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土工格栅在路基路面工程中的应用

摘要:公路路基在使用土工格栅之后,公路路基更加牢固,使用年限更长,目前用量非常广泛,公路以及铁路都大量使用。目前土工格栅的产品种类比较齐全,从路基增强的钢塑、塑料土工格栅到公路路面用的的玻璃纤维土工格栅,本文主要探讨的是其中的塑料土工格栅在山区高速公路路基加固施工中的技术应用,可供同行交流。

作者:熊俊保

1.前言

传统的路堤尤其是高路堤的填筑往往需求超填且路肩边际不易压实,然后招致后期边坡雨水侵袭,崩塌失稳的现象时有发作,且需用较缓的边坡,占地面积大,挡土墙壁也有相同的问题,选用土工格栅对路堤边坡或挡土墙进行加固可削减1/2占地面积,延伸运用寿命,下降造价20%~50%。塑料土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。塑料土工格栅在经挤压制出的聚合物板材上冲孔,然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成,此种结构具有相当高的拉伸强度和拉伸模量。而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成,这种结构在土壤中同样也能提供一个更为有效的力的承担和扩散的理想的连锁系统,适应于大面积永久性承载的地基。由于塑料土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向,加强了分子链间的联结力,达到了提高其强度的目的。

2.塑料土工格栅的工程应用特性

塑料土工格栅近年来广泛应用于公路、铁路、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。其明显的工程作用可概括为:1)强度大、蠕变小、适应各类环境土壤,完全可以满足高等级公路中的高大挡墙使用;2)能有效的提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、极大程度的增强地基的承载力、有效的约束土体的侧向位移,增强地基稳固性能;3)与传统格栅相比更具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点;4)更适应于深海作业、堤岸加固,从根本上解决了其他材料做石笼因长期受海水冲蚀而造成的强度低、耐腐蚀性能差、使用寿命短等技术难题;5)能有效的避免在施工过程中被机具碾压、破坏而造成的施工损伤。

3..塑料土工格栅在山区高速公路路基加固中的施工技术

3.1 工程概况

某工程是连接古都洛阳和旅游名城栾川之间的“高速经济通道”,全长61.45公里,本标段北起嵩县陆浑水库南侧(起点桩号为K46+000),止于嵩县饭坡乡陶院寺村(终点桩号为K52+500),全长6.5公里。本工程公路等级为四车道高速公路,设计速度100km/h,平曲线最小半径为800米,最大纵坡3.8%。本工程陡坡路堤路基施工就是采用了土工格栅加固。路基高23米,属软土地基上高填方、高陡坡路堤,淤泥沉积厚度5-6m,为了提高地基承载力和减少工后沉降,在填筑厚度8m、16m、20m处即采用基床式土工格栅(单向拉伸高密度聚乙烯土工格栅TGDG1lO)处理,以确保路基的稳定性。

3.2土工格栅材料的准备及要求

本工程选用的土工格栅材料的极限抗拉强度为20kN/m,延伸率为l1%,尺寸为4m宽,约650m长。对铺设前有皱折的土工格栅,要求用机械或手工拉直整平。填料要求:(1)透水性要较好的填料,且内摩擦角小于3O度,必要时要进行现场的土工试验;(2)填料中有损塑料土工筋带的部分比如说有尖锐棱角等材料要控制小于材料总量的15%;(3)控制好填料最大粒径小于或等于10cm。

3.3施工步骤简述

3.3.1首先精确放出路基边坡线,为了保证路基宽度,每侧各加宽0.5m,把晾晒好的基底土进行整平后用25T振动压路机静压两遍,再用50T震压四遍,不平整的地方人工配合整平。同时做好基底的防水、排水措施。

3.3.2铺垫0.3m厚的砂砾垫层,人工配合机械整平后,25T的振动压路机静压两遍。

3.3.3铺设土工格栅。土工格栅铺设时底面应平整、密实,一般应平铺,拉直、不得重叠,不得卷曲、扭结,相邻的两幅土工格栅需搭接0.2m,并沿路基横向对土工格栅搭接部分每隔1米用8号铁丝进行穿插连接,并在铺设的格栅上,每隔1.5-2m用U型钉固定于地面。

3.3.4第一层土工格栅铺好后,开始填设第二层0.2m厚的砂砾垫层,其方法:汽车运砂到工地卸于路基一侧,而后用推土机向前赶推,先把路基两侧2米范围内填筑0.1m后,把第一层土工格栅折翻上来再填上0.1米的砂砾垫层,禁止两侧向中间填筑和推进,禁止各种机械在没有填筑砂砾垫层的土工格栅上通行作业,这样能保证土工格栅平整,不起鼓,不起皱,待第二层砂砾垫层平整后,要进行水平测量,防止填筑厚度不均匀,待整平无误后用25T振动压路机静压两遍。

3.3.5第二层土工格栅施工方法同第一层方法一样,最后再填筑0.3m的砂砾垫层,填筑方法同第一层一样,用25T压路机静压两遍后,这样路基基底加固就处理完毕。

3.3.6在第三层砂砾垫层碾压好后,沿线路纵向在边坡两侧各铺设土工格栅两幅,搭接0.16m,并用同样方法连接好,然后开始土方施工作业。3.3.7路基填筑好后,及时进行边坡整修,并进行坡脚的干砌片石防护,对该段路基除每侧加宽0.3m外,并预留1.5%的沉落量。

4.施工要点总结

4.1施工要求压实平整、呈水平状、清除尖刺突起物。在平整压实的场地上,安装铺设的格栅其主要受力方向(纵向)应垂直于路堤轴线方向,铺设要平整。当填盖一层土后未碾压前,再次用人工或机具张紧格栅,使格栅在土中为绷直受力状态。

4.2根据本工程和其它工程的实践证明,除冻结土、沼泽土、生活垃圾、白垩土、硅藻土外均可用做填料。但砾类土和砂类土力学性能稳定,受含水量影响很小,宜优先选用。

4.3当格栅铺设定位后,应及时填土覆盖,及时完成碾压,避免长期暴晒。碾压的顺序是先两侧后中间。碾压时压轮不能直接与筋材接触,未压实的加筋体不允许车辆在上面行驶,以免筋材错位。施工中随时检查土工格栅的质量,发现有折损、刺破、撕裂等损坏时,视程度修补或更换。压实度必须达到设计要求,这也是加筋土工程的成败关键。

4.4在加筋土工程中,一定要作好墙体内外的排水处理;要做好护脚,防冲刷;在土体内要设置滤、排水措施,必要时,应设置土工布、透水管。采取疏导的方式排水,不能堵塞,否则产生隐患。

4.5对于施工人员缺乏对土工格栅正确认识的现象,施工管理人员可在施工前可组织专门的人员培训,对施工人员进行技术交底,增强施工人员的质量意识和责任意识。或者从外界吸收较为专业的,精通土工格栅施工工艺的高速公路施工人员加入施工队伍,对其他缺少认识,工艺技术欠缺的施工人员进行技术指导,监督施工人员的施工进程和施工质量。

5..结语

路基的稳定对于高速公路而言十分的重要,很多工程在运行中出现问题都是由于路基处理的不够科学。近年来兴起的土工格栅证明在处理路基时十分有效,因此也得到了逐步推广。我们在工程施工过程中除了提高施工人员对于土工格栅材料的正确认识之外,也要充分利用施工团队中精通塑料土工格栅施工工艺的人力资源,充分调动其对土工格栅材料施工工艺指导的积极性,并强化对施工过程的监督,以保证施工质量。