土工合成材料在高速公路路基工程中的應(yīng)用

賈瑞旭

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

土工合成材料在高速公路路基工程中的應(yīng)用

賈瑞旭

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

對土工合成材料的定義、功能及作用進(jìn)行了介紹，論述了該材料應(yīng)用于加筋路堤加筋，臺背路基填土、路基防護(hù)等方面的施工要點(diǎn)，提出了相應(yīng)的施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。

土工合成材料，路基工程，高速公路

1 土工合成材料

1．1 分類

1)土工合成材料是以人工合成的聚合物為原料制成的各類型產(chǎn)品，工程中應(yīng)用的一種新型工程材料的總稱。2)土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復(fù)合型土工合成材料等類型。

1．2 功能與作用

土工合成材料可設(shè)置于巖土或其他工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部、表面或各結(jié)構(gòu)層之間，具有加筋、防護(hù)、過濾、排水、隔離等功能，本文主要介紹土工合成材料在路基填土加筋和路基防護(hù)中的應(yīng)用。

2 在路基工程中的應(yīng)用

2．1 在路基填挖交界處和半填半挖路段中的應(yīng)用

1)結(jié)合忻保高速公路路基橋隧工程某合同段路基工程，在路基填挖交界處和半填半挖路段路基施工過程中，在一定深度下布設(shè)土工格柵，可以提高地基承載力，增加路堤的穩(wěn)定性，減少沉降和控制不均勻沉降。

2)土工格柵夾在土層之中，形成復(fù)合土體結(jié)構(gòu)，在土體重量和活載的作用下，土工格柵和土體相互連接摩擦，提高了土體強(qiáng)度及穩(wěn)定性，加筋路堤的施工原則是應(yīng)能充分發(fā)揮土工合成材料的加筋效果。施工時鋪設(shè)土工格柵的最佳層位使抗拉力盡量接近極限抗拉強(qiáng)度，鋪設(shè)層位按設(shè)計要求進(jìn)行，土工格柵在路基填挖交界處鋪設(shè)方向格柵縱向應(yīng)與路線縱向平行，在路基半填半挖處格柵縱向應(yīng)與路線縱向垂直。施工時必須注意格柵的搭接和錨固質(zhì)量，相鄰搭接長度不小于20 cm，并隨時進(jìn)行檢查，鋪設(shè)土工合成材料的土層表面應(yīng)平整，表面嚴(yán)禁有碎、塊石等堅硬凸出物，應(yīng)緊貼地面，鋪設(shè)過程中不允許出現(xiàn)土工格柵鼓包、斷裂等現(xiàn)象。路基分層填筑并滿足相關(guān)規(guī)范要求，禁止重車輪胎和其他施工機(jī)械在已張緊并定位的格柵上直接碾壓。

3)第一層填料宜采用輕型壓路機(jī)壓實，當(dāng)填筑層厚度超過600 mm后，才允許采用重型壓路機(jī)。邊坡防護(hù)與路堤的填筑應(yīng)同時進(jìn)行。

2．2 臺背路基填土加筋

1)采用土工合成材料對臺背路基填土加筋的目的是為了減少路基與構(gòu)造物之間的不均勻沉降。加筋臺背適宜的高度為5．0 m～10．0 m。加筋材料宜選用土工網(wǎng)或土工格柵，其20℃時抗拉強(qiáng)度(kN/m2)應(yīng)達(dá)到大于6(縱向)和大于5(橫向)，拉伸模量(kN/m)大于100。臺背填料應(yīng)有良好的水穩(wěn)定性與壓實性能，以碎石土、礫石土和砂礫為宜。土工合成材料與填料之間應(yīng)有足夠的摩阻力。

2)土工合成材料與構(gòu)造物應(yīng)相互連接，并在相互平行的水平面上分層鋪設(shè)，在路基頂面以下5．0 m的深度內(nèi)，鋪網(wǎng)間距宜不大于1．0 m。縱向鋪設(shè)長度宜上長下短，可采用緩于或等于1∶1的坡度自下而上逐層增大，最下一層的鋪網(wǎng)長度應(yīng)不小于計算的最小縱向鋪設(shè)長度。

3)臺背加筋的施工程序：清地表→地基壓實→錨固土工合成材料、攤鋪、張緊并定位。分層攤鋪、壓實填料至下一層土工合成材料的鋪設(shè)標(biāo)高，進(jìn)行下一層土工合成材料錨固、攤鋪、張緊與定位。相鄰兩幅加筋材料應(yīng)相互搭接，寬度宜不小于200 mm，并用牢固方式連接，連接強(qiáng)度不低于合成材料強(qiáng)度的60%。臺背填料應(yīng)在最佳含水量時分層壓實，每層壓實厚度宜不大于300 mm，邊角處厚度不得大于150 mm。壓實標(biāo)準(zhǔn)按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。施工時應(yīng)設(shè)法避免任何機(jī)械、外物對土工合成材料造成推移或損傷，并做好臺背排水，避免地表水滲入、滯留。

2．3 路基防護(hù)

一般來說，影響路基穩(wěn)定的因素有工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地面排水條件、地貌和氣候等因素，選擇方案時必須綜合考慮這些因素。土工合成材料在路基中的防護(hù)主要包括：坡面防護(hù)——防護(hù)易受自然因素影響而破壞的土質(zhì)或巖石邊坡;沖刷防護(hù)——防護(hù)水流對路基的沖刷與淘刷。土質(zhì)邊坡防護(hù)可采用拉伸網(wǎng)草皮、網(wǎng)格固定撒草種。巖石邊坡防護(hù)可采用土工網(wǎng)或土工格柵。

1)坡面防護(hù)。

邊坡掛網(wǎng)植草：邊坡高度較大或者坡面較陡時，一般的種草和鋪草皮很容易在暴雨中被地表徑流沖刷，采用掛網(wǎng)植草防護(hù)能較好的解決這一問題，土質(zhì)邊坡防護(hù)應(yīng)做好草皮的種植、施工和養(yǎng)護(hù)工作。施工步驟是：整平坡面;將三維網(wǎng)置于坡面，兩塊格網(wǎng)的搭接長度不小于10 cm，在搭接縫處每隔1 m用固定釘固定，三維植被在坡頂和坡腳均需固定;鋪設(shè)草皮或播散草籽，灑水養(yǎng)護(hù)。施工時要注意三維網(wǎng)植被與坡面貼平，避免翹起而影響防護(hù)效果。

掛網(wǎng)植草作為邊坡表面的保護(hù)層，植物和網(wǎng)格的糾結(jié)作用可使邊坡得到有效保護(hù)，減少雨水對坡面的沖刷，邊坡掛網(wǎng)植草后，草皮能凈化空氣，并吸收噪聲，從而起到良好的環(huán)保作用。

易碎巖面可采用土工網(wǎng)或土工格柵加固。以裸露式或埋藏式兩種方式進(jìn)行防護(hù)施工。巖石邊坡防護(hù)施工步驟是：清除坡面松散巖石，鋪設(shè)固定土工網(wǎng)或土工格柵，噴護(hù)水泥砂漿，巖面排水設(shè)置孔。

2)沖刷防護(hù)。

在土工織物上放置塊石或預(yù)制混凝土塊體為壓重的護(hù)坡結(jié)構(gòu)，適用于預(yù)計可能發(fā)生沖刷的路基坡面。材料宜采用聚丙烯編織型土工織物。土工織物軟體沉排防護(hù)，應(yīng)驗算排體抗浮、排體壓

塊抗滑、排體整體抗滑三方面的穩(wěn)定性。土工模袋是一種雙層織物袋，袋中充填流動性混凝土、水泥砂漿或稀釋混凝土，凝固后形成高強(qiáng)度和高剛度的硬結(jié)板塊。采用土工模袋護(hù)坡的坡度不得陡于1∶1。模袋選型應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計要求和當(dāng)?shù)赝临|(zhì)、地形、水文、經(jīng)濟(jì)與施工條件等確定。土工模袋不允許在沿坡面的分力作用下產(chǎn)生滑動。模袋鋪設(shè)流程：卷模袋，設(shè)定位樁及拉緊裝置，鋪層模袋;模袋鋪層、壓穩(wěn)后，應(yīng)拉緊上緣固定繩套，防止模袋下滑。模袋鋪設(shè)后及時充灌混凝土或砂漿，并及時清掃模袋表面、濾孔和進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3 施工質(zhì)量檢驗

3．1 基本要求

1)土工合成材料質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，外觀無破損、無老化、無污染。

2)在平整的下承層上按設(shè)計要求鋪設(shè)、固定土工合成材料，并應(yīng)按設(shè)計要求張拉、無皺折、緊貼下承層，錨固端施工應(yīng)符合設(shè)計要求。

3)接縫連接強(qiáng)度應(yīng)符合要求，上、下層土工合成材料搭接縫應(yīng)交替錯開。

3．2 施工質(zhì)量資料

1)新型材料的驗收、鋪筑試驗段、施工過程中的質(zhì)量管理和檢查驗收。2)由于土工合成材料大多用于隱蔽工程，應(yīng)加強(qiáng)旁站監(jiān)理和施工日志記錄。

通過以上幾個方面的敘述，簡要介紹了土工合成材料在高速公路路基中的應(yīng)用過程，由于本人施工經(jīng)驗與水平有限，本文只對路基工程施工過程中運(yùn)用土工合成材料的幾個方面進(jìn)行了闡述，希望能給工程建設(shè)者們提供幫助。

On application of geosynthetics in roadbed projects on expressways

JIA Rui-xu

(Shanxi No．2 Engineering Co．，Ltd for Roads and Bridges，Linfen 041000，China)

The paper introduces the definition，the functions and roles of the geosynthetics materials，indicates the materials can be applied some construction points，such as the reinforcement of the embankment，the fillers of roadbeds behind the abutment，and the protection of roadbeds，and points out the respective acceptance standards for the construction quality．

geosynthetics，roadbed project，expressways

U416．1

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.043

1009-6825(2013)10-0127-02

2013-01-30

賈瑞旭(1981-)，男，助理工程師