土工隔柵加固軟土路基的技術(shù)分析

【摘 要】隨著我國高速公路建設的蓬勃發(fā)展，作為加固軟土地基的土工隔柵得到了越來越廣泛的應用。本文首先對土工隔柵加固軟土路基作用機理做了概述，然后結(jié)合具體工程案例詳細闡述了土工隔柵加固軟土路基的技術(shù)要點。

【關(guān)鍵詞】土工隔柵；軟土路基；錨固鋼筋；回填；壓實

一、土工隔柵加固軟土路基作用機理及技術(shù)要求

（一）作用機理

土工隔柵作為一種新型的巖土工程材料，質(zhì)地柔軟、重量輕，其整體連續(xù)性好、抗拉強度高、耐腐蝕并且抗微生物侵蝕。使用土工隔柵來加固軟土地區(qū)路基，施工方便、造價低。土工格柵能與土很好地結(jié)合，將其至于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，依靠織物筋材的抗拉特性，通過它與周圍土體間的摩擦和嵌固作用，改變了加筋土體內(nèi)部應力場及位移場的分布，從而提高地基承載能力、減小路基的不均勻沉降并使路堤的穩(wěn)定性得到提高。具體來說，其作用機理有以下三點：

1.土工隔柵加筋使土體位移場產(chǎn)生了顯著的變化。軟土地基通過土工隔柵加筋有效地限制了地基淺部土體的水平位移，特別是加筋使地表的最大水平位移不發(fā)生在堤趾處，對路堤填筑施工監(jiān)測有一定借鑒意義。并且，加筋使得地基土最大側(cè)向位移發(fā)生位置移向地基深處，從而增加了滑動體的抗滑力，使路堤的穩(wěn)定性得以提高。

2.加筋對于減小和均衡沉降有一定的作用，使路堤的變形更趨向于整體下沉。

3.加筋的效果主要是通過約束堤底地表水平位移來實現(xiàn)的，通過約束堤底地表位移來改變軟土地基中的應力場和位移場，從而達到減小位移和提高承載力的目的。

（二）技術(shù)要求

1.新建地段：當邊坡高度6m≤H<8m時，全坡面鋪設幅寬2.5m的雙向土工格柵；H≥8m時，全坡面鋪設幅寬5.0m的雙向土工格柵，且當H≥12m時間隔3.0m需全斷面滿鋪設幅寬4～5m的土工格柵，邊坡土工格柵各層間距離均勻0.6m，鋪設后格柵邊緣距坡面垂直距離為0.6m。

2.與既有線并行幫寬地段：當幫寬寬度小于2m時，于每一臺階面處鋪設雙向土工格柵。邊坡高度3m≤H<6m時，鋪設幅寬2.5m的雙向土工格柵；H≥6m時，鋪設幅寬4～5m的雙向土工格柵。邊坡土工格柵各層間距離為0.6m。

二、工程概況

某高速公路其中的一個標段存在兩段陡坡，在這兩段陡坡的路基施工中采用了土工格柵技術(shù)對路基進行加固處理。該段陡坡的路基填筑高度達到23m，在工程中屬于軟土地基上高填方、高陡坡路堤。路基中的淤泥沉積厚度達到5～6m。因此在施工中，應采取措施提高地基的承載力，并減少路基的工后沉降。根據(jù)工程的實際情況，經(jīng)過分析，本工程采用土工格柵技術(shù)進行處理。土工格柵采用的是單向拉伸高密度聚乙烯土工格柵。在填筑厚度8m、16m以及20m處分別設置土工格柵，從而確保路基的承載力和穩(wěn)定性。

三、土工隔柵加固軟土路基的技術(shù)分析

（一）施工準備工作

1.土工格柵材料的準備和要求。

在鋪設施工之前應對土工格柵進行檢查，如有發(fā)現(xiàn)皺折的地方，需要采用機械或者人工拉平的方式進行整平。施工中所采用的填料應滿足的要求為：

（1）透水性應滿足要求，同時應確保填料的摩擦角在30度以內(nèi)，如有必要應在施工現(xiàn)場對填料進行土工試驗以確保滿足要求。

（2）填料中應確保能夠損傷塑料土工筋帶的部分的含量滿足要求，比如說具有尖銳棱角的部分，通常情況下其含量應控制在填料總量的15%以內(nèi)。

（3）填料的最大粒徑應滿足要求，一般應控制在100mm以內(nèi)。

2.臺階開挖。

地面橫坡陡于1：5的段落，先清除表面浮土后再開挖臺階，土質(zhì)路段臺階寬不小于2m，石質(zhì)路段臺階寬不小于1m。在挖方段路面底下開挖結(jié)合槽，土質(zhì)路段下挖0.8m，石質(zhì)路段下挖0.5m。在距雙向土工格柵10cm以內(nèi)的填土材料，其最大的粒徑不得大于6cm過渡區(qū)和結(jié)合槽部位材料采用最大粒徑10cm、級配良好的砂礫土，壓實密度不小于96%。同時鋪設雙向土工格柵前，對層面進行平整，嚴禁有碎石、塊石等堅硬凸出物。

（二）施工工藝

1.錨固鋼筋布置。

錨固鋼筋應按梅花型布置，橫向填挖結(jié)合部處理段：縱向鋼筋間距為300cm，橫向間距為100cm，呈4排布置；縱向填挖結(jié)合部處理段：橫向鋼筋間距為300cm，縱向間距為100cm，呈4排布置。每一層格柵搭接長度為50cm，搭接點用鐵絲固定，上下層格柵應錯開2.5m。鋪設雙向土工格柵時，應平順、不能褶皺，在挖方側(cè)應進行有效的錨固，錨固鋼筋由Φ10圓鋼筋彎制而成。在土質(zhì)挖方段錨固鋼筋長度應大于30cm，在石方挖方段錨固鋼筋不小于20cm。對于部分陡坎路段可適當增加格柵層數(shù)，其錨固長度長度不小于1m。

2.基床開挖。

在基床開挖施工中，需要特別注意的是基床開挖應確保滿足設計和施工要求，同時在基坑中應做好防水和排水的措施，以減少水的不利影響。當基床開挖平整壓實完成，經(jīng)過檢測確保合格之后即可進行砂礫墊層的鋪設，其厚度應控制在30cm。砂礫墊層鋪設完成之后應及時進行找平處理，墊層表面局部允許高度差應控制在10cm以內(nèi)。

3.土工隔柵鋪設。

砂礫墊層鋪設完成之后，即可開始進行土工格柵的鋪設。首先根據(jù)設計要求進行地層加筋格柵的裁剪，接著按照設計圖紙的要求進行鋪設。在坡面外格柵應預留出一定的長度以用于進行反包。在土工格柵鋪設過程中，需要特別注意是，土工格柵的受力方向應沿著縱軸方向進行鋪設。土工格柵沿著主要受力方向不宜設置接頭縫。

當進行土工格柵的鋪設時，應按照設計圖紙中所設定的位置、長度和方向進行。沿著路線方向的搭接寬度應控制在10cm。鋪設完成之后，采用U字型釘進行托進行土工格柵的固定，U型釘?shù)拈g距應保持合適的距離。通過U型釘?shù)墓潭梢苑乐乖谔盍鲜┕ぶ型凉じ駯懦霈F(xiàn)移位的問題。土工格柵沿著非主要受力方向的接縫采用尼龍繩進行綁扎，無需設置搭接。綁扎的間距應控制在1m。

4.回填。

當土工格柵按照要求鋪設完成之后，應及時進行回填施工。土工格柵的暴露時間不宜過長，以防遭受太陽暴曬而出現(xiàn)老化的問題。在回填施工中，所采用的填料最大粒徑不應超過碾壓層間的1/2。在進行填料施工中，首先應先進行土工格柵兩端的填筑，并形成縱向的站臺或交通道，然后應依次擴大回填的范圍。在填料的回彈施工過程中，已完工的土工格柵上禁止車輛通行。

5.壓實找平。

當填料回填碾壓完成之后，其表面應采用機械或人工的方式進行找平，并嚴格控制高差，通常情況下局部的高差應控制在5cm以內(nèi)。當進行碾壓施工時，應按照從兩端向路中心的順序進行碾壓，不得出現(xiàn)方向碾壓的現(xiàn)象。壓路機應順著路堤的縱向行駛，不得沿著橫向進行行駛。當每層碾壓完成之后，均應對其壓實度進行檢查，本工程的壓實度的要求與一般路堤的要求一致。

（三）施工中應注意的問題

1.當進行壓實施工時，應確保平整，同時應將尖刺突起物清除。當進行土工格子的鋪設時，應沿著其主要受力方向進行鋪設，鋪設應確保平整。當填料填蓋之后，在碾壓之前應再次對土工格子進行繃緊處理，使得土工格柵處于繃直受力狀態(tài)。

2.回填材料不得采用凍結(jié)土、沼澤土以及生活垃圾等。通常情況下應優(yōu)先采用礫類土和砂類土，這是因為其力學性能穩(wěn)定，同時受含水量的影響較小。

3.當土工格柵鋪設完成之后，應及時進行回填，并按照先兩端后中間的順序進行。在進行碾壓施工時，壓輪不得直接與筋材接觸。不得允許車輛在未經(jīng)壓實的加筋體上行走。

4.在加筋土施工過程中，應根據(jù)要求做好墻體內(nèi)外的排水處理。邊坡應做好防護處理以方便雨水和路表水對坡腳造成沖刷破壞。在土體內(nèi)部應設置濾水和排水措施，必要時，應設置土工布和透水管以加強土體內(nèi)部的排水效果。采取疏導的方式進行排水，不得出現(xiàn)堵塞的問題，否則可能會埋下安全隱患。

四、結(jié)語

綜上，土工格柵在公路軟土路基中應用可以有助于提高地基的承載力、增強地基的穩(wěn)固性能，并且能夠有效的減小土體的側(cè)向位移。從本工程實施效果表明，土工格柵具有強度大、承載力強、耐久性強，同時施工方便，使用壽命長度等優(yōu)勢，可有效地應用于同類工程當中。

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