張馳
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
1土工格柵的功能及特點(diǎn)
1.1 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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
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。
1.5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。
1.6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。
2土工格柵的應(yīng)用
土工格柵是一種用聚丙稀、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓面成的二維網(wǎng)格狀或具備一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵。在土木工程應(yīng)用中主要承受水平拉力,其形狀多為蜂窩形、棱形或圓孔形。目前其評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩項(xiàng):抗拉強(qiáng)度和抗老化性能。
名稱:網(wǎng)眼尺寸(mm)極限強(qiáng)度(KN/m) 2%應(yīng)變時(shí)的產(chǎn)品剛度((kN/m) 2%應(yīng)變時(shí)的產(chǎn)品剛度模量((kN/m)
聚丙乙烯格柵 35*35 30-50 400-800 4000-5000
通化快大茂至下排高速公路在施工過(guò)程中,需加寬部分K15+622―K20+336共計(jì)4.714公里,不計(jì)橋涵、挖方路基,兩側(cè)加寬路基長(zhǎng)度為2.786公里,平均填高3.5米。因后中寬部分與原路基在施工時(shí)間上相差10月,且原路基已經(jīng)過(guò)了一個(gè)產(chǎn)凍融期,路基工后沉降變形已基本穩(wěn)定,為保證路基的整體性,我們?cè)谑┕み^(guò)程中采取以下措施:
(1)路基底面處理
清除新加寬部分路基下的軟弱層,采用排水固結(jié)方式填筑一層砂礫后,再鋪設(shè)塑料土工格柵+30cm砂礫墊層作為整體的墊褥層,以提高原地基的強(qiáng)度均勻性。在鋪設(shè)塑料土工格柵時(shí),縱向搭接寬度不小于20cm,橫邊搭接寬度不小于50cm,且沿縱向邊緣應(yīng)綁扎。
(2)路基幫寬時(shí),要向舊路基內(nèi)側(cè)清階除至路肩內(nèi)側(cè)2米,且挖成臺(tái)階狀,填筑材料選擇上盡量選用與原路基同質(zhì)的填料,但仍可能產(chǎn)生不均勻沉降,使新舊路基接觸面之間可能產(chǎn)生次生滑動(dòng)面。因此可將填方每隔50cm加鋪一層塑料土工格柵,使下滑力沿土工格柵分解,防止滑動(dòng)面的形成,減少不均勻沉降。在路基填筑至上路堤后,可每隔100cm鋪一層土工格柵。
(3)土工格柵鋪設(shè)時(shí),應(yīng)將強(qiáng)度高的方向垂直于路堤軸線,鋪設(shè)土工格柵的土層應(yīng)平整,表面嚴(yán)禁有碎、塊石等等堅(jiān)硬凸出物;土工格柵端部采用20cm∮10 U型錨釘固定,每米寬用4根,均勻距離固定;鋪設(shè)土工格柵時(shí)不允許有褶皺,應(yīng)人工拉緊,土工格柵攤鋪后應(yīng)及時(shí)填筑填料,以避免長(zhǎng)受到長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光直接暴曬。碾壓按施工規(guī)范正常進(jìn)行。
3施工要點(diǎn)總結(jié)
(1)施工要求壓實(shí)平整、呈水平狀、清除尖刺突起物。在平整壓實(shí)的
場(chǎng)地上,安裝鋪設(shè)的格柵其主要受力方向(縱向)應(yīng)垂直于路堤軸線方向,鋪設(shè)要平整。當(dāng)填蓋一層土后未碾壓前,再次用人工或機(jī)具張緊格柵,使格柵在土中為繃直受力狀態(tài)。
(2)根據(jù)本工程和其它工程的實(shí)踐證明,除凍結(jié)土、沼澤土、生活垃
圾、白堊土、硅藻土外均可用做填料。但礫類土和砂類土力學(xué)性能穩(wěn)定,受含水量影響很小,宜優(yōu)先選用。
(3)當(dāng)格柵鋪設(shè)定位后,應(yīng)及時(shí)填土覆蓋,及時(shí)完成碾壓,避免長(zhǎng)期暴曬。碾壓的順序是先兩側(cè)后中間。碾壓時(shí)壓輪不能直接與筋材接觸,未壓實(shí)的加筋體不允許車輛在上面行駛,以免筋材錯(cuò)位。施工中隨時(shí)檢查土工格柵的質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)有折損、刺破、撕裂等損壞時(shí),視程度修補(bǔ)或更換。壓實(shí)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求,這也是加筋土工程的成敗關(guān)鍵。
(4)在加筋土工程中,一定要作好墻體內(nèi)外的排水處理;要做好護(hù)腳,防沖刷;在土體內(nèi)要設(shè)置濾、排水措施,必要時(shí),應(yīng)設(shè)置土工布、透水管。采取疏導(dǎo)的方式排水,不能堵塞,否則產(chǎn)生隱患。
(5)對(duì)于施工人員缺乏對(duì)土工格柵正確認(rèn)識(shí)的現(xiàn)象,施工管理人員可在施工前可組織專門的人員培訓(xùn),對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,增強(qiáng)施工人員的質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。
4結(jié)語(yǔ)
路基的穩(wěn)定對(duì)于高速公路而言十分的重要,很多工程在運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題都是由于路基處理的不夠科學(xué)。近年來(lái)興起的土工格柵證明在處理路基時(shí)十分有效,因此也得到了逐步推廣。
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(作者單位:連云港港務(wù)工程建設(shè)有限公司)