淺談土工格柵在軟弱地基處理中的施工體會(huì)

楊存暖

摘要：本文通過(guò)土工格柵在G045線(xiàn)新疆賽里木湖—果子溝口第八合同段公路上的應(yīng)用，闡述了土工格柵在軟弱地基中施工工藝及使用效果。

關(guān)鍵詞：土工格柵 軟弱地基 施工工藝 施工體會(huì)

土工格柵作為一種新型的工程材料，其性能優(yōu)良、使用簡(jiǎn)便，在公路處理軟弱地基施工中得到廣泛使用。在G045線(xiàn)新疆賽里木湖—果子溝口第八合同段軟弱地基處理中使用土工格柵比常規(guī)方法方便，具有獨(dú)特的優(yōu)越性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.土工格柵在軟弱地基處理中的使用和常規(guī)方法的比較

軟弱地基處理在路基工程施工中占有一定比例，常規(guī)處理軟弱地基多采用以翻挖換填為主，翻挖換填土方量大，換填取、棄土都要占用大量的土地，完工后若棄土處理不當(dāng)，會(huì)造成水土流失和環(huán)境破壞。當(dāng)前土地資源少，環(huán)境復(fù)雜，人們珍惜土地和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，無(wú)論山區(qū)或平原地區(qū)的土地都極為珍貴，這是施工單位必須考慮的問(wèn)題。用拋石擠淤處理軟弱地基，料場(chǎng)難以滿(mǎn)足，采集困難，花費(fèi)較大的人力物力，使用范圍狹窄，受環(huán)境限制，石料間容易產(chǎn)生滑動(dòng)，工后沉降難以控制。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通運(yùn)輸要求、公路質(zhì)量不斷的提高，常規(guī)處理方法使用的局限性越來(lái)越突出，難以適應(yīng)時(shí)代要求，近年來(lái)土工格柵在軟弱地基處理中的使用就克服了常規(guī)方法的不足，具有常規(guī)方法難以相比的使用優(yōu)點(diǎn)。

在處理軟弱地基特別是薄層軟弱地基中，常規(guī)方法的選擇和搭配，要根據(jù)地理位置、軟弱地基特性、上層厚度、水質(zhì)大小（水質(zhì)大、工期長(zhǎng)，效果不佳）工期長(zhǎng)短來(lái)選擇。而土工格柵具有一定的抗拉強(qiáng)度和延伸性、耐酸、耐腐蝕，抗微生物侵蝕及抗老化等耐久性能，其砂礫墊層具有反濾、排水、隔斷、補(bǔ)強(qiáng)等作用，一般不受時(shí)間、地理位置、地質(zhì)條件和土質(zhì)條件及土質(zhì)類(lèi)別的限制。不管軟弱層薄厚、軟硬、具備不具備常規(guī)處理方法的條件均可以采用，采用單（多）層土工格柵進(jìn)行處理，也可以與其他一種或多種方法綜合處理，均能達(dá)到軟弱地基整治的目的，使用靈活。是一種良好的工程處理方法，有著廣闊的發(fā)展前景。

2.土工格柵的性能及其砂礫墊層的作用

在G045線(xiàn)新疆賽里木湖—果子溝口第八合同段公路施工中，土工格柵用于軟弱地基處理路段，全線(xiàn)共使用土工格柵11.2km。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和鉆孔取樣試驗(yàn)，上述地段地下水位較高，地基土為新近沉積的淤泥質(zhì)低液限粉土，厚度一般在3~9m，容許承載力30~100Kpa,其各項(xiàng)指標(biāo)是：表層土的含水量在24~28%之間，液限在27.7~31.7%之間，天然密實(shí)度在1.9~2.16g/cm3之間，干密度在1.6~1.75g/ cm3之間，相對(duì)密度在2.70~2.72g/ cm3之間，土的孔隙率比E在0.53~0.85g/ cm3之間，根據(jù)各路段軟基的特性及軟弱層厚度的不同，分別采用以下幾種方法做軟弱地基處理。

（1）軟土層厚度H＜２m,清表30cm整平后，鋪設(shè)一層土工格柵；

（2）軟土層厚度H＜３m，稻田、水塘做表面清淤，回填中粗砂礫鋪設(shè)兩層土工格柵；

（3）軟土層厚度H＞３m，采用擠密砂礫樁處理。

土工格柵是一種高強(qiáng)度的土工合成材料，品種多，質(zhì)量輕，整體連續(xù)性好，抗拉強(qiáng)度大（高達(dá)２００～４００KN/m），延伸性低（僅為板材的１０％－１５％），具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗微生物侵蝕及抗老化等耐久性能，設(shè)計(jì)壽命可達(dá)50年以上，是很好的工程材料，土工格柵與土層之間的作用機(jī)理較為復(fù)雜，還需進(jìn)一步的研究和探索，理論還不成熟。

3.土工格柵施工工藝要求

（1）清表并整平原地面或?qū)⑸暗[墊層整平。

（2）將土工格柵平鋪在整平的原地面或砂礫墊層上，拉筋強(qiáng)度大的方向應(yīng)垂直于路堤軸線(xiàn)，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)拉緊并及時(shí)壓重或固定錨釘，防止筋材移動(dòng)。

（3）土工格柵兩端必須錨固，間距50cm，中間為砂礫墊層，土工格柵沿?cái)嗝驿佋O(shè)，沿路線(xiàn)方向搭接寬度不小于15cm，并用U型錨釘錨固，間距為50cm，中間也用U型釘錨固，其間距為100cm。

4.土工格柵的使用效果

采用土工格柵處理軟弱地基，具有如下特點(diǎn)：

（1）增強(qiáng)了路堤的穩(wěn)定性，有效地防止滑動(dòng)、塌方、沉降等現(xiàn)象的發(fā)生，土工格柵起到加筋作用，有土工格柵參與的加筋路基利用其抗拉強(qiáng)度，延伸率、徐變性等力學(xué)特性，一方面使得土體具有較高的抗剪強(qiáng)度和變形模量；另一方面，使其上部施加的荷載能均勻分布在土層中。也就是說(shuō)，當(dāng)軟弱地基在荷載作用下可能產(chǎn)生剪切破壞時(shí)，土工格柵阻止了破壞的出現(xiàn)，從而提高了地基的承載力。當(dāng)土工格柵收到集中力作用時(shí)，高彈性模量的土工格柵受力后將產(chǎn)生垂直分力，分散和抵消部分荷載，有效地提高地基承載力，能有效提高路基加載速度，縮短工期。

（2)有效提高地基承載力，由于重型機(jī)械在軟弱地基段容易沉陷，路基的壓實(shí)難以實(shí)施，但是砂礫墊層結(jié)合土工格柵后，壓路機(jī)等重型機(jī)械就可以開(kāi)展作業(yè)，通常在未經(jīng)處理的軟弱地基上填筑路基，在一定的填筑高度內(nèi)會(huì)出現(xiàn)“彈簧”狀態(tài)，填土難以壓實(shí)，平整度差，鋪設(shè)土工格柵后，填料容易壓實(shí)，表面也很平整。

（3）土工格柵在提高路基承載力和增加地基穩(wěn)定的同時(shí)，對(duì)不均勻沉降有調(diào)節(jié)作用，減少路基的沉降差異。土工格柵和砂礫墊層共同構(gòu)成比軟土剛度大得多的復(fù)合砂墊，對(duì)上部的荷載起到了重新分布的作用，其滲排水作用又使地基受力趨于均衡，使軟基加快固結(jié)，促成路基均勻沉降，使得路基平順。

5.結(jié)束語(yǔ)

利用土工格柵的高拉伸強(qiáng)度、抗撕裂性、良好的韌性、整體性和徐變形等特性，適應(yīng)軟弱地基的施工條件，利于排水和加快土體固結(jié)，提高地基的抗剪強(qiáng)度，減少路基間不均勻沉降，提高路基穩(wěn)定性，加快施工進(jìn)度縮短工期，降低成本。通過(guò)一年的觀(guān)測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTJ033-95）、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）、公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTJ051-93）