王敏強(qiáng) 肖全 楊雨 李國(guó)軍

(中國(guó)建筑第六工程局有限公司,天津 300000)

土工格柵在路基工程中的應(yīng)用及效果分析

王敏強(qiáng) 肖全 楊雨 李國(guó)軍

(中國(guó)建筑第六工程局有限公司,天津 300000)

土工格柵應(yīng)用于公路工程中,能充分提高了路基的抗剪強(qiáng)度。本文從其加固土機(jī)理出發(fā),結(jié)合土工格柵在高填方、挖填交界路基中的實(shí)踐應(yīng)用,闡述土工格柵在路基工程中的施工方法及受力分析,為同類(lèi)工程施工提供借鑒。

土工格柵 抗剪強(qiáng)度 加固 高填方 挖填交界

1 引言

土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高、變形模量大、耐腐蝕、抗老化、與土顆粒之間的摩擦系數(shù)大的特點(diǎn)，將其設(shè)置于土體之中，可改善土體的整體受力條件，提高路基整體穩(wěn)定性，改善地基承載能力，延長(zhǎng)路基的使用壽命，在公路路基施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 項(xiàng)目概況

河南省三門(mén)峽至淅川高速公路盧氏至西坪段工程LXTJ-7標(biāo)，起訖樁號(hào)K30+880～K36+950，全長(zhǎng)6.079Km，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，為雙向4車(chē)道高速公路。其中分離式路基1485m、整體式路基1956m。本項(xiàng)目處于山區(qū)地帶，地形復(fù)雜，坡度較陡，最大填方高度39m，最大挖方深度67m，總填挖方量達(dá)600萬(wàn)m。

3 土工格柵分類(lèi)及作用機(jī)理

土工格柵是一種土工合成材料，按合成原材料不同，可分為塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和玻纖聚酯土工格柵四大類(lèi)。

在路基施工中，路基填挖交界處埋設(shè)土工格柵，可增強(qiáng)過(guò)渡段的整體性，提高路基整體穩(wěn)定。土工格柵作用機(jī)理可歸納為以下三種受情形。

3.1 分散壓力

土工格柵為柔性材料，能承受較大的拉應(yīng)力，利用其抗拉性能，將其布置在土體的拉伸變形區(qū)，就相當(dāng)于鋼筋混凝土中的鋼筋，在局部受力后它能產(chǎn)生一種拉應(yīng)力，極大地提高了路基土承受剪切應(yīng)力的能力，一定程度上改善了路堤橫斷面上的沉降狀況，防止路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫。

3.2 加筋補(bǔ)強(qiáng)

由于土工格柵的抗拉強(qiáng)度大、格柵呈網(wǎng)片狀，土體能夠良好的嵌入網(wǎng)格內(nèi)，土體充分包裹格柵，限制了土體各向位移，再加上土體與格柵表面摩擦和對(duì)格柵肋條及節(jié)點(diǎn)的被動(dòng)阻抗作用，使多層網(wǎng)片與土體形成多層復(fù)合地基。

3.3 隔層瀝水

土工格柵在土體中分層埋置，格柵網(wǎng)片與土體作為不同的介質(zhì)，能夠在一定程度上隔斷土體毛細(xì)孔，減少毛細(xì)現(xiàn)象引起的滲透吸水現(xiàn)象。防止地下水對(duì)路基土體的浸蝕，對(duì)路基翻漿冒泥有一定的預(yù)防作用。

圖1

圖2 路基沉降觀測(cè)折線(xiàn)圖

4 土工格柵施工流程

4.1 施工準(zhǔn)備

按照設(shè)計(jì)要求選購(gòu)優(yōu)質(zhì)格柵，并按規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量。

4.2 地表清理

路基填筑前對(duì)其表面進(jìn)行清理，清理路基填筑范圍內(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，并按照路基施工原則利用振動(dòng)壓路機(jī)或是夯實(shí)機(jī)進(jìn)行碾壓夯實(shí)，保證基層碾壓密實(shí)度在93%以上。

4.3 開(kāi)挖臺(tái)階

當(dāng)原地面坡度陡于1：5時(shí)，應(yīng)對(duì)坡面開(kāi)挖臺(tái)階處理，臺(tái)階寬度不小于2米，并設(shè)置2%～4%內(nèi)傾斜橫坡，臺(tái)階根部采用小型夯實(shí)機(jī)進(jìn)行夯實(shí)。

4.4 鋪設(shè)土工格柵

鋪設(shè)土工格柵前，應(yīng)保證鋪設(shè)面平整度≤15mm，表面嚴(yán)禁有碎石、塊石等堅(jiān)硬凸出物。在平整好的下承層上全斷面鋪設(shè)土工格柵，用木樁標(biāo)示出土工格柵鋪設(shè)的范圍。格柵攤鋪時(shí)應(yīng)拉直、平順，緊貼下承層。相鄰兩幅土工格柵搭接長(zhǎng)度宜為300～600mm，雙層土工格柵上、下層接縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)長(zhǎng)度應(yīng)＞50cm，并用U型釘錨固。U型釘呈梅花形布置，間距≤1米。另外格柵靠路堤邊緣每邊各留1.5m，回折覆裹在已壓實(shí)的填筑層面上，折回外露部分應(yīng)用土覆蓋。施工中應(yīng)采取措施防止土工合成材料受損，出現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。

4.5 填料的攤鋪和壓實(shí)

土工格柵鋪設(shè)完成后，應(yīng)在48小時(shí)內(nèi)填土碾壓密實(shí)，避免土工格柵在陽(yáng)光下直接暴曬。在路基邊線(xiàn)每20m設(shè)置一根標(biāo)桿，并標(biāo)定出每層松鋪厚度，以便控制施工時(shí)的填土厚度。為了避免運(yùn)輸車(chē)輛的重復(fù)碾壓，采用倒車(chē)卸料并配合小馬力推土機(jī)攤平。路基碾壓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)，要避免漏壓。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”的原則保證碾壓質(zhì)量合格。

4.6 質(zhì)量驗(yàn)收

嚴(yán)格按照公路工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工完成的段落進(jìn)行驗(yàn)收，不滿(mǎn)足施工規(guī)范要求時(shí)，嚴(yán)禁進(jìn)入下道工序施工。

5 土工格柵應(yīng)用效果分析

結(jié)合我標(biāo)段項(xiàng)目特點(diǎn)，土工格柵主要用于高填方路基和填挖交接施工中，主要就以上兩方面介紹土工格柵的應(yīng)用效果。

5.1 土工格柵在填挖交界路基中的應(yīng)用

在路基填挖交界處，一側(cè)為填方路基，一側(cè)為挖方路基，承載力和地基沉降存在差異，必然會(huì)產(chǎn)生一定的沉降差異，特別是填方路基沉降量較大，而挖方路基沉降量較小，這樣不可避免地在路基填挖交界處產(chǎn)生一個(gè)沉降差值突變點(diǎn)，成為道路產(chǎn)生裂縫的主要原因。土工格柵作為柔性材料，能承受較大的拉應(yīng)力。其抗拉強(qiáng)度≥50KN／m，拉斷時(shí)應(yīng)變≤3%。將其布置在填挖交界處，使其材成為抗拉構(gòu)件與土體間咬合鑲嵌的摩擦阻力制約了土體的側(cè)向變形，一定程度上改善了正常路堤橫斷面上的沉降狀況，使得橫斷面上的沉降趨于均勻，因此能減小填挖交界處的差異沉降，防止填挖交界處路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫。(如圖1）

5.2 作用效果分析

路基回填前埋置水準(zhǔn)沉降點(diǎn)，通過(guò)沉降觀測(cè)，可以及時(shí)掌握路基沉降的變化情況。前30天的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理如下，由圖可見(jiàn)：30天后的沉降量為0.5mm，區(qū)域穩(wěn)定，極大的減少了高填方路基不均勻沉降和填挖交界的縱橫向裂縫。土工格柵運(yùn)用在路基施工中，其方便快捷、周期短、成本低：鋼塑土工格柵鋪設(shè)、搭接、定位容易、平整，避免了重疊交叉，可有效的縮短工程周期，節(jié)約工程造價(jià)的10%～50%。（如圖2）

6 結(jié)語(yǔ)

以上工程實(shí)踐表明，土工格柵應(yīng)用于公路工程，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，效果明顯。且施工工藝容易掌握，對(duì)于公路建設(shè)具有很高的推廣價(jià)值。我們相信，隨著土工格柵的不斷開(kāi)發(fā)及工程實(shí)踐的積累，其應(yīng)用范圍將更加廣泛，從而提高工程的實(shí)用性及耐久性。

[1]《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF10-2006).

[2]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2004).

[3]李云杰.土工格柵在長(zhǎng)深高速公路中的應(yīng)用[J].公路交通科技,2011,(3)：67-68.

[4]余巍偉,劉優(yōu)平.土工格柵在竹城公路施工中的應(yīng)用研究[J].鐵道建筑,2009,(2)：77-79.

[5]高紅軍.土工格柵在公路工程施工中的應(yīng)用[J].科技資訊,2008,(7)：36-37.