高速公路路基加寬土工格柵加筋施工技術(shù)

楊小波

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 路基加寬土工格柵加筋施工技術(shù)

1.1 路基加寬概念

由于多年的通車以及風(fēng)吹日曬，路基便會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。在對路基實(shí)施加寬時(shí)，由于新舊路基的沉降程度不同，便會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，進(jìn)而對公路會造成一定程度的損壞。因此，在對路基進(jìn)行加寬時(shí)，必須提高其相關(guān)的施工技術(shù)，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而確保高速公路的施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 土工格柵的作用機(jī)理

土工格柵是一種土工合成材料，它有許多種不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，按照加工方式進(jìn)行分類，土工格柵主要分為兩種類型，分別是單向土工格柵和雙向土工格柵。按照施工材質(zhì)的不同，土工格柵可分為塑料土工格柵與玻璃纖維土工格柵。

土工格柵又是一種柔性材料，它可以承受很大的拉力。由于土體很容易發(fā)生變形現(xiàn)象，在土體中設(shè)置土工格柵，可以很好的將拉力傳遞到鋼筋上，進(jìn)而減少土體變形現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時(shí)，土工格柵與土體結(jié)合后具有較強(qiáng)的黏結(jié)力，此種粘合力可以有效的解決路面沉降、斷裂和塌陷的問題。

1.3 土工格柵加筋技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用

其一，由于新舊路基的沉降程度不同，利用土工格柵加筋技術(shù)可降低其沉降程度，從而有助于提高高速公路路基方面的穩(wěn)定性，也有助于提高公路施工工程的質(zhì)量。

其二，由于土工格柵是一種柔性材料，可以承受很大的拉力。因此，在路基沉降造成的土體變形現(xiàn)象中，土工格柵可在土體的變形區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，充分發(fā)揮其拉力作用。

其三，由于土工格柵與土體結(jié)合后，兩者之間所產(chǎn)生的黏結(jié)力，其力度十分的強(qiáng)勁，在對于降低道路裂紋現(xiàn)象的產(chǎn)生中具有一定的效用。

1.4 路基加寬的施工方案

在進(jìn)行路基加寬時(shí)，它的主要施工方案包括施工準(zhǔn)備、基底處理、路基加寬、補(bǔ)強(qiáng)措施四個(gè)方面。其中，路基加寬補(bǔ)償措施又分為鋪設(shè)沉積物和沖擊夯實(shí)兩方面。在鋪設(shè)沉淀物時(shí)，由于新鋪設(shè)的路基和已經(jīng)鋪設(shè)的路基之間由于沉降程度的不同會產(chǎn)生一定的高度差。由此，土工格柵的設(shè)置可根據(jù)路填土高度來確定。在實(shí)施路基加寬時(shí)，填土高度一般在1.5～10 m之間，土工格柵在路基的頂部和底部共設(shè)置三層；當(dāng)填土高度大于10 m時(shí)，則需要另在頂部設(shè)置三層，中部設(shè)置三層。同時(shí)，土工格柵設(shè)置的寬度可根據(jù)加寬寬度來進(jìn)行，一般來說，土工格柵優(yōu)先選擇雙向土工格柵。

另外，由于路基本身的壓實(shí)度和路基的沉降有關(guān)，而沖擊夯實(shí)則是將路基沉降和壓實(shí)度合為一體，使二者都達(dá)到降低值的最小化，進(jìn)而達(dá)到減小裂縫產(chǎn)生的目的。此外，沖擊壓實(shí)可以補(bǔ)強(qiáng)路基，進(jìn)而在一定程度上可于提高加寬路基的壓實(shí)度。

2 高速公路路基加寬土工格柵技術(shù)參數(shù)

隨著時(shí)代地發(fā)展，科技的不斷的進(jìn)步，公路作為地面上連接地區(qū)與地區(qū)之間的通道，高速公路的建立與擴(kuò)建是必不可少的。這其中主要常見的還是對于高速公路方面的拓寬需求。因此，對于高速公路的修建方面不僅要掌握其修建技術(shù)，更要增強(qiáng)高速公路路基的加寬的施工力技術(shù)與施工成效。只有達(dá)到這兩方面的技術(shù)能力要求，才能確保高速公路修建的總體質(zhì)量總體成效。

高速公路路基加寬與土工格柵技術(shù)的技術(shù)參數(shù)主要有兩個(gè)方面，其一是怎么樣創(chuàng)建模型，其二是橫坡比。在模型的建立中，土層的計(jì)算參數(shù)需要根據(jù)規(guī)定的土層技術(shù)表來進(jìn)行建立。由此，便需要考慮地基與土層的關(guān)系。建設(shè)原有路基面是雙向四車道，在路基加寬時(shí)，改用為雙向八車道，這就需要選用半結(jié)構(gòu)模型，并且根據(jù)土層計(jì)算參數(shù)表來決定具體的參數(shù)。在橫坡比方面，一般考慮橫坡比對路面的影響。新老路基的橫坡比較大時(shí)，路面就會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，進(jìn)而對往來的車輛安全會造成一定的安全隱患。因此，我們在進(jìn)行公路路基加寬土工格柵時(shí)要注意對橫坡比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，由此可以起到在一定程度上減小橫坡比對的公路路基加寬方面的影響。

3 土工格柵加筋的效果分析

3.1 彈性模量的影響

新老路的沉降問題受到土工格柵的彈性模量的影響，一般來說，彈性模量有四個(gè)選值，分別是0.1、0.5、1、2 GPa。路基表面最大沉降量與格柵模量的關(guān)系是確定的折線圖，當(dāng)拉伸模量為0.5時(shí)，新路基的最大沉降量時(shí)-0.10，當(dāng)拉伸模量是1.0時(shí)，新路基最大沉降量是-0.06～0.07中間，當(dāng)拉伸模量變化到2.0時(shí)，新路面的最大沉降量有所升高，但是不超過-0.05。橫坡比與土工格柵的彈性模量也是固定的取值。由上述兩個(gè)固定的表可知，土工格柵的彈性模量從0.5 GPa增大到1 GPa時(shí)，最大沉降量由10.3 cm減小到了6.8 cm，橫坡比由6‰降到了3‰。隨著彈性模量的增加，開始時(shí)加筋效果有明顯的提高，但是隨著土工格柵彈性模量的不斷增大，加筋的效果提升的就不那么明顯了。因此，新路基各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最佳效果時(shí)，土工格柵的彈性模量應(yīng)為1 GPa。

3.2 加筋層數(shù)的影響

在確定了土工格柵的彈性模量時(shí)，最佳應(yīng)為1 GPa，加筋層數(shù)由兩層加到四層路基表面的沉降與格柵層數(shù)也由固定的圖表來表示，加筋兩層時(shí)，在距老路中心20 m時(shí)，路基的表面沉降可達(dá)到-0.07 m，加筋層數(shù)增加到三層時(shí)，同樣在距老路中心20 m處，路基表面的沉降達(dá)到了-0.05 m，而當(dāng)加筋層數(shù)達(dá)到了四層時(shí)，在20 m距中心距離處，路基表面的沉降距離上升到-0.04 m。根據(jù)上述兩個(gè)表，基本可以得出結(jié)論，當(dāng)加筋的層數(shù)由二層增加到了三層時(shí)，路基表面的沉降量由6.5～4.5 cm，橫坡比也相應(yīng)的從千分之3.3減少到千分之2.3，加筋的效果得到顯著的變化，但是加筋層數(shù)增加到四層時(shí)，加筋的效果則不再進(jìn)行變化。因此得出結(jié)論，最佳的加筋層數(shù)應(yīng)為三層。

3.3 長度的影響

當(dāng)土工格柵的彈性模量達(dá)到1.0 GPa，加筋的層數(shù)達(dá)到三層時(shí)，土工格柵的長度變化也會依次分為三個(gè)檔次，分別是8 m全鋪，6 m和4 m半鋪。根據(jù)橫坡比與土工格柵長度、路基表面沉降量與土工格柵長度的關(guān)系，可得出：土工格柵在8 m全鋪時(shí)，沉降量的最大值為4.6，6 m時(shí)，最大值為5.7和4.5 m鋪時(shí)，路基表面的沉降量為7.2 m。由此可見，一般情況下選擇格柵全鋪的方法，是最佳的鋪設(shè)方法。

4 路基加寬土工格柵加筋的施工流程

4.1 準(zhǔn)備階段

在進(jìn)行高速公路路基加寬土工格柵之前，需要全面的了解該高速公路的基本情況，比如建成時(shí)間，巖土類型，所在地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境與氣候情況等。除此之外，還需要了解高速公路的路基所存在的實(shí)際問題，尤其是已經(jīng)出現(xiàn)的問題，比如發(fā)生過坍塌事故等。另外，實(shí)地的勘察工作也是必不可少的，比如，高速公路路基的軟土地基位置，只有通過實(shí)地勘測才能尋找出來。充分的掌握公路的基本情況，了解新舊地基的地質(zhì)條件，初步確定施工材料問題，都可以為路基加寬土工格柵設(shè)計(jì)方案提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

4.2 施工階段

正式開始施工的第一個(gè)步驟就是放樣，要精確的找出路基的破線在保證設(shè)計(jì)寬度的前提下，左右在增加0.5 m，加土并進(jìn)行壓實(shí)，如遇不平整的地方，還需要進(jìn)行人工壓實(shí)。

第二步是進(jìn)行格柵的鋪設(shè)，在鋪設(shè)的過程中，需注意格柵的各個(gè)方向的受力是否相同，但是其中橫向的搭接長度和縱向的搭接長度是不同的，一般來說，縱向的搭接長度必須控制在15～20 cm之內(nèi)，橫向的搭接長度則需要控制在10 cm之內(nèi)。同時(shí)，搭接的位置需要用塑料帶進(jìn)行綁扎，并且利用U型釘將其固定在地面上。在搭接完成后，要及時(shí)的對已鋪設(shè)的土工格柵進(jìn)行土料的回填。

第三步是填料的攤鋪和壓實(shí)。在完成格柵的鋪設(shè)之后，最重要的是要保證道路的平整性，一旦出現(xiàn)路面不平整，工程就毀于一旦，因此為了避免出現(xiàn)路面不平整的問題，就必須要遵循平整性原則。道路在進(jìn)行填充時(shí)，極易產(chǎn)生道路不平，甚至出現(xiàn)縱向傾斜的現(xiàn)象。因此，解決此類問題的方式是在鋪筑層進(jìn)行掛線，用鐵釘固定之后，再進(jìn)行填料的攤鋪與壓實(shí)。

第四步是排水措施的修建。公路的排水措施很重要，尤其是在夏季雨水充沛的時(shí)期，如若雨水的排水不及時(shí)就夠構(gòu)成路面積水現(xiàn)象，進(jìn)而會對道路交通構(gòu)成阻礙與安全隱患。因此，土工格柵技術(shù)需要做好路基的排水工作，在土體內(nèi)設(shè)置濾水，排水措施，提高路基的排水成效。

5 結(jié) 語

在高速公路規(guī)模不斷發(fā)展的需求下，高速公路路基的加寬土工格柵技術(shù)也在實(shí)際中不斷的應(yīng)用了起來，在土工格柵加筋技術(shù)中，首先需要明確土工格柵加筋的作用機(jī)理，了解土工格柵加筋技術(shù)的參數(shù)，再具體的參照公路的真實(shí)情況來進(jìn)行路基加寬步驟，才能最大程度的實(shí)現(xiàn)高速公路路基加寬工程的實(shí)際效用。