公路路基加寬土工格柵加筋施工技術(shù)

杜國強(qiáng)

（張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

在公路路基加寬施工中，因新舊路基材料和結(jié)構(gòu)等諸多方面存在差異，很難使沉降達(dá)到協(xié)調(diào)，導(dǎo)致差異性沉降，為后續(xù)的路面施工和使用都造成很大影響。解決這一問題目前最常用的方法為土工格柵加筋，為使該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用達(dá)到理想效果，需要在明確技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，對其施工方法及要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 土工格柵加筋主要優(yōu)勢

在當(dāng)前的路基加寬過程中，普遍引入土工格柵加筋方法，主要是因?yàn)橥凉じ駯乓环矫婺芰己勉暯有屡f路基，使新舊路基形成整體，另一方面，土工格柵具有較長的使用壽命，能使加寬后的路基長時(shí)間正常服役，減少或避免早期破壞。在道路加寬工程中通過土工格柵加筋施工能使土體與土工格柵間形成一定摩擦作用，還能在結(jié)合點(diǎn)與格柵肋條之間產(chǎn)生一定的抗阻作用，從而降低新舊路基結(jié)合處土體發(fā)生側(cè)向變形，最終保證加寬后路基整體質(zhì)量。此外，由于土工格柵存在若干網(wǎng)孔，所以能使網(wǎng)孔中存在的上下層填料形成相互作用，進(jìn)一步鎖定土體，提高土體自身抗彎剛度和抗剪強(qiáng)度[1]。

土工格柵加筋主要具有以下特點(diǎn)：強(qiáng)度大，但蠕變較小，可適應(yīng)多種環(huán)境土壤，與高等級公路建設(shè)或擴(kuò)建要求相符；通過提高作業(yè)面嵌鎖與咬合作用起到增強(qiáng)地基承載力的作用，防止土體發(fā)生側(cè)向位移，使地基始終保持穩(wěn)固；相較于傳統(tǒng)格柵，強(qiáng)度更大、承載力更強(qiáng)，且抗腐蝕性與防老化性良好，施工簡單。

2 工程概況

某既有公路工程原設(shè)計(jì)寬度為24m，由于路段交通量日益增加，經(jīng)常出現(xiàn)交通堵塞。為緩解堵塞，增強(qiáng)通行能力，設(shè)計(jì)將原公路加寬至32m。在路基加寬中，為保證新舊路基整體性和新路基強(qiáng)度，設(shè)計(jì)采用土工格柵加筋對路基進(jìn)行處理。

3 土工格柵加筋施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）土工格柵加筋材料應(yīng)在施工前進(jìn)場，并進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)檢測，經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)后即可在施工中使用。施工中應(yīng)優(yōu)先選擇幅寬較大的土工格柵產(chǎn)品，以便減少搭接，在保證質(zhì)量的同時(shí)加快施工效率[2]。

（2）土工格柵加筋鋪設(shè)開始前應(yīng)先對場地進(jìn)行全面清理，將浮土、雜物和之前遺留的養(yǎng)生膜清除干凈，注意不能存在堅(jiān)硬的突出物，使下承層表面保持平整。之后還要用壓路機(jī)為整個(gè)工作面進(jìn)行穩(wěn)壓，對無法采用壓路機(jī)碾壓的死角，需進(jìn)行人工夯實(shí)。

（3）在土工格柵加筋鋪設(shè)區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的現(xiàn)場放樣，同時(shí)由監(jiān)理人員進(jìn)行檢驗(yàn)，通過后開始后續(xù)工序。為避免出現(xiàn)縱向歪斜，應(yīng)按照格柵的幅寬先在鋪設(shè)區(qū)域劃出白線。

（4）土工格柵鋪設(shè)施工對環(huán)境有一定要求，如氣溫不得低于5℃，風(fēng)力不能超過4級，且沒有雨雪。

3.2 土工格柵加筋鋪設(shè)

（1）將進(jìn)場檢驗(yàn)合格的格柵材料運(yùn)輸?shù)绞┕て鹗键c(diǎn)，嚴(yán)格按照現(xiàn)場的參考線進(jìn)行鋪設(shè)，在起始位置使用插釘?shù)姆椒ㄗ龊脴?biāo)記，然后由人工緩慢向前鋪設(shè)格柵，每鋪設(shè)10m進(jìn)行一次調(diào)直，直至完成一整卷格柵的鋪設(shè)。采用相同的方法繼續(xù)鋪設(shè)下一卷格柵。在鋪設(shè)格柵的過程中，必須將格柵拉直，使其始終保持平順，并與下承層表面緊貼，不可重疊、扭曲和褶皺，同時(shí)還要注意防止由于過量拉伸導(dǎo)致變形甚至撕裂。在大面積鋪設(shè)完成后，還需進(jìn)行平直度調(diào)整[3]。

（2）在接鋪過程中通常以鋪設(shè)段長為卷長，將應(yīng)鋪設(shè)格柵的段落全部鋪滿后，對其鋪設(shè)質(zhì)量進(jìn)行整體檢查，經(jīng)檢查無誤后，開始對下一段進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)過程中，相鄰兩塊格柵之間要根據(jù)規(guī)范的要求做好搭接，具體的搭接方法為利用鐵絲按照之字形進(jìn)行綁扎固定。若需要鋪設(shè)雙層，則必須錯(cuò)開上下兩層的接縫，且錯(cuò)開的長度應(yīng)達(dá)到500mm以上[4]。

（3）格柵鋪設(shè)坡度具體包括縱向坡度與橫向坡度，與路面之間保持平行的搭接部位需使用鐵絲按照之字形進(jìn)行綁扎固定，具體的搭接寬度必須達(dá)到規(guī)范要求。當(dāng)使用U形釘對土工格柵進(jìn)行錨固時(shí)，U形釘?shù)拈g隔距離按1m控制，且應(yīng)呈正方形。錨釘由鋼筋通過彎制而成，其寬度為10cm，實(shí)際錨固深度應(yīng)達(dá)到20cm以上。

（4）將格柵鋪設(shè)并固定好后，應(yīng)先進(jìn)行嚴(yán)格的自檢，具體的檢查項(xiàng)目、要求及頻率為：下承層平整度每200m檢查4處，要求不超過15mm；縱向搭接寬度按總量2%抽查，要求保持在30～60cm范圍內(nèi)；橫向搭接寬度按總量2%抽查，要求保持在30～60cm范圍內(nèi)；接縫錯(cuò)開長度按總量2%抽查，要求達(dá)到50cm以上[5]。

（5）由于長時(shí)間暴露的格柵受陽光暴曬后其性能可能發(fā)生變化，因此應(yīng)將格柵鋪設(shè)完成并經(jīng)過系統(tǒng)檢驗(yàn)確認(rèn)符合要求后盡快填料施工，盡量縮短格柵直接暴露的時(shí)間，通常將暴露時(shí)間控制在48h以內(nèi)。此外，還要杜絕車輛進(jìn)入或停放在鋪設(shè)完成的格柵表面，填土前格柵結(jié)構(gòu)十分脆弱，很容易被壓壞。如果在施工中通過檢查發(fā)現(xiàn)土工格柵發(fā)生損壞，如撕裂、折損或被刺破等，都應(yīng)根據(jù)其損壞程度及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)或直接更換新的格柵。

3.3 不同部位鋪設(shè)方法

3.3.1 陡坡路堤與填挖交界處

該部位所用土工格柵加筋的橫向與縱向抗拉強(qiáng)度都應(yīng)達(dá)到40kN/m以上，在路床的頂?shù)撞糠謩e鋪設(shè)一層。為使土工格柵加筋鋪設(shè)達(dá)到良好的錨固效果，當(dāng)沿縱向進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，需將其錨固到挖方路基中至少5m，而沿橫向進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，需將其錨固到臺階中至少2m[6]。

3.3.2 橋頭臺背

該部位所用土工格柵加筋的抗拉強(qiáng)度應(yīng)能達(dá)到80kN/m以上，且屈服伸長率不能超過10%，具體的鋪設(shè)位置為橋頭路基處理段的路床底部。為避免由于臺背填高較大導(dǎo)致橋頭產(chǎn)生差異沉降從而引起橋頭跳車，需在臺背墻面通過設(shè)置角鋼對格柵進(jìn)行固定。

3.3.3 特殊地基

該部位所用土工格柵加筋的雙向抗拉強(qiáng)度都應(yīng)達(dá)到80kN/m以上，具體鋪設(shè)位置一般為墊層的底部，鋪設(shè)范圍橫向應(yīng)能達(dá)到第一個(gè)臺階的底部和坡腳[7]。

3.3.4 涵洞通道基礎(chǔ)與臺背地基

該部位所用土工格柵加筋的雙向抗拉強(qiáng)度都應(yīng)達(dá)到80kN/m以上。拱涵地基和臺背的格柵鋪設(shè)位置一般為墊層的中間，即先采用碎石鋪筑墊層，然后在這一墊層的表面鋪設(shè)格柵，最后繼續(xù)采用碎石以格柵為基礎(chǔ)鋪筑墊層；對于蓋板涵和臺背，也將墊層的底部作為格柵鋪設(shè)位置，但其墊層類型與拱涵不同，主要采用灰土墊層。當(dāng)在碎石墊層表面鋪設(shè)格柵時(shí)，由于鋼筋釘難以穿過碎石墊層，因此施工中必須保證鋼筋釘質(zhì)量，不能出現(xiàn)彎曲變形。此外，當(dāng)施工中需要移動格柵時(shí)，應(yīng)盡量使用人工移動，因?yàn)槿绻褂眠\(yùn)輸車移動，會在墊層表面產(chǎn)生車轍痕跡，影響墊層平整度，使格柵的鋪設(shè)無法達(dá)到平整，必須采用人工進(jìn)行處理，拖慢施工進(jìn)度[8]。

3.3.5 反濾層與墊層鋪設(shè)

將土工格柵加筋鋪設(shè)結(jié)束后，還需在坡腳處鋪設(shè)一層反濾土工布，其寬度為2.54m，按照1m的寬度進(jìn)行鋪設(shè)，對多余的部分進(jìn)行折疊，以免施工中被刮破。將墊層鋪筑完畢后，在其頂部放開折疊的部分，并使兩者達(dá)到緊密結(jié)合，不能存在破損與空包。完成以上施工并檢查無誤后，用路基填料進(jìn)行覆蓋，并盡快開始路基施工，縮短直接暴露的時(shí)間。在攤鋪碎石以前應(yīng)先撒出碎石的變線和加寬線，同時(shí)將土模立出。在特殊地基處理過程中鋪筑的碎石墊層，其層厚一般為30cm，而在涵洞通道地基上鋪筑的碎石墊層，通常為兩層，總層厚為40cm。墊層所用碎石應(yīng)為連續(xù)級配，粒徑在8～20mm范圍內(nèi)，鋪筑前做好試驗(yàn)檢測。開工前計(jì)算每車材料可以鋪設(shè)的面積，然后嚴(yán)格按量進(jìn)料。墊層鋪設(shè)應(yīng)從作業(yè)面上的入口開始卸料，并將其推平，后續(xù)車輛直接通過鋪筑完成的墊層進(jìn)入，但要注意防止壓到土工格柵。將墊層鋪筑完成后，需借助平地機(jī)對其進(jìn)行精平。墊層的碾壓方案為1遍靜壓加4遍振壓，壓實(shí)檢測方法為沉降差法，當(dāng)沉降差小于5mm時(shí)，視為壓實(shí)度合格。

3.4 施工要點(diǎn)

（1）施工場地必須達(dá)到平整和密實(shí)，且沒有凸出的硬物，以免損壞格柵。

（2）在處理完成并檢查合格的場地表面進(jìn)行土工格柵加筋鋪設(shè)，格柵自身受力方向應(yīng)和路堤軸線方向保持垂直，格柵的鋪設(shè)應(yīng)達(dá)到平整，沒有褶皺，并且要盡可能張緊。鋪設(shè)完成的格柵采用插釘或土石壓住的方法固定，相鄰兩幅格柵之間的連接方法以綁扎搭接為宜，搭接寬度應(yīng)達(dá)到10cm以上。若需要鋪設(shè)雙層格柵，則上下兩層格柵要有足夠?qū)挼腻e(cuò)縫。將格柵大面積鋪設(shè)完成后，應(yīng)進(jìn)行整體調(diào)整，以達(dá)到平直。在格柵的表面蓋上一層填土后，需在碾壓開始前利用人工將格柵再次張緊，此時(shí)力度應(yīng)均勻，確保土體中格柵處在緊繃狀態(tài)。

（3）填料類型根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，根據(jù)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，凍土、沼澤土、生活垃圾、白堊土與硅藻土不可作為填料使用。此外，由于礫類土與砂類土有良好的力學(xué)性能，而且不會受到含水量因素太大影響，所以建議優(yōu)先選用。無論采用何種類型的填料，其粒徑都不能超過15cm，同時(shí)注意對其級配進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證壓實(shí)重量。

（4）鋪設(shè)到位后要盡快開始填料，以完全覆蓋格柵，防止格柵長時(shí)間裸露，格柵最長暴露時(shí)間為48h，如果超過48h未能填料覆蓋，則有可能使格柵性能發(fā)生變化，此時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行鋪設(shè)。填料應(yīng)先在兩端進(jìn)行，使格柵初步固定，然后再向中部不斷推進(jìn)。填料的碾壓按照從兩側(cè)到中間的順序進(jìn)行。在填料碾壓過程中需注意，壓路機(jī)的碾壓輪不能和格柵筋材發(fā)生直接接觸，車輛不可在沒有碾壓完成的加筋體表面行駛和停放，否則會引起錯(cuò)位。當(dāng)填料層總厚度較大時(shí)，需進(jìn)行分層壓實(shí)，具體的分層厚度按照20～30cm的范圍控制，以便更好地保證壓實(shí)度，使其與設(shè)計(jì)要求相符，同時(shí)也決定了整個(gè)加筋施工的成敗，必須引起相關(guān)人員的高度重視。

（5）在實(shí)際的加筋施工中還應(yīng)重視并做好防排水工作，防止坡腳遭到嚴(yán)重沖刷，并在土體的內(nèi)部設(shè)置合理有效的濾水和排水措施。此外，還要在必要的情況下設(shè)置透水管。通過疏導(dǎo)的方式進(jìn)行排水，避免發(fā)生堵塞，如果防排水不到位，將造成很大安全隱患。

（6）采用上述方法鋪設(shè)好第一層格柵后，按照0.2m的厚度填筑中粗砂，其具體施工方法為：由運(yùn)輸車將中粗砂運(yùn)到現(xiàn)場并卸載至路基的其中一側(cè)，然后推土機(jī)進(jìn)場不斷向前推進(jìn)，先在路基兩側(cè)2m以內(nèi)填筑0.1m厚，然后將鋪設(shè)好的第一層格柵材料翻折上來繼續(xù)填筑剩下的厚度，注意不可按照從兩側(cè)到中間的順序進(jìn)行填筑與推進(jìn)，也不可在沒有填筑完畢的格柵表面直接通行各類車輛設(shè)備，確保格柵始終保持平整，沒有褶皺與起鼓等現(xiàn)象，將第一層格柵表面的填料整平后，開始水平測量，確認(rèn)填筑層厚是否均勻，經(jīng)適當(dāng)整平后采用振動壓路機(jī)開始靜壓，靜壓遍數(shù)為2遍。第二層格柵的鋪設(shè)方法和第一層完全相同，將第二層格柵鋪設(shè)好后，按照0.3m的厚度填筑中粗砂，其填筑方法也和第一層完全一致，由壓路機(jī)連續(xù)靜壓兩遍之后，即實(shí)現(xiàn)對基底部位的加固處理。

（7）在邊坡處每填筑完成兩層土就需要在兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行格柵的鋪設(shè)，以此類推，直到路肩表面土以下。將路基填筑完成后，應(yīng)立即開始邊坡整修，同時(shí)在坡腳處采用干砌片石的方法進(jìn)行防護(hù)。此外，除了要在路基兩側(cè)分別加寬0.3m，還應(yīng)預(yù)留一定沉落量，一般為1.5%。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路改擴(kuò)建路基加寬中引入土工格柵加筋能有效避免新舊路基產(chǎn)生差異性沉降，使新舊路基兩個(gè)部分形成一個(gè)整體，從而保證加寬后路基整體性。以上對公路路基加寬中土工格柵加筋施工的具體方法和要點(diǎn)進(jìn)行分析，希望為實(shí)際工程提供技術(shù)參考，使土工格柵加筋技術(shù)應(yīng)用達(dá)到預(yù)期效果。