加筋土法加固软土地基实例

摘要：本文介绍了加筋土法的概念，并以××软土地基加固实例，阐述了加筋土法的设计与施工。

关键词：加筋土法；软土地基；加固

一、前言

软土地基处理技术，在理论研究及工程实践方面，近年来都取得了一定的发展与提高。本文介绍了广东省湛江市××软土路基加固扩建工程，采用加筋土法加固软土地基的设计与施工，以及加固后的效果。

加筋土法的概念：是指在软弱地基中放入强度较大的承受拉力的加筋材料（如天然材料、土工合成材料、钢条、钢带等），与土组合形成人工复合土体。利用土体颗粒与筋材之间的摩擦力使它们形成一个整体，产生整体化了的强度，起到抗拉、抗剪、抗压的作用，从而提高地基的承载力，提高土体的稳定性，减少沉降、抑制地基的侧向变形。随着材料学科的发展，在加筋材料中，天然材料（如木材、竹子）的使用越来越少，钢筋、钢带的使用也逐步减少，取而代之的是玻璃纤维和塑料纤维，以及由它们作为原料制成的土工合成材料。这些筋材的显著特点的是抗拉强度高、耐腐蚀性能强，可以根据需要生产出各种不同形状和具有多种功能的产品。

近些年来，土工合成材料在岩土工程中作为一种新的工程材料，不仅在使用数量上快速增长，而且在应用领域上也不断拓宽，土工合成材料已在交通、水利、城建、港工、林业、农垦、国防等各个方面的岩土工程中得到广泛应用。在公路工程方面，土工合成材料主要用于软基处理、路堤稳定、边坡防护、沥青路面补强以及排水等方面。

加筋土地基的应用可概括为以下三个主要方面：1.浅基础地基的加筋，例如油罐或筏板基础下的地基加筋，特别是条形基础下的地基加筋；2.土堤的地基加筋，例如堤防工程、公路或铁路路堤下的地基加筋；3.公路面层下基层的加筋，用于提高承载能力、减小车辙深度和延长使用寿命。

二、工程实例

（一）工程背景

325国道广东省湛江市境内某段，长近40km，软土地基，改造扩宽，路两侧主要是种植水稻的农田，这种软土地基软土性质很差。地质情况如下：

表面黏土：为新近沉积物，呈可塑状态，天然含水量接近液限，孔隙比平均大于1，不排水坑剪强度黏聚力平均值为25kN/㎡，摩擦角平均值为15.5°，标准贯入值小于2击，凝泥质土：天然含水量为41. 83%，大于液限39. 97%，孔隙比e等于1.53，压缩性高，强度低。

以下为粉、细、中、粗砂层，呈饱和状态，表面黏土层薄，下面淤泥质土层厚，K33+325～K33+525段地基条件较差，为重点观察测试路段，人一旦进入，淤泥直没至大腿，机具无法进入，仪器埋设也很困难。

全路段具有如下显著特点。

（1）地基承载力低，稳定性差，易产生流动破坏。由于软土触变性大，在外加动荷载的作用下，易变成稀释状态，成为可塑性大、流动性大的软土，极易造成路基侧向滑移、竖向沉降，最后导致路面破坏。

（2）路基沉降量及不均匀沉降差量大，各路段沉降差异显著。由于湖区软土具有高压缩性，在垂直压力作用下，产生较大的压缩变形，各段压缩变形无法控制在均匀一致的范围内，造成路面破坏；同时，由于淤泥质土和黏土透水性差，排水固结沉降时间长，不利于软土的快速固结。

因此，采用新的处理方法，首先必须保证填方高度为5～8m路堤的稳定性，防止路基滑移，避免局部沉陷，并能有效控制边坡溜塌；其次，必须消除路基沉降差异的显著性，使整个路基沉降均匀、稳定，同时使路基快速固结，使工后沉降控制在较低的范围内。

（二）改扩建加固设计

1.作用机理

（1）土工网加筋垫层，可阻止路堤填料陷入基底。

（2）土工网垫层结构，可将分层填土的静载和动载均匀分配至较大范围，减少不均匀下沉。

（3）土工网与上下土体的机械咬合作用，形成高强度平台，从而增加土体的抗剪强度。

（4）如采用土工网碎石垫层，可使孔隙水压更快消散，并可抵抗泵吸作用。

2.设计方案

将老路堤分级挖成台阶，第一层铺设土工网后，在网上填30cm厚的碎石，把土工网折回包裹碎石。铺第二层土工网，上面填土厚1m，把土工网折回2m包裹填土。然后继续向

上铺网填土至堤顶，如图一所示。

本工程采用CE131土工网，幅宽2.5m，网孔尺寸27mm×27mm。

碎石垫层由于有土工网在底部的嵌固作用，在土压力不断增加的过程中始终保持一个整体，成为水平方向的结构性排水层，该垫层具有良好的透水性。在施工過程中，随着填土高度的增加，垫层中不断有水排出，大大加快了垫层下软土地基的固结速率。

（三）施工过程

采用土工网进行软基加筋处理的施工工艺如下。

（1）清除老路堤边坡及水渠沟底的杂草，清除浮土50cm，将地基整平。

（2）铺设第一层土工网，并用U形钉固定，在新老路堤交界面挖台阶，将土工网逐级固定其上，回填30cm厚碎石，将土工网反折20m。

（3）铺设第二层土工网，回填1.0m黏性土，分三层铺筑，每层用8～12t压路机平压三遍。

（4）将第二层土工网反折水平伸进边坡2.0m，再按常规施工要求填筑路基至设计标高，距设计标高80cm内土的压实度不小于93%。

（四）现场观测

施工的同时，在地质状况最恶劣的K33+325～K33+525地段200m范围内埋设了孔隙水压力及土压力盒，观测路基纵向、横向孔隙水压力及土压力的变化规律。

从测试结果可知：超孔隙水压力增量不大，施工2个月后达到最高点，在填到设计标高4个月内超孔隙水压完全消散，土压力趋于稳定，说明土工网垫层结构充分发挥了承载能力和快速排水能力。

现场对比观察表明：采用土工网处理地段，路肩平直，新老路堤连接处无沆陷和裂缝，边坡无滑移现象。未加铺土工网地段，出现了路面破坏现象，并伴有边坡滑移。

（五）土工网处理软基技术的优点

土工网处理软基技术具有如下优点。

（1）软土地基承载力提高幅度大。在CE131土工网加30cm碎石垫层上回填30cm黏土后，即可采用8～12t压路机碾压；未采用土工网路堤，填土高度1.0m时，表面仍呈弹簧状态，只能用推土机整平碾压。

（2）压实效果好。采用土工网碎石垫层后，由于有土工网的约束作用，填料易于压实，表面平整，压路机轮迹不明显。未采用土工网路段，表面波浪起伏，压路机轮迹深而宽，并有向两侧扩张的趋势，压实效果差。

（3）占地面积减少，边坡变陡，工程量减少，加快了施工速度。

（4）路堤稳定性好，有效地防止了滑移、塌方、沉陷等现象的产生。

（5）施工简便、易于推广。

（6）节约资金。

三、后语

该路段改扩建完成并通车近两年，路基、路面情况仍良好。

参考文献：

[1]建筑地基处理技术规范JGJ 79-2012

作者简介：

肖由玉，男，1964年生，广东人，工程师，研究方向为建筑工程施工及管理。