淺析土工格柵在路基加寬施工中的應(yīng)用

劉艷玲 李營(yíng)軍

摘 要：土工合成材料作為公路施工材料之一，因其高強(qiáng)度、柔性好，且耐腐蝕等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。尤其是土工格柵因其抗拉強(qiáng)度高、延伸率低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于擋土墻、邊坡、路堤等施工。相比傳統(tǒng)加筋擋土墻支擋結(jié)構(gòu)，土工格柵加筋擋土墻在受力上存在極大差異，這對(duì)整個(gè)加筋結(jié)構(gòu)的工作性能影響較大。為此，本文在充分了解土工格柵作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，對(duì)路基加寬施工中土工格柵技術(shù)要點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：土工格柵；路基加寬；作用機(jī)理

1 土工格柵的作用機(jī)理

格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵，當(dāng)作為土木工程使用時(shí)，稱為土工格柵。作為一種獨(dú)特的土工合成材料，相比其他土工合成材料，土工格柵具有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。在公路路基施工中，土工格柵往往作為加筋土結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料的筋材料，一般分為4類：塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和玻纖聚酯土工格柵。土工格柵是在高分子聚合物拉伸后形成的方形格柵板材。劃分標(biāo)準(zhǔn)不同，土工格柵可以分為不同的類型，如按照材質(zhì)進(jìn)行劃分，主要包括2種：塑料土工格柵與玻璃纖維格柵。按照加工方式進(jìn)行劃分，分為單、雙向土工格柵。土工格柵主要適用于路堤、擋墻、軟基等方面，這種技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)路基等結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載力進(jìn)行有效提升。

作為柔性材料，土工格柵能夠承受極大的拉應(yīng)力。在土體的拉伸變形區(qū)域進(jìn)行土工格柵的設(shè)置，可以有效傳遞土的拉應(yīng)力，促使鋼筋成為抗拉構(gòu)件。在荷載作用下，土工格柵與土體之間的摩擦力對(duì)土體側(cè)向變形將起到制約作用。因土工格柵與土體之間粘結(jié)力較高，進(jìn)而提高了抗拉性及剪應(yīng)力。并對(duì)路堤橫斷面、新老路基結(jié)合部的沉降情況進(jìn)行有效改善，避免縱、橫向裂縫的情況的出現(xiàn)。

2 路基加寬施工中土工格柵技術(shù)要點(diǎn)

本文以某公路工程為例，該公路全長(zhǎng)18.5km，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，為雙向四車道。公路沿線途經(jīng)多處不良地質(zhì)路段，其中湖泊眾多，河道交叉，周圍地基主要以沉積淤泥質(zhì)亞黏土為主，且地下水位較高。經(jīng)過技術(shù)人員的實(shí)地勘察，決定采用土工格柵處理軟土地基，利用土工格柵表面與土的摩擦作用和加筋補(bǔ)強(qiáng)作用來約束土體移動(dòng)和下沉，從而使施工條件得到改善，地基承載力大幅高。

2.1 清表壓實(shí)

施工前，應(yīng)將路基范圍內(nèi)的樹木、雜草、白色垃圾等雜物清除干凈，通過抽水泵抽干地表積水或水塘地段，并在路基兩側(cè)開挖排水溝，以便于降低地下水位，然后對(duì)長(zhǎng)期浸水的軟土和淤泥進(jìn)行開挖并運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。完成地表清理后，拋填合格的土方，并將中粗砂在土方表層鋪0.2-0.3cm的厚度，最后壓實(shí)地表。施工人員可選用沖擊壓路及對(duì)原地表進(jìn)行平整壓實(shí)，根據(jù)路基沖擊碾壓施工方案執(zhí)行具體壓實(shí)措施，確保平整度在15mm以內(nèi)，壓實(shí)度在92%以上。

2.2 鋪設(shè)底層土工格柵

施工人員要在平整下承層上全寬鋪設(shè)土工格柵，用木樁將土工格柵鋪設(shè)范圍標(biāo)示完以后進(jìn)行鋪設(shè)施工，鋪網(wǎng)時(shí)從施工路段的一端開始，鋪設(shè)保持垂直路線。土工格柵要求平整順直的進(jìn)行鋪設(shè)，不允許出現(xiàn)坑洼、褶皺或扭曲，且與下承層緊貼，兩側(cè)寬度與路基寬度保持相同，在斜坡鋪設(shè)土工格柵時(shí)要保證具有適當(dāng)?shù)乃删o度。土工格柵鋪設(shè)時(shí)需要將足夠的錨固長(zhǎng)度預(yù)留在路堤兩邊，在壓實(shí)填料面上回折覆裹，回折錨固長(zhǎng)度控制在2m左右，外側(cè)覆蓋一層土，防止出現(xiàn)人為破壞，保障土工格柵的整體性。土工格柵的連接方式可采用搭接法、黏接法或縫接法，縫接法可用交織的高強(qiáng)聚丙烯帶連接相鄰兩幅土工格柵，縫接寬度控制在5cm以上；搭接法一般采用U形釘進(jìn)行固定，搭接寬度控制在大于30cm且小于90cm范圍內(nèi)；黏接法的黏接寬度必須大于5cm，黏接強(qiáng)度超過合成材料的抗拉強(qiáng)度。

2.3 土方填筑

完成底層土工格柵鋪筑后，需要進(jìn)行路基填土，填料需要分層攤鋪、分層碾壓，所選用土方要進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，確保其符合施工要求。為了防止運(yùn)輸車輛調(diào)頭或碾壓后破壞土工格柵，土方填筑可采取滾填方式完成。施工人員可采用輕型推土機(jī)或前置式裝載機(jī)攤鋪土方，根據(jù)土的最大松鋪厚度合理控制土方填筑厚度，其中填石路堤控制在50cm以下，土方路堤控制在30cm以下，隨后通過壓路機(jī)碾壓路基，確保填筑碾壓符合路基土方壓實(shí)的規(guī)范要求。

2.4 上層土工格柵鋪筑

土方填筑碾壓合格后，鋪設(shè)上層土工格柵，上、下層接縫應(yīng)交替錯(cuò)開，錯(cuò)開長(zhǎng)度控制在50cm以上。寬度需要與填土層頂寬保持一致，鋪設(shè)要求及連接方式等同于底層土工格柵鋪設(shè)要求。針對(duì)部分路段需要做沉降觀測(cè)，可在地表埋設(shè)沉降儀，控制路堤填料速率，并對(duì)側(cè)向位移和沉降情況加強(qiáng)觀測(cè)，避免出現(xiàn)路堤失穩(wěn)。

完成上述作業(yè)后，需再將一層土料填筑在其表面，防止被破壞或丟失。填筑該層土方時(shí)必須嚴(yán)格按照路基土方填筑厚度和碾壓要求完成，松鋪厚度控制在30cm以內(nèi)。施工單位可以使用平地機(jī)按層厚攤鋪平整填料，每一填層頂面局部高差控制在10cm以內(nèi)，確保土工格柵緊密內(nèi)貼土面。在填筑完土方后，需要進(jìn)行分層碾壓。施工人員可選用推土機(jī)、鏟動(dòng)機(jī)或壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，壓實(shí)作業(yè)不允許使用羊腳壓實(shí)機(jī)械，防止對(duì)土工格柵造成損壞。碾壓時(shí)堅(jiān)持“從兩側(cè)向中心”的順序，不允許進(jìn)行反向順序碾壓和橫向行駛碾壓，行間保持50cm的重疊，縱向碾壓保持10m左右重疊區(qū)段。

2.5 驗(yàn)收

完成軟土地基處理后，需要按照相關(guān)要求對(duì)填層的密度、地基的壓實(shí)度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合指標(biāo)要求，對(duì)于不達(dá)標(biāo)的路基需要加強(qiáng)碾壓，直至合格后做好邊坡防護(hù)工程，及時(shí)整修邊坡。

3 路基加寬施工中土工格柵質(zhì)量控制

1）按照要求鋪設(shè)、固定平整的下承層，鋪設(shè)時(shí)土工格柵緊貼下承層，嚴(yán)禁出現(xiàn)扭曲、重疊以及折皺現(xiàn)象。

2）材料強(qiáng)度高的方向應(yīng)垂直路基的中心線進(jìn)行鋪設(shè)，土工格柵鋪設(shè)后第一層填料之間的間隔時(shí)間控制在1周以內(nèi)，采用無棱角的細(xì)粒料作為第一層填料，填土?xí)r要從中間向兩邊對(duì)稱進(jìn)行，通過填土來保持土工格柵的受拉狀態(tài)。

3）在土工格柵上卸土?xí)r高度控制在1m以內(nèi)，避免局部出現(xiàn)不均勻下陷，嚴(yán)禁機(jī)械在未壓實(shí)的填料表面走動(dòng)。路基碾壓可選用平碾施工方式，車轍深度控制在5cm以下。鋪設(shè)完土工格柵后需要覆蓋48小時(shí)，避免高溫或強(qiáng)光下出現(xiàn)老化受損情況。土工格柵的上、下填料最大粒徑要控制在路床和路堤范圍粒徑要求以內(nèi)，而且距離格柵層8cm內(nèi)的填料粒徑控制在6cm以下，鋪設(shè)完每層土工格柵和填料后需要對(duì)其平整度、寬度以及厚度進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保其與施工要求相符。

4 結(jié)束語

綜上所述，新老路基搭接是否合理將直接影響到道路改造中路基加寬的質(zhì)量。最常見的方式就是在老路基邊坡上進(jìn)行臺(tái)階開挖或?qū)⑼凉じ駯配佋O(shè)到臺(tái)階上，促使新老路基形成一個(gè)整體，在加寬公路路基時(shí)，因堤身壓密變形與地基沉降等問題，新加寬路基沉降變形情況較為嚴(yán)重，這種情況下，將加大新、舊路基的沉降差。將土工格柵加筋技術(shù)應(yīng)用到公路路基施工中，可以有效降低新、舊路基的沉降量，提高路基的穩(wěn)定性，為公路工程施工整體質(zhì)量的提升提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

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