浅谈土工格栅在软弱地基处理中的施工体会

杨存暖

摘要：本文通过土工格栅在G045线新疆赛里木湖—果子沟口第八合同段公路上的应用，阐述了土工格栅在软弱地基中施工工艺及使用效果。

关键词：土工格栅 软弱地基 施工工艺 施工体会

土工格栅作为一种新型的工程材料，其性能优良、使用简便，在公路处理软弱地基施工中得到广泛使用。在G045线新疆赛里木湖—果子沟口第八合同段软弱地基处理中使用土工格栅比常规方法方便，具有独特的优越性，取得了良好的经济效益和社会效益。

1.土工格栅在软弱地基处理中的使用和常规方法的比较

软弱地基处理在路基工程施工中占有一定比例，常规处理软弱地基多采用以翻挖换填为主，翻挖换填土方量大，换填取、弃土都要占用大量的土地，完工后若弃土处理不当，会造成水土流失和环境破坏。当前土地资源少，环境复杂，人们珍惜土地和保护环境的意识越来越强，无论山区或平原地区的土地都极为珍贵，这是施工单位必须考虑的问题。用抛石挤淤处理软弱地基，料场难以满足，采集困难，花费较大的人力物力，使用范围狭窄，受环境限制，石料间容易产生滑动，工后沉降难以控制。随着国民经济发展、交通运输要求、公路质量不断的提高，常规处理方法使用的局限性越来越突出，难以适应时代要求，近年来土工格栅在软弱地基处理中的使用就克服了常规方法的不足，具有常规方法难以相比的使用优点。

在处理软弱地基特别是薄层软弱地基中，常规方法的选择和搭配，要根据地理位置、软弱地基特性、上层厚度、水质大小（水质大、工期长，效果不佳）工期长短来选择。而土工格栅具有一定的抗拉强度和延伸性、耐酸、耐腐蚀，抗微生物侵蚀及抗老化等耐久性能，其砂砾垫层具有反滤、排水、隔断、补强等作用，一般不受时间、地理位置、地质条件和土质条件及土质类别的限制。不管软弱层薄厚、软硬、具备不具备常规处理方法的条件均可以采用，采用单（多）层土工格栅进行处理，也可以与其他一种或多种方法综合处理，均能达到软弱地基整治的目的，使用灵活。是一种良好的工程处理方法，有着广阔的发展前景。

2.土工格栅的性能及其砂砾垫层的作用

在G045线新疆赛里木湖—果子沟口第八合同段公路施工中，土工格栅用于软弱地基处理路段，全线共使用土工格栅11.2km。根据地质调查和钻孔取样试验，上述地段地下水位较高，地基土为新近沉积的淤泥质低液限粉土，厚度一般在3~9m，容许承载力30~100Kpa,其各项指标是：表层土的含水量在24~28%之间，液限在27.7~31.7%之间，天然密实度在1.9~2.16g/cm3之间，干密度在1.6~1.75g/ cm3之间，相对密度在2.70~2.72g/ cm3之间，土的孔隙率比E在0.53~0.85g/ cm3之间，根据各路段软基的特性及软弱层厚度的不同，分别采用以下几种方法做软弱地基处理。

（1）软土层厚度H＜２m,清表30cm整平后，铺设一层土工格栅；

（2）软土层厚度H＜３m，稻田、水塘做表面清淤，回填中粗砂砾铺设两层土工格栅；

（3）软土层厚度H＞３m，采用挤密砂砾桩处理。

土工格栅是一种高强度的土工合成材料，品种多，质量轻，整体连续性好，抗拉强度大（高达２００～４００KN/m），延伸性低（仅为板材的１０％－１５％），具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗微生物侵蚀及抗老化等耐久性能，设计寿命可达50年以上，是很好的工程材料，土工格栅与土层之间的作用机理较为复杂，还需进一步的研究和探索，理论还不成熟。

3.土工格栅施工工艺要求

（1）清表并整平原地面或将砂砾垫层整平。

（2）将土工格栅平铺在整平的原地面或砂砾垫层上，拉筋强度大的方向应垂直于路堤轴线，铺设时应拉紧并及时压重或固定锚钉，防止筋材移动。

（3）土工格栅两端必须锚固，间距50cm，中间为砂砾垫层，土工格栅沿断面铺设，沿路线方向搭接宽度不小于15cm，并用U型锚钉锚固，间距为50cm，中间也用U型钉锚固，其间距为100cm。

4.土工格栅的使用效果

采用土工格栅处理软弱地基，具有如下特点：

（1）增强了路堤的稳定性，有效地防止滑动、塌方、沉降等现象的发生，土工格栅起到加筋作用，有土工格栅参与的加筋路基利用其抗拉强度，延伸率、徐变性等力学特性，一方面使得土体具有较高的抗剪强度和变形模量；另一方面，使其上部施加的荷载能均匀分布在土层中。也就是说，当软弱地基在荷载作用下可能产生剪切破坏时，土工格栅阻止了破坏的出现，从而提高了地基的承载力。当土工格栅收到集中力作用时，高弹性模量的土工格栅受力后将产生垂直分力，分散和抵消部分荷载，有效地提高地基承载力，能有效提高路基加载速度，缩短工期。

（2)有效提高地基承载力，由于重型机械在软弱地基段容易沉陷，路基的压实难以实施，但是砂砾垫层结合土工格栅后，压路机等重型机械就可以开展作业，通常在未经处理的软弱地基上填筑路基，在一定的填筑高度内会出现“弹簧”状态，填土难以压实，平整度差，铺设土工格栅后，填料容易压实，表面也很平整。

（3）土工格栅在提高路基承载力和增加地基稳定的同时，对不均匀沉降有调节作用，减少路基的沉降差异。土工格栅和砂砾垫层共同构成比软土刚度大得多的复合砂垫，对上部的荷载起到了重新分布的作用，其渗排水作用又使地基受力趋于均衡，使软基加快固结，促成路基均匀沉降，使得路基平顺。

5.结束语

利用土工格栅的高拉伸强度、抗撕裂性、良好的韧性、整体性和徐变形等特性，适应软弱地基的施工条件，利于排水和加快土体固结，提高地基的抗剪强度，减少路基间不均匀沉降，提高路基稳定性，加快施工进度缩短工期，降低成本。通过一年的观测，各项指标均能满足设计要求。◆

参考文献：

公路路基施工技术规范（JTJ033-95）、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）、公路土工试验规程（JTJ051-93）