層的厚度、減小基層底面拉應(yīng)力。在一定程度上，土工格柵能夠有效抑制舊路裂縫的擴(kuò)展、延長(zhǎng)公路的使用壽命。但是，土工格柵在施工中鋪設(shè)的方式，使用方式，以及土工格柵性能的檢測(cè)方式等是新建路面、改建路面過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李飛.談土工格柵加筋土擋墻在高填方路基防護(hù)中的應(yīng)用[J].道路與交通工程，2012（3）.

[2]張君小.土工格柵在鐵路高填方路基中的應(yīng)用[J].甘肅科技，2011（6）.

[3]楊英海，李龍方.土工格柵加筋新建及加鋪瀝青混凝土層路面應(yīng)用的有限元分析[J].公路交通科技技術(shù)應(yīng)用版，2011（10）.