【摘要】在公路建設(shè)軟土路基的處理中,土工格柵技術(shù)被廣泛應(yīng)以與推廣,它具有工程成本低、功效高、施工便捷、質(zhì)量可靠等特點(diǎn),本文通過結(jié)合某公路項(xiàng)目,重點(diǎn)闡述了公路軟土路基中土工格柵的應(yīng)用,并進(jìn)行相應(yīng)的分析。
【關(guān)鍵詞】公路軟土路基;土工格柵;應(yīng)用處理;分析
1、工程概況
津汕高速公路是國家重點(diǎn)建設(shè)中的四縱(天津-汕尾)、四橫(威海-烏海)的重合路段,是東北地區(qū)與華東及華南地區(qū)聯(lián)系的重要通道之一,該路線位于河北平原,所經(jīng)區(qū)域地處海河流域下游,為濱海沖積、海積平原。地形平坦、開闊,地勢低平,海拔一般在2~5m之間,最低處海拔0~1m,最高處海拔7m,區(qū)段內(nèi)坑塘、洼地較多,溝渠縱橫。地表巖性以亞粘土、亞砂土為主。該區(qū)屬于暖溫帶半濕潤大陸性氣候,夏季炎熱多雨,年平均降雨量600mm左右,最大年降雨量1343.5mm,該段軟弱地基較多,物理力學(xué)性質(zhì)差,具有天然含水量大、強(qiáng)度低和易受擾動(dòng)影響等特性,這使得軟基處理成為路基工程施工中的關(guān)鍵,處理軟土地基的目的在于減少軟土中的含水量,增強(qiáng)軟土顆粒的骨架結(jié)構(gòu),以改善持力層軟土的不良工程建筑性質(zhì)。
2、軟基處理設(shè)計(jì)
(1)針對(duì)表層為軟弱土一般控制段,采用砂墊層+土工格柵+超載予壓的處理方式:
(2)針對(duì)下部軟弱土體含水量較高的一般控制段,采用砂墊層+土工格柵+塑料排水板+超載予壓的處理方式:
(3)針對(duì)樁基礎(chǔ)兩側(cè)及箱形基礎(chǔ)下部及兩側(cè)沉降主控制段及次控制段,采用土工格柵+深層水泥土攪拌樁的處理方式。
在津汕高速公路工程中我們選用了浙江紹興永特塑料有限公司生產(chǎn)的40-40雙向加筋復(fù)合格柵,這里介紹一下土工格柵及其在工程中的應(yīng)用。
3、土工格柵性能及原理
土工格柵在道路工程中,能發(fā)揮加筋、排水、防滲、保護(hù)等一項(xiàng)或多項(xiàng)功能。使用土工格柵,可節(jié)省原材料、降低造價(jià)、簡化維護(hù)保養(yǎng)程序、延長道路工程壽命,達(dá)到了費(fèi)省效宏的目的。土工格柵由于其抗拉強(qiáng)度大、延伸率低(≤3%)、蠕變小、及對(duì)土體有較強(qiáng)地嵌鎖、咬合作用,它能有效地對(duì)軟土地基進(jìn)行處理,約束土體的側(cè)向位移,克服土體的不均勻沉降,極大程度地增強(qiáng)地基的承載能力,提高基礎(chǔ)的整體性能,雙向加筋復(fù)合格柵的拉力由經(jīng)緯編織的高強(qiáng)鋼絲承擔(dān),在低應(yīng)變下能產(chǎn)生極高的抗拉模量,縱橫向肋條協(xié)同作用,充分發(fā)揮了格柵對(duì)土體的嵌鎖作用。通過生產(chǎn)過程中塑料表面的處理,壓制有粗糙的花紋,以增強(qiáng)格柵表面的粗糙程度,提高格柵與土體的摩擦系數(shù)。格柵的縱橫向肋條的鋼絲經(jīng)緯編織成網(wǎng),外包裹層一次成型,鋼絲與外包裹層能協(xié)調(diào)作用,破斷伸長率很低(不大于3%),蠕變量極低。另外,土工格柵的高密度聚乙烯可以確保格柵在常溫下不會(huì)受到酸、堿及鹽溶液,或油類的侵蝕,不會(huì)受到水溶解或微生物的侵害,同時(shí),聚乙烯的高分子性能也足以抵抗紫外線輻射所造成的老化。格柵受力后縱橫肋條協(xié)同作用,不會(huì)產(chǎn)生結(jié)點(diǎn)的拉裂或破損。而實(shí)際工程中,在填料的壓實(shí)后,因?yàn)槲词艿阶贤饩€光和氧的侵蝕,因此完全可以滿足永遠(yuǎn)性工程建設(shè)的要求。
4、土工格柵在工程中的應(yīng)用
為保證處理后的軟基的各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì),根據(jù)津汕高速公路河北段招標(biāo)文件、圖紙及有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,對(duì)土工格柵施工做出以下的技術(shù)要求:土工格柵鋪設(shè)垂直于路堤軸線方向,之間的聯(lián)結(jié)牢固,在受力方向聯(lián)結(jié)處的強(qiáng)度不得低于材料設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度,且其疊合長度不小于15cm。在距土工格柵8cm以內(nèi)的路堤填料最大粒徑不得大于6cm(清淤換填處土工格柵除外)。格柵攤鋪以后應(yīng)及時(shí)填筑填料,避免其受到陽光長時(shí)間暴曬,間隔時(shí)間不應(yīng)超過48h。格柵上的第一層填料應(yīng)采用輕型推土機(jī)或前置式裝載機(jī),一切車輛、施工機(jī)械只容許沿路堤軸線方向行駛。土工格柵施工過程中對(duì)其材料的選用、作業(yè)要點(diǎn)的掌握是作好此道工序的關(guān)鍵。
4.1材料
(1)土工格柵的性能和排水能力,必須符合設(shè)計(jì)規(guī)定。
(2)砂墊層使用的材料,為中砂、粗砂或砂礫,所用砂礫小于0.074mm顆粒含量不得超過5%,且不含草根、垃圾等有機(jī)雜物。
4.2施工要求
(1)鋪設(shè)土工格柵前,先要查對(duì)所選用的材料的規(guī)格及性能是否符合設(shè)計(jì)要求;作為下墊層的砂級(jí)配良好,含泥量不大于3%,且不含有機(jī)質(zhì)、垃圾等雜物。
(2)砂墊層施工要嚴(yán)格按要求分層施工,壓實(shí)厚度為15~20cm。
(3)砂墊層施工順序:鋪砂→撒水→壓實(shí)→測量。砂墊層鋪至土工格柵設(shè)計(jì)位置時(shí),將頂面鋪平、壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后鋪設(shè)土工格柵。
(4)鋪設(shè)土工格柵時(shí),土工格柵要繃緊拉挺,不得褶皺和損壞,幅寬5m,幅與幅之間要對(duì)齊對(duì)好,縱向搭接寬度不小于20cm,搭接處采用.延伸率較小的尼龍繩呈“之”字連接,其上再鋪砂墊層或砂礫墊層。在路基兩側(cè)應(yīng)回折2.5m,鋪好后要及時(shí)填筑覆蓋。
(5)鋪設(shè)砂墊層要先鋪場地兩側(cè)、以減少中間鋪設(shè)引起的側(cè)向位移量。
(6)壓實(shí)后的砂墊層要符合設(shè)計(jì)要求。為了避免太陽長時(shí)間曝曬鋪好的土工格柵,造成其性能劣化,在土工格柵鋪好后,應(yīng)及時(shí)填筑填料。
(7)為了避免鋪好的土工格柵人為損壞,禁止一切施工機(jī)械及施工車輛茌其表面堆放或行駛。為了使工程質(zhì)量得到保證,在發(fā)現(xiàn)土工格柵破損后,應(yīng)及時(shí)修復(fù)或重新更換。
結(jié)語:
通過運(yùn)用土工格柵技術(shù),可增加填方土料的抗剪強(qiáng)度和中期的整體性,防止不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生。土工格柵埋設(shè)在土中,橫向擋條或肋條為荷載傳遞提供了一系列的承載點(diǎn)和錨固點(diǎn),因此土體應(yīng)力不僅靠表面摩擦,而且還通過網(wǎng)孔之間皎合和互鎖作用而傳遞給格柵,由此構(gòu)成了一個(gè)高效的應(yīng)力傳遞機(jī)制,由于咬合和互鎖作用及土工格柵低應(yīng)變時(shí)的高抗拉強(qiáng)度,提高了土壤的抗滑力和土體在外荷下的約束力。通過使用土工格柵,保證了軟基不軟、涵洞不沉,壓實(shí)度達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn),使軟土地基的承載能力大大提高,得到了公路專家的一致認(rèn)可,并且降低了施工費(fèi)用,加快了工程進(jìn)度。取得了顯著的保障效果及良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。