公路工程土工格栅加筋碎石技术的应用

王晶+王凯

摘要：路基失稳是公路施工的主要问题，如出现该问题则损失巨大。地基在填土荷载作用下产生的不均勻沉降将损害路面结构，进而降低路面使用品质。将双向土工格栅加筋碎石技术用于路基加固施工，不仅能够改善地基表面约束现状，还能增强地基稳定性，提高路基承载力。为此，本文在充分了解土工格栅加筋碎石作用机理的前提下，结合具体工程案例，对路基加固中双向土工格栅加筋碎石施工工艺进行了分析与探究。

关键词：软土路基；土工格栅；加筋碎石；作用机理

1土工格栅加筋碎石作用机理

作为一种土工合成材料，双向土工格栅相比其他土工合成材料，其性能、功效较为独特。土工格栅对碎石加筋作用可分为两类，其一格栅对其网孔内碎石土的阻力；其二格栅对其界面两侧碎石土的联锁、咬合摩擦力。只有在某种特殊应力应变状态下，土工格栅张力膜效应才能作用于某些材料。在土工格栅阻力及界面咬合摩擦力影响下，格栅周围极易产生复合加固带，且对加筋碎石产生制约，促使密实碎石土出现剪胀现象，进而产生侧向变形，最终达到土工格栅加筋碎石复合体强度、变形模量增强的作用，也就是说，利用土工格栅可对土体侧向膨胀变形加以制约，进而实现加固土体的作用。

按照Mohr-Coulomb强度标准合理选择土工格栅加筋碎石土，通过加筋作用可增强加筋碎石土复合体的粘聚力。加筋碎石垫层施工中所选用的碎石材料需具备弱风化、强硬度、高强度等特点，以此达到复合体强度增强，压密性良好的作用。同时还可以减小侧向变形，得到良好加筋效果。

2工程案例分析

某公路工程总长度为1.98km，为四幅横断面形式。该道路所在场地具有较为平坦的地形，地下水位埋深范围为2.0～5.2m，-0.32～0.69为土层液限指数平均值，粉质中液限粘质土为路基土，属于潮湿—过湿类型。为达到路基加固效果，本工程选取土工格栅加筋碎石垫层法进行施工。按照地质地形实际情况，1：0.5为土工格栅边坡坡率，10m为边坡高度，且将排水沟设置到坡脚位置，边沟设置到道路边。

根据工程实际情况下，需将3层双向土工格栅铺设到边坡基底位置，选取碎石垫层格栅，1.8m厚。且选取C15现浇混凝土用于土工格栅边坡顶部作为压顶，边坡坡面植草绿化防护。填筑土工格栅基底、斜坡位置，并将2m宽台阶开挖到原地面。

3双向土工格栅加筋碎石施工工艺

软土路基作为公路工程施工的主要病害，将双向土工格栅加筋碎石桩合理应用于软基处理中，可有效提升地基承载力，达到良好施工效果。为此，施工单位必须在充分了解双向土工格栅加筋碎石桩作用机理的基础上，严格按照施工现场实际情况，规范施工工艺，只有这样才能最大限度提高工程整体质量。

3.1施工材料准备

（1）填料。填料所选取的材料以砂性土、砂砾及碎石等为主，其具有较强渗水性。禁止选取淤泥、腐质土。所选填料内存在有机料、生活垃圾较多则不得使用。相比填料压实厚度，填料粒径不得大于其75%，并在15cm以内控制最大粒径。如粗粒料不够圆滑、过于尖锐，在筋带表层摊铺时不得使用。碎石规格以2种为主，即30～50mm与50～70mm，配置比例为70：30。

（2）加筋材料。土工格栅、土工带等为加固路基的土工合成材料。作为一种新型土工合成材料，塑料土工格栅的优点为较强整体结构、较大摩擦系数等，在软基加固施工中得到了广泛应用。本文选取塑料双向土工格栅施工。

3.2测量放样

按照设计要求进行桩顶标高测量确定，并进行桩位放线及控制桩设置。同时，核查现场材料，对加筋土挡墙基础线进行测定。除此之外，还需对加筋土边坡断面进行核对，并对格栅铺设进行复核。根据施工规定，做好场地清理工作。

3.3基础工程

开挖施工前，需先做好定位测量工作，并将开挖线准确标出，与基础外缘相比，槽底平面尺寸应多出300mm。当纵向高度具有较大变化时，顺着纵向基槽底按照阶梯状进行开挖施工，要求在3m内控制各台阶长度。

3.4铺设土工格栅

铺设土工格栅前，需先检测各类施工材料，保证其满足设计要求。主要检测项目为孔隙尺寸、延伸率、耐久性等。铺设土工格栅时，可选取搭接法进行相邻两幅纵向连接，0.25cm为搭接宽度。连接土工格栅受力方向时，要求在设计允许强度以上控制连接强度。根据设计长度要求，严控土工格栅下料施工，要求多出300到500mm左右。土工格栅和坡面成垂直状，且在平整压实填料上铺设，避免重叠、弯折，且防止直接接触硬质棱角填料。为防止摊铺、碾压填料时，扰动格栅，需固定好土工格栅尾部。

3.5摊铺及碾压

根据施工现场实际情况，进行填石采集场的合理确定。施工状态下对填料最大干密度、最佳含水量加以确定，这也是碾压填料施工中衡量压实度的标准。选取网眼袋装填料码砌施工坡面位置，且将坡面绿化草籽装入坡面网眼袋内。卸料时，需在1.5m以内控制机具和坡面的间距，如土工格栅没有覆盖于填料上，机械不得在其上方行驶，避免对下层格栅扰动。摊铺时可选取人工+机械法，保证摊铺厚度相同，具有平整的表面，且在3%以上设置横坡。机械摊铺施工中，要求机械行驶方向平行于坡面，严禁车停在没有覆盖填料的格栅上。当机械和坡面之间的距离在1.5m以内时，则摊铺方式可改为人工。摊铺平整各层填料后，需及时进行碾压施工。碾压施工机械以振动压路机为主，按照“轻压一重压、格栅中间一尾部一靠坡面位置”顺序施工。当碾压机械和坡面之间的距离仅有1m时，需选取小型机械进行碾压施工，要求先轻压坡面随后逐步碾压到路线中间位置，严禁扰动坡面。根据设计要求，需在95%以上控制路基压实度。

3.6质量控制

（1）土工格栅铺设前应先进行下承层平整，因本文选取碎石作为填料，严禁其损坏土工织物。铺设时应做好拉紧施工，且与下承层紧贴，避免产生褶皱现象。特殊情况下，在平整下垫层后，确保表面圆润、无棱状尖锐物的情况下，即可将土工格栅材料铺设到碎石垫层内，且将中粗砂保护层（5cm厚）铺设到土工格栅材料与碎石中间，防止碾压过程中损害土工格栅材料。

（2）铺筑土工合成材料后，需立即进行填料填筑施工，严禁材料长期暴晒。碾压施工中不得选取高频振动方式，应以静压为准，且选取中低速前行。要求同时施工加筋土路堤和两边路堤，且对连接位置进行合理施工。

4结束语

综上所述，随着社会经济的高速发展，我国公路建设规模越来越大。在软土路基加固补强施工中，为达到地基承载力有效提升，沉降降低的目的。可选取双向土工格栅加筋材料，该材料具有均匀稳定的性质、较高强度等特点，能够和各类粗粒土构成加筋层，具有良好的加固效果。endprint