土工格柵在路基工程中的應(yīng)用

崔建平

摘要：公路、鐵路建設(shè)隨著我國經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展，作為撐起國民經(jīng)濟發(fā)展重要的交通運輸線，在工程質(zhì)量和通車?yán)锍躺隙嫉玫劫|(zhì)的飛躍，對我國經(jīng)濟的發(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，對路基的要求就更高。本文對土工格柵在路基填方中的應(yīng)用開展詳細(xì)的闡述，為我國公路、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)定性和強度不足造成的。因此，路基工程中的中心問題是路基的整體穩(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)帶來了很大的挑戰(zhàn)，在建設(shè)過程中，大量的土石方工程，也改變了沿線的自然狀態(tài)，對道路通過區(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）是一種開孔的網(wǎng)格，這種網(wǎng)格通過定向拉伸而形成的平面網(wǎng)狀，其特征是強度較高。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)過一系列的熱熔、擠出拉伸處理形成。在制造土工隔柵的過程中，通過定向拉伸，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、抗拉強度高、變形小、延伸率低是土工格柵獨特的優(yōu)點，并且土工格柵在耐堿、耐酸、耐腐蝕和抗老化等方面也獨具優(yōu)勢。

2 土工格柵的功能及特點

2.1 加筋作用。由于土工格柵在抗拉強度和張拉模量方面獨具優(yōu)勢，憑借自身的物理特性土工格柵能將荷載和應(yīng)力進(jìn)行均勻的擴散。對瀝青結(jié)構(gòu)層來說，其徐變作用在一定程度上可以有效降低，進(jìn)而防止瀝青面層開裂；對軟弱地基而言，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 土工格柵的抗拉強度在高摩阻力的作用下不斷增強，一定程度上增強了網(wǎng)面層在結(jié)構(gòu)層材料的剪切強度以及整體性。

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，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，鞏固和強化了顆粒材料間的壓實作用。

2.5 強度大，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、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，它的施工過程非常方便，操作簡單，這就大大的縮短了工期，降低了費用成本。

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)向移動的作用。

2.8 老化速度慢，壽命長，具有耐酸、堿性，耐腐蝕性。對于塑料土工格柵來說，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，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)過縱向拉伸而形成的格柵構(gòu)成單向土工格柵，對于單向土工格柵來說其單向抗拉強度較強；經(jīng)過縱橫兩個方向拉伸而形成的格柵成為雙向土工格柵，土工格柵的抗拉強度在兩個方向都比較高，對于雙向土工格柵來說，其網(wǎng)孔形狀有矩形、菱形、六邊形等，其強度也有所不同，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)計時主要依據(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，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，土工格柵的設(shè)計結(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。在設(shè)計土工格柵時要保證其具有足夠的強度，對材料的頂破強度、握持抗拉強度、延伸率、刺破強度、撕裂強度等性能進(jìn)行核算。

施工土工格柵的具體流程為：檢測、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。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)確無誤。精確的施工放樣有利于之后對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。施工放樣之后要對路基表面進(jìn)行清理，清理路基范圍內(nèi)的雜草、樹根、雜物、腐殖土、松軟土等雜質(zhì)，清理完畢之后對整個場地進(jìn)行平整。在對基底土清理平整之后還要按照路基施工原則利用振動壓路機或是重型輪胎壓路機進(jìn)行碾壓夯實，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)行壓實處理保證壓實效果符合要求。除此之外還要注意鋪設(shè)時搭接長度要嚴(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，每80cm就要鋪設(shè)一層土工格柵；當(dāng)填方高度在20m以下時，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進(jìn)行填土碾壓，不要讓土工格柵長期暴露在陽光下或是其他有腐蝕性環(huán)境下，這樣會降低其使用性能。

4.3 對鋪設(shè)好的土工格柵進(jìn)行錨固?？梢岳肬型釘對鋪設(shè)好了的土工格柵進(jìn)行錨固處理，錨固時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要留有一定的松弛度，防止石塊引起土工格柵的變形過大。

5 結(jié)束語

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，延長基層的疲勞壽命。將土工格柵應(yīng)用在道路改建過程中，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展、延長公路的使用壽命。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方式等是新建路面、改建路面過程中需要解決的問題。

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