浅析土工格栅在路基加宽施工中的应用

刘艳玲 李营军

摘 要：土工合成材料作为公路施工材料之一，因其高强度、柔性好，且耐腐蚀等特点得到了广泛应用。尤其是土工格栅因其抗拉强度高、延伸率低等优点被广泛用于挡土墙、边坡、路堤等施工。相比传统加筋挡土墙支挡结构，土工格栅加筋挡土墙在受力上存在极大差异，这对整个加筋结构的工作性能影响较大。为此，本文在充分了解土工格栅作用机理的基础上，对路基加宽施工中土工格栅技术要点等内容进行了分析与探究。

关键词：土工格栅；路基加宽；作用机理

1 土工格栅的作用机理

格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，当作为土木工程使用时，称为土工格栅。作为一种独特的土工合成材料，相比其他土工合成材料，土工格栅具有相应的优势。在公路路基施工中，土工格栅往往作为加筋土结构或复合材料的筋材料，一般分为4类：塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和玻纤聚酯土工格栅。土工格栅是在高分子聚合物拉伸后形成的方形格栅板材。划分标准不同，土工格栅可以分为不同的类型，如按照材质进行划分，主要包括2种：塑料土工格栅与玻璃纤维格栅。按照加工方式进行划分，分为单、双向土工格栅。土工格栅主要适用于路堤、挡墙、软基等方面，这种技术的应用可以对路基等结构的稳定性与承载力进行有效提升。

作为柔性材料，土工格栅能够承受极大的拉应力。在土体的拉伸变形区域进行土工格栅的设置，可以有效传递土的拉应力，促使钢筋成为抗拉构件。在荷载作用下，土工格栅与土体之间的摩擦力对土体侧向变形将起到制约作用。因土工格栅与土体之间粘结力较高，进而提高了抗拉性及剪应力。并对路堤横断面、新老路基结合部的沉降情况进行有效改善，避免纵、横向裂缝的情况的出现。

2 路基加宽施工中土工格栅技术要点

本文以某公路工程为例，该公路全长18.5km，设计时速80km/h，为双向四车道。公路沿线途经多处不良地质路段，其中湖泊众多，河道交叉，周围地基主要以沉积淤泥质亚黏土为主，且地下水位较高。经过技术人员的实地勘察，决定采用土工格栅处理软土地基，利用土工格栅表面与土的摩擦作用和加筋补强作用来约束土体移动和下沉，从而使施工条件得到改善，地基承载力大幅高。

2.1 清表压实

施工前，应将路基范围内的树木、杂草、白色垃圾等杂物清除干净，通过抽水泵抽干地表积水或水塘地段，并在路基两侧开挖排水沟，以便于降低地下水位，然后对长期浸水的软土和淤泥进行开挖并运出施工现场。完成地表清理后，抛填合格的土方，并将中粗砂在土方表层铺0.2-0.3cm的厚度，最后压实地表。施工人员可选用冲击压路及对原地表进行平整压实，根据路基冲击碾压施工方案执行具体压实措施，确保平整度在15mm以内，压实度在92%以上。

2.2 铺设底层土工格栅

施工人员要在平整下承层上全宽铺设土工格栅，用木桩将土工格栅铺设范围标示完以后进行铺设施工，铺网时从施工路段的一端开始，铺设保持垂直路线。土工格栅要求平整顺直的进行铺设，不允许出现坑洼、褶皱或扭曲，且与下承层紧贴，两侧宽度与路基宽度保持相同，在斜坡铺设土工格栅时要保证具有适当的松紧度。土工格栅铺设时需要将足够的锚固长度预留在路堤两边，在压实填料面上回折覆裹，回折锚固长度控制在2m左右，外侧覆盖一层土，防止出现人为破坏，保障土工格栅的整体性。土工格栅的连接方式可采用搭接法、黏接法或缝接法，缝接法可用交织的高强聚丙烯带连接相邻两幅土工格栅，缝接宽度控制在5cm以上；搭接法一般采用U形钉进行固定，搭接宽度控制在大于30cm且小于90cm范围内；黏接法的黏接宽度必须大于5cm，黏接强度超过合成材料的抗拉强度。

2.3 土方填筑

完成底层土工格栅铺筑后，需要进行路基填土，填料需要分层摊铺、分层碾压，所选用土方要进行取样检验，确保其符合施工要求。为了防止运输车辆调头或碾压后破坏土工格栅，土方填筑可采取滚填方式完成。施工人员可采用轻型推土机或前置式装载机摊铺土方，根据土的最大松铺厚度合理控制土方填筑厚度，其中填石路堤控制在50cm以下，土方路堤控制在30cm以下，随后通过压路机碾压路基，确保填筑碾压符合路基土方压实的规范要求。

2.4 上层土工格栅铺筑

土方填筑碾压合格后，铺设上层土工格栅，上、下层接缝应交替错开，错开长度控制在50cm以上。宽度需要与填土层顶宽保持一致，铺设要求及连接方式等同于底层土工格栅铺设要求。针对部分路段需要做沉降观测，可在地表埋设沉降仪，控制路堤填料速率，并对侧向位移和沉降情况加强观测，避免出现路堤失稳。

完成上述作业后，需再将一层土料填筑在其表面，防止被破坏或丢失。填筑该层土方时必须严格按照路基土方填筑厚度和碾压要求完成，松铺厚度控制在30cm以内。施工单位可以使用平地机按层厚摊铺平整填料，每一填层顶面局部高差控制在10cm以内，确保土工格栅紧密内贴土面。在填筑完土方后，需要进行分层碾压。施工人员可选用推土机、铲动机或压路机进行碾压，压实作业不允许使用羊脚压实机械，防止对土工格栅造成损坏。碾压时坚持“从两侧向中心”的顺序，不允许进行反向顺序碾压和横向行驶碾压，行间保持50cm的重叠，纵向碾压保持10m左右重叠区段。

2.5 验收

完成软土地基处理后，需要按照相关要求对填层的密度、地基的压实度等参数进行检测，确保其符合指标要求，对于不达标的路基需要加强碾压，直至合格后做好边坡防护工程，及时整修边坡。

3 路基加宽施工中土工格栅质量控制

1）按照要求铺设、固定平整的下承层，铺设时土工格栅紧贴下承层，严禁出现扭曲、重叠以及折皱现象。

2）材料强度高的方向应垂直路基的中心线进行铺设，土工格栅铺设后第一层填料之间的间隔时间控制在1周以内，采用无棱角的细粒料作为第一层填料，填土时要从中间向两边对称进行，通过填土来保持土工格栅的受拉状态。

3）在土工格栅上卸土时高度控制在1m以内，避免局部出现不均匀下陷，严禁机械在未压实的填料表面走动。路基碾压可选用平碾施工方式，车辙深度控制在5cm以下。铺设完土工格栅后需要覆盖48小时，避免高温或强光下出现老化受损情况。土工格栅的上、下填料最大粒径要控制在路床和路堤范围粒径要求以内，而且距离格栅层8cm内的填料粒径控制在6cm以下，铺设完每层土工格栅和填料后需要对其平整度、宽度以及厚度进行认真检查，确保其与施工要求相符。

4 结束语

综上所述，新老路基搭接是否合理将直接影响到道路改造中路基加宽的质量。最常见的方式就是在老路基边坡上进行台阶开挖或将土工格栅铺设到台阶上，促使新老路基形成一个整体，在加宽公路路基时，因堤身压密变形与地基沉降等问题，新加宽路基沉降变形情况较为严重，这种情况下，将加大新、旧路基的沉降差。将土工格栅加筋技术应用到公路路基施工中，可以有效降低新、旧路基的沉降量，提高路基的稳定性，为公路工程施工整体质量的提升提供可靠的保障。

参考文献

[1]沈立森，杨广庆，程和堂，郑瑞君，陈君朝.高速公路路基加宽土工格栅加筋优化技术研究[J].岩土工程学报，2013（04）.

[2]金立东.余欣涛.土工格栅加筋优化技术在高速公路路基加宽工程中的应用[J].交通世界（建养.机械），2015年09期.