土工格栅在路基不均匀沉降中的应用

广东建材２０１２年第６期　材料研究与应用　土工格栅在路基不均匀沉降中的应用　谢璧锋　（广州建筑工程监理有限公司）　摘　要：土工格栅是近年来发展的一种新型土工合成材料，Ｅｈ于其性能优越而被广泛应用于市政公　路、桥梁等工程领域。通过分析土工格栅的各种力学性能和土工格栅的加固原理，并结合工程实例对　士：Ｉ：格栅存路基不均匀沉降处治中的应用进行了探讨。实践表明：土工格栅能有效解决路基的不均匀　沉降问题。　关键词：土工格栅；路基不均匀沉降；处治　我国的大部分省市均有不同程度的软土分布，软土　区由于不均匀沉降大，使得路基稳定性差，非常容易导　致路面开裂、路基失稳、桥头跳车等不良现象的发生。以　往处治路基不均匀沉降采用较多的是土工格栅、土工　网。由于土工格栅和土工网是一种平面结构，没有抗弯　的能力，对路基刚度的提高很有限。因此，当路基不均匀　沉降较大时，平面结构的土工合成材料的处治效果并　不理想。近年来，应用土工合成材料来处理路基不均匀　表１土工格栅主要技术ｊ旨标　项目　拉伸屈服强度　弯曲模量　单位　ＭＰａ　ＭＰａ　测试方法　ＡＳＴＭ　Ｄ６３８　ＡＳＴＭ　Ｄ６３８　１＃　２２　６００　２＃　２３　８００　悬臂梁冲击强度　低温脆点　Ｊ／ｍ　℃　ＡＳＴＭ　Ｄ２６５　ＡＳＴＭ　Ｄ７４６　９０　—５０　８０　－２３　负荷下的热变形温度　抗环境应力开裂　常温剥离强度　向温剥禹强发　℃　Ｈ　Ｎ／ｃｍ　ＡＳＴＭ　Ｄ６４８　７０　１Ｏ０　ＡＳＴＭ　Ｏ１６９３　＞１０００　＞１０００　１０１　６０　Ｎ／ｃｍ　ＧＢ８８０８—８８　ＧＢ８８０８—８８　１Ｏ１　８０　沉降正越来越受到人们的重视，由于其工程性能优越而　低温剥离强度　Ｎ／ａｍ　ＧＢ８８０８—８８　被广泛应用于建设工程领域。本文结合工程实例对土工　格栅在路基不均匀沉降处治中的应用进行探讨，以期为　性状。土工格栅主要是通过与固体两者的相互作用来达　有关的施工提供经验借鉴。　到加固的目的，其相互作用主要包括三个方面：土工格　栅的侧向约束作用，土工格栅的网兜效应，以及土工格　１土工格栅及其力学性能　栅的摩擦作用。如图１所示。　荷载　土工格栅是２Ｏ世纪８０年代初在国际上出现的一　种新型土工合成材料，具有立体网状结构。它伸缩自如，　运输方便，使用时张开并填充土石或混凝土料，构成具　有强大侧向限制和大刚度的结构体。广泛应用于土木工　程各个领域，取得了良好的社会经济效益。它既可用于　加固软土地基，又可用于边坡防护、挡土墙，还可用于河　道治理、堤坝工程、城市排水道支撑工程等。　图１侧向约束与竖向摩擦示意图　土工格栅的侧向约束作用主要体现在两个方面：一　虽然土工格栅可由多种合成材料制成，但最常用的　是土工格栅对格栅外土体所产生的摩阻效应，二是土工　仅有两类。一类是由土工隔栅装配构成；另一类是由高　格栅对格网单元内土体的紧箍作用。由于土工格栅对填　强度条带聚合物构成。土工格栅的耐热老化性能很高，　料提供了较大的侧向约束作用，格栅侧壁对填料产生向　经热氧化试验后，在７０度状态下拉伸屈服强度下降至　上的摩擦支承力，形成一个具有较大弯拉刚度与抗剪强　７０％，使用寿命可达４９年。土工格栅材料还具有稳定的　度的复合体。此复合体能够隔离应力和位移的传递，从　抗化学腐蚀性能，耐酸碱能力很强，适合于不同填筑材　而能够柔性过渡并协调半填半挖路基顶面的沉降。而　料。土工格栅同样具有良好的力学性能，各项性能指标　且，它对局部荷载具有网兜效应，使荷载的分布更为均　列于表ｌ。　匀。　２土工格栅的加固原理　土工格栅的摩擦作用主要体现在填料与格栅壁的　接面上，摩擦力使竖向荷载部分地传递给土工格栅，再　土工格栅加固地基是一种机械式的土体加固方式，　由土工格栅部分地向外传递，通过这种传递达到减少地　因为它并没有改变填料的颗粒成分和相互联接等基本　材料研究与应用　基压力，从而提高垫层承载力，减小地基沉降及不均匀　沉降。　广东建材２０１２年第６期　３．３土工格栅施工的质量控制　为了提高施工质量，以有效发挥土工格栅的加固作　用，对土工格栅的施工过程进行严格控制非常重要，尤　３土工格栅在路基不均匀沉降处理中的　应用　土工格栅在公路路基不均匀沉降处理中的应用实　其是在＿十工格栅的张拉、裁剪和填料过程中要注意以下　问题：　（１）土工格栅张拉。进行现场张拉时，要先检查土工　例较多，应用方法也不尽相同。下面笔者将结合工程实　格栅的完好性，发现有断裂的要禁止使用。在进行士工　例，根据以往的施工经验对十工格栅在公路路基不均匀　格栅张拉时，应控制张拉力，以保证格栅复原而又不至　沉降处理中的应用进行探讨。　３．１工程概况　某省级公路部分路段广泛分布淤泥和淤泥质亚粘　土地层，其地质特点是压缩性高、孔隙比大、含水量高、　渗透系数小和固结慢，需进行软基处理。本路段的软基　处理主要有袋装砂井和粉喷桩。由于应用了多种处理方　式，造成衔接处沉降不均匀。为避免此种情况出现，在衔　接段必须采取相应的措施。由于本路段软基较深，软基　十质差、承载力低，不均匀沉降引起的剪切力较大，经工　程人员比较分析，决定采用土工格栅进行处理。　３．２土工格栅的施工　本工程的具体施工过程为：　（１）平整路基。在软基已处理的路段，铺设碎石或中　粗砂，压实整平，使路基面平整。　（２）铺设土工格栅。在接触位置前后各ｌＯｍ范围铺设　＿十工格栅。铺设土工格栅时，先将格栅摆于路基一侧，用　钢钎固定一端，沿路基横向进行拉伸，展开其内格。然后　用钢钎固定另一端。应当注意的是，土工格栅大面积铺　设应保证其整体性。当土工格栅的长度不足路基宽度　时，需要进行搭接。一般接头采用对接，片材采用特制的　连接件连接拉紧。搭接时先固定前一张，然后用塑料螺　栓插销连接、固死，使其连接牢固，继续下一张土工格栅　张拉。横向连接土工格栅时，必须把相邻格栅张拉到相　同程度后，用螺栓插销固死，使其成为整体，以便整体受　（３）填充碎石或中粗砂。张拉固定后，在格栅内填充　碎石或中粗砂，并用人工捣实。为了便于密实，碎石最好　采用１～３级配碎石。　（４）回填土。在填土前，应先在土工格栅上再铺５ｃｍ　厚的砂垫层。填土从两边向中间进行，先用推土机压实，　然后再用压路机碾压。　值得一提的是，路基工程完工后，应尽可能有一沉　降固结时间，不要急于进行路面施工，以免造成大的浪　费。　一１２　被拉变形或损坏。　（２）土工格栅裁剪。土工格栅铺设长度必须大于路基　宽度１ｍ。当其长度超出路基宽度较多而需要裁剪时，必　须先填充格内材料再进行裁剪，以保证格栅不回缩。在　裁剪时，为了保证格栅内材料不外漏，必须沿着路基外　尚未填充材料的空格中间剪断。　（３）土工格栅填料。＿十工格栅铺设后应在一天内填充　材料，两天内覆盖，以避免强光紫外线照射导致格栅材　料老化和脆裂。在填筑土工格栅材料时，可采用人工与　机械配合的方式填筑，以提高工作效率。可以先用挖掘　机将材料勾到格栅上，然后人工铺平和捣实。格栅内填　满材料后，应再在其上填筑ｌＯｃｍ碎石或中粗砂，然后用　土覆盖。为保证格栅不被破坏，须填筑６０ｃｍ土后才允许　重型压路机碾压。为保证填土的密实度，要求按３０ｃｍ填　筑。　３．４施工效果分析　在该公路工程中，土工格栅施工完后，工程人员分　五次对沉降结果进行观测，历时５个月。由观测结果得　知，在软基处理段设置土工格栅作为过渡段后，只有少　量的不同沉降，不会影响路基损坏。除了进行沉降观测　外，工程人员还进行了现场观测路基的稳定情况。经现　场观测，路基边角位置和路基顶面均未发现开裂现象，　这与沉降观测结果基本一致。　结果证明，土工格栅的设置使不同软基处理段在衔　接位置均匀沉降，这保证了路基的整体性和稳定性。可　见，土工格栅能有效解决路基的不均匀沉降问题。●　【参考文献】　［１］蔡美峰．岩石力学与工程［Ｍ］．北京：科学出版社，２００２　［２］谢永利，俞永华，杨晓华．土工格栅存处治路基小均匀沉降Ｉ｝一　的应用研究［Ｊ］．中国公路学报，２００４，（１７）４　［３］张胜，赵华宏．十工格栅在软土地基处理中的应用　研究［Ｊ］．　公路交通科技，２００４，（２１）