土工格栅技术在高速公路路基施工中的应用

土工格栅技术在高速公路路基施工中的应用

土工格栅技术在高速公路路基施工中的应用卫万荣(山西平阳路桥有限公司，山西临汾041000)摘要：在公路路基工程施工过程中，土工格栅是一种常用的路基处理技术，具有耐高温、伸长率低、强度高、寿命长、耐腐蚀性佳等优点，在提高路基稳定性、防止路基下沉方面具有显著的优势。本文以实际工程为例，首先对土工格栅技术的优势进行了分析，然后对土工格栅技术的施工技术进行了分析，以期为同类工程提供借鉴与参考。关键词：高速公路；路基施工；土工格栅技术中图分类号：U416．1文献标志码：B文章编号：1672—4011(2017)06—0108—02DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2017．06．055O前言土工格栅作为一种新型的土工复合材料，具有施工方便、土石结合效果好、延伸率低等优点，在提高土体稳定性、改善土体工程性能方面具有显著优势。通过在公路路基工程施工过程中应用土工格栅，可以使地基的承载力显著提升，控制路基不均匀沉降。1工程概况临候高速公路工程位于山西境内，年平均降雨量在550mm左右，最大降雨量为830mm。该段软土路基比较多。地基力学性质差，具有易受扰动、强度低、天然含水量大等特点。根据本工程的情况，设计采用土工格栅技术对公路路基进行处理。本文以此工程为例，对土工格栅技术在高速公路路基施工中的应用进行了分析和探讨。2土工格栅应用原理道路工程建设中，土工格栅的作用有加筋、防渗、排水、保护等。土工格栅的引入可大大节约原材料、节约成本、简化后期保养流程、增加道路工程使用寿命，实现经济有效的目标。土工格栅的特点是抗拉强度高、蠕变少、延伸率小(不超过3％)、有效嵌锁、咬合土体，可直接作用于软土地基，降低土体侧向移动，避免因土体不均匀沉降给地基造成影响，可有效提升地基的承载力以及整体性能⋯。对于双向加筋复合格栅，其拉力主要是由纵横交错的高强度钢丝承载，低应变作用下可形成高的抗拉模量，纵横向钢筋共同作用，充分体现格栅的土体嵌锁性。格栅生产时，需对材料的表面进行严格处理，压制形成粗糙花纹，以此提升格栅表面的粗糙度，增大格栅和土体之间的摩擦系数。格栅由纵、横向钢丝肋条绘制成网，外包裹层也是一次成型，通过钢丝和外包裹收稿日期：2017—03—29作者简介：卫万荣(1977一)，男，山西临汾人，本科，工程师，主要从事公路工程施工工作。·108·层的相互作用，降低了格栅的破、断及伸长率，控制在3％内，降低了蠕变量。此外，土工格栅中含有高密度聚乙烯，有效防止格栅受酸、碱、盐、油类溶液的侵蚀，以及水溶解或微生物的作用。3土工格栅的施工工艺3．1土工格栅材料对于本路段路基加固所选的土工格栅，其材料要求详见表1。格栅铺设前需认真校验格栅材料，一旦发现皱折，需及时采取相关措施处理，借助机械或人工进行整平。回填料需符合：①透水性良好，且填料摩擦角不超过30。，若需要可在现场开展土工格栅的回填试验，保证其满足需求；②填料需保证不会损坏塑料土工筋带成分的含量达标，如含有尖锐棱角的成分，一般其含量不超过填料总量的15％；③填料最大粒径需达标，通常不超过100mm。对于地面横坡高于1：5的地段，需先清洁表面浮土，后进行台阶的开挖，土质路段控制台阶宽超过2m，石质路段控制台阶宽超过1m。结合槽开挖时，土质路段和石质路段下挖深度分别为0．8m和0．5m。双向土工格栅10cm范围内，填土材料粒径不超过6cm，过渡区和结合槽处填土材料选用最大粒径为10cm、级配好的砂砾土，压实度≥96％。双向土工格栅铺设前期，需进行表层的平整处理，杜绝出现碎石、块石等凸出物。此外，为防止公路路基的不均匀沉降引起路面开裂，对于特殊路堤在进行填筑施工时需特殊处理。表1土工格栅材料要求综合工程实践项目，对于地基条件良好，高填方路堤和原地面横坡高于1：2．5，且边坡高度超过8m的填方路堤，路面底下需布设3层土工格栅；对于纵、横向填挖结合处，且横坡高于1：5，需进行适当的错台开挖，控制错台宽度／>3m，形成内倾2％～4％的横坡形式；边坡高度超过8m，且原地面横坡高于1：2．5，需在填挖结合处，借助级配较好的沙类土回填，进而构成过渡区，并于路面底下布设3层土工格栅，控制格栅渗入挖方深度／>4m，若衔接处填方路堤也存在3层土工格栅，可进行通拉铺设，若无土工格栅，则其渗入填方段≥15m；若填挖结合处是土质挖方，则土质路床一定要挖出并进行换填，并于纵向过渡处，在交界处下方布设横向砂砾石渗沟。3．2锚固钢筋的布设锚固钢筋呈现梅花形布局，对于横向填挖结合处的处理：控制其锚固钢筋横、纵向间距分别为100cm和300cm，n共4排；对于纵向填挖结合处：控制其锚固钢筋横、纵向间距分别为300cm和100om，共4排旧o。每层格栅的搭接长度控制在50om，以铁丝进行搭接点的固定，上、下层格栅需保持2．5m的错开。双向土工格栅在铺设时，需严格保证其平整度，无褶皱，需对挖方侧采取有效锚固处理，4,10圆钢筋弯制形成锚固钢筋，锚固钢筋样图见图1。土质挖方处的锚固钢筋长度超过30cm，石方挖方处的锚固钢筋超过20em。针对某些陡坎路段，格栅层数可稍微增多，锚固长度不得低于1m。土质挖方。[舻qp图1钢筋锚固大样图／cm3．3基底的开挖施工基底开挖时，严格按设计要求和相关规范开展基底的开挖施工，并按照相关要求完成基坑的防水和排水处理。基床完成开挖施工后，需对基坑底端开展压实，并进行平整处理。后在基坑底端上铺设厚300mm的砂砾垫层。完成垫层的铺设后，再次进行表面平整度的处理，并严格控制表面的高度差，不能超过100mm。3．4铺设土工格栅按照设计方案的需求，制作底层加筋格栅。然后在规定位置处的砂砾垫层上铺设制做好的土工格栅。于坡面处按照设计需求预留一定长度的格栅，便于后期的翻卷施工。土工格栅铺设过程中，要严格保证土工格栅纵轴向和路堤横断面方向相同，路堤横断面方向为整个路堤的主要受力方向。一般，土工格栅主要受力方向上严禁布设接头缝，土工格栅铺设前期，需严格校验铺设材料的规格和性能，确保其满足设计需求‘31。对于下垫层砂，必须保证其级配良好，控制含泥量在3％内，且不掺杂有机质、垃圾等物质。砂垫层严格按照设计要求分层施工，控制压实厚度在15—20cm。土工格栅铺设过程中要保证土工格栅始终处于绷紧拉挺状态，无褶皱、损坏，幅宽为5m，严格对齐，纵向搭接宽度不低于20cm，搭接处选用低延伸率的尼龙绳进行连接，然后再铺设砂垫层或砂砾垫层。路基两侧需回折2．5m再铺设，并及时进行填筑覆盖。具体的格栅搭接见图2。图2土工格栅搭接图／cm3．5填土施工待完成格栅的铺设施工后，需马上开展填土施工。填筑顺序是“先两边，后中间”对称开展，严格杜绝先进行路堤中端的回填施工。填料时，严禁直接将料卸放于土工格栅上，必须要将料卸放于已铺设完的土面上，卸土高控制在1m内。杜绝任何车辆直接在铺设的土工格栅行驶，可沿着路堤方向行驶。控制土工格层距上、下侧的距离为8cm内的回填土料的粒径，不超过6cm。3．6格栅翻卷当第一层填土厚度接近预设值，并碾压的密实度达标后，翻卷回包2m格栅，并和上一层土工格栅紧密绑扎，借助人工进行修整锚固，于翻卷端的外侧布设厚1m的培土，以此来实现对格栅的保护。3．7注意事项整个土工格栅施工过程，要格外注意防水、排水的处理；压实施工过程要保证压实面的平整度，及时清理尖刺突起物；铺设土工格子时，需顺着结构的主要受力方向开始铺设，并保证铺设的平整度；碾压施工前，为保障土工格栅始终绷直受力，需再次绷紧土工格子。4o；待完成土工格栅的铺设施工后，需马上开展回填施工，以先两侧后中间的施工顺序开始回填；碾压过程中，控制压轮不能直接接触钢筋；严禁未经压实的加筋体上有车辆通过。4结论综上所述，在高速公路路基处理过程中，利用土工格栅技术可以显著提升地基的承载力，提高地基的稳定性，降低土体侧向位移量。本工程采用土工格栅对路基进行处理后，路基不均匀沉降得到了有效的控制，通车一年后路基依然稳定，没有出现明显的路基沉降情况。[ID：004351]参考文献[1]仝刚．沈阳绕城高速公路改扩建工程路基加宽设计[J]．交通标准化，2013，38(4)：86—88．[2]郑晓明．高速公路拓宽土工格栅加固效果分析[J]．公路交通科技：应用技术版，2009，26(8)：26—29．[3]李建生．谈双向双层土工格栅在河运高速公路中的应用[J]．山西建筑，201l，37(1)：135—136．[4]羊晔，刘松玉，邓永锋．土工格栅受力状况的测试新技术[J]．岩土工程学报，2009，31(7)：89—91．·109·