高速公路路基加宽项目中的土工格栅施工工艺

2021-06-05殷昕

工程建设与设计 2021年8期

殷昕

（中交一航局西南工程有限公司，广西玉林537000）

1 工程概况

某高速公路路基加宽工程全长8.24 km，平面线位基本拟合旧路中线布线，其中，K0+800～K3+840市政段路基宽度60 m，公路段路基宽度33 m，设计速度80 km/h，主路双向8车道，辅道双向4车道。针对本次路基加宽作业采用土工格栅施工工艺。

2 土工格栅概述

2.1 土工格栅技术原理及优点

土工格栅以聚丙烯等高分子聚合物为基础材料，在应用热塑或模压工艺后制得网格状屏栅。随着制备工艺的逐步成熟，现阶段的土工格栅类型已经颇为丰富，如塑料土工格栅、玻璃纤维土工格栅等均具有代表性。总体来看，土工格栅的应用优势主要有：强度大，在外力作用下无明显的变形现象；蠕变性较小，稳定性好；施工便捷，可在较短时间内完成铺设作业，提升施工效率；具有良好的耐腐蚀性和耐久性[1]。

通过土工格栅的设置，能够与土发生共同作用：（1）土工格栅的表面与土相接触，从而产生较强烈的摩擦作用；（2）肋条与结点相接触，此时存在被动阻抗作用；（3）网格的上下层填料间的作用，其特点在于能够对土起到锁定的效果。

2.2 土工格栅在路基加宽项目中的应用

在基于旧路基的改造工程中，可将土工格栅铺设在地基垫层和路面基层间。在多重作用关系下，土工格栅可限制土体的侧向滑动，有利于加固土体，提高其路基的抗剪强度和抗弯刚度，同时提高地基的承载力[2]。此外，由于土工格栅能够与土颗粒发生作用，存在上部荷载作用时，源自土体的部分竖向应力和水平应力被土工格栅所承担，使荷载应力的分布具有均匀性，可避免因应力过度集中而出现局部土体变形的现象，且新旧两部分土可结合为完整的整体，新旧路基的结合区域具有稳定性，无明显的不均匀沉降现象。基底垫层的渗水性能较佳，在受到上部荷载的作用后可以促进内部水的消散，达到排水固结的效果。土工格栅在软基中尤为适用。

3 路基加宽中土工格栅施工工艺要点

3.1 旧路拆除

旧路破除：在探明道路范围内构筑物及管线之后进行旧路破除及道路范围内建筑物拆除，采用油锤将建筑物及旧路结构层拆除，挖掘机装车，翻斗车将弃土运至指定场地，局部机械挖法施工处采取人工配合机械方式进行施工。

3.2 清表压实及下承层施工

精准确定施工范围，将现场的树木、杂草等各类杂物清理干净，通过抽水泵清理现场的积水，于待施工路基的两侧修筑排水沟，有效降低地下水位，避免地下水对现场施工带来影响。若现场存在长期处于浸水状态的软土或稳定性不足的淤泥，需全面开挖该部分并转运至指定堆放场所。

清表处理后组织土方的抛填作业，可铺0.2～0.3 cm厚的中粗砂，再通过压实的方式提高其密实性。加强质量检查，要求压实度须达到95%，平整度在15 mm以内。

3.3 铺设底层土工格栅

下承层的施工后设置木桩，确定具体施工范围，再于指定区域内铺设土工格栅（见图1）。铺设施工期间，应保证土工格栅具有平整、顺直的特点[3]，需要与下承层保持紧密贴合的关系，若在斜坡上铺设土工格栅，应当使其具有松紧度，纵横向抗拉强度≥50 kN/m，纵横向延伸率≤10%。为便于后续施工，在铺设土工格栅时应在路堤两边预留≥1.5 m的锚固长度，以便在压实填料面上回折覆裹。考虑到外界因素的影响，宜在外侧覆盖1层土，实现对土工格栅的防护，保证其具有完整性。土工格栅的连接方法较多，接缝法所用材料为高强聚丙烯带，接缝宽度以5 cm以上为宜；搭接法则普遍使用的是U形钉，经施工后实际搭接宽度应超过30 cm，但需控制在90 cm以内。

图1 土工格栅铺设图

3.4 土方填筑

在做好底层土工格栅的铺设作业后进入路基填土施工环节。按照分层的方式依次摊铺和碾压。运输车辆通行期间，受其自重的影响易导致土工格栅受损，为避免此问题宜采取滚填的方法。施工机械以轻型推土机或前置式装载机为宜，填石路堤厚度＜50 cm，土方路基厚度＜30 cm，经过填筑作业后再用压路机碾压，使填料具有稳定性与平整性。

3.5 铺设上层土工格栅

在土方填筑施工质量无误的前提下开始铺设上层土工格栅，要求上、下2层的接缝应错开50 cm以上。以填土层的顶宽为标准控制实际铺设宽度，并按照与底层土工格栅相一致的搭接方法完成搭接作业。此后于上方填筑土料，降低外界因素对土工格栅带来的不良影响。在该部分土方的填筑施工中，松铺厚度以30 cm以内为宜，可分层依次摊铺、碾压，每完成1层后随即检查，不可出现质量问题。碾压作业可利用压路机完成，但不宜采用羊脚压实机械，因其在运行期间对土工格栅的损伤较大。按照先两侧后中间的顺序碾压，行间重叠量控制为50 cm。

4 土工格栅施工期间的质量控制

4.1 总体质量控制

路基加宽的现场施工环境错综复杂，应全面落实质量控制措施。施工期间以现场情况为准动态优化施工方案，加强质量检查以及与设计要求的对比分析，若存在问题则及时处理。在经过路基加宽施工后，较薄弱的新旧路基结合区易出现差异性沉降现象，是此类工程中较为普遍的问题。对此，施工单位必须以主动的态度加强质量管控，落实到材料、机械、人员等方面，有秩序地组织路基加宽作业，保证每处的施工质量。

4.2 检验和保存

土工格栅材料的品种、规格及质量应满足设计要求，进场时应进行现场验收。（1）检验数量：同一厂家、品种、批号的土工格栅材料，每10 000m2为一批，不足10 000m2也按一批计，每批抽样检验一组。（2）检验方法：（1）检查每批产品出厂合格证、性能报告单。抽样检验土工格栅的每延米破断拉力（纵、横向）＞80 kN/m，破断伸长率（纵、横向）≤3%，2%伸长率时拉伸力为62 kN/m，肋条交叉点极限剥离力≥300 N。（2）在土工格栅区域范围内进行载荷试验，每个单位工程地基的载荷试验不少于3个点，承压板的面积≥1 m2。（3）填方施工应分层检测每一层碎石土的压实度，待压实系数符合要求后才能填筑上一层，每100 m2至少应有1点。

4.3 填筑材料的质量控制

填筑材料的质量将对后续施工带来明显的影响，因此，做好填料的质量控制工作势在必行。在路基加宽施工中，若新旧路基的填筑材料有所不同，在使用时间逐步延长之下，各材料的沉降以及变形均具有独特性，导致其难以达到同步沉降或变形的状态，路基平整性随之下降。对此，需以旧路基的填筑材料为准，采用与之相一致的材料，完成新路基的填筑作业。

4.4 机械设备的质量控制

在机械化施工背景下，高性能的施工机械能够提高生产力，在较短时间内保质保量完成工作。在路基加宽施工中需以实际施工情况为准，选择合适的摊铺机、压路机等相关机械设备，在运行前全面检查，保证其能够稳定运行，再协调好各项施工机械的作业关系，组成稳定可靠的机械群，通过专业人员的操作，充分发挥出施工机械的应用优势。在日常施工中需定期做好检维修工作，从源头上规避质量问题和安全隐患。

4.5 按要求铺设土工格栅

土工格栅在运输、存放期间严密遮盖，防止长期暴露在阳光下，铺开后应及时填筑填料。多雨季节施工时注意关注天气预报，遇下雨停止施工，提前做好防雨准备，施工作业面未完成封闭前遇雨应采用彩条布覆盖，防止雨水渗入土工格栅地基层。尽量减少土工格栅的切割量和缝合量，以避免浪费。

下承层应平整，摊铺时应拉直、平顺，紧内贴下承层，不得扭曲、折皱。铺设土工格栅，应在路堤每边各留一定长度，回折覆裹在已压实的填筑层面上，折回外露部分应用土覆盖。土工格栅的边接采用搭接时，搭接长度宜300～600 mm；采用缝接时缝接宽度应≥50 mm，缝接强度应不低于土工格栅的抗拉强度；采用黏结时其宽度应≥50 mm，强度不低于其抗拉强度。如为双层土工格栅上、下层接缝应错开，错开长度应＞500 mm。