淺析土工格柵在軟土地基處理中的應(yīng)用

摘 要：近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們對(duì)公路的安全性和穩(wěn)定性越來越重視。軟土地基作為公路施工中常見的不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)，具有較大的含水量和較高的壓縮性，不僅會(huì)影響公路的整體性能，而且會(huì)減少著道路的使用壽命。土工格柵因其特有優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于軟土地基處理中，其具有較高的施工效率、較低的施工成本以及可靠的施工質(zhì)量，能夠有效提升路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，最大限度的減少不均勻沉降，具有良好的應(yīng)用效果。本文以某公路工程為例，重點(diǎn)分析了軟土地基處理中土工格柵的施工準(zhǔn)備、施工工藝及質(zhì)量控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：土工格柵；軟土地基處理；施工準(zhǔn)備

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）17-0000-00

在我國(guó)內(nèi)陸湖泊、沿海地區(qū)、山區(qū)地帶等廣泛分布著以軟弱黏性土或淤泥為主的軟土地基，該地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較低的承載能力和較大的含水量，一旦處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致路堤失穩(wěn)或路基沉陷等病害的出現(xiàn)。利用土工格柵處理軟土地基能夠提高路基穩(wěn)定性，降低孔隙比，滿足道路強(qiáng)度要求，最大限度的控制不均勻沉降及局部剪切破壞問題，從而提高公路整體質(zhì)量，保證路面結(jié)構(gòu)完整，為車輛行駛提供安全、舒適的環(huán)境。

1 工程概述

本文以某公路工程為例，該公路全長(zhǎng)18.5km，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，為雙向四車道。公路沿線途經(jīng)多處不良地質(zhì)路段，其中湖泊眾多，河道交叉，周圍地基主要以沉積淤泥質(zhì)亞黏土為主，且地下水位較高。經(jīng)過技術(shù)人員的實(shí)地勘察，決定采用土工格柵處理軟土地基，利用土工格柵表面與土的摩擦作用和加筋補(bǔ)強(qiáng)作用來約束土體移動(dòng)和下沉，從而使施工條件得到改善，地基承載力大幅高。

2 軟基處理中土工格柵的施工準(zhǔn)備

2.1 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

在施工前，需要認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，仔細(xì)核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙，熟悉掌握施工技術(shù)，并提前在施工路段兩側(cè)修筑施工便道，為后期的材料運(yùn)輸和機(jī)械行駛提供便利。

2.2 材料準(zhǔn)備

為了保障工程質(zhì)量，施工人員需要對(duì)土工格柵進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，在購(gòu)買前對(duì)材料的供應(yīng)能力進(jìn)行調(diào)查，對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，所購(gòu)買材料必須具備合格證書、檢驗(yàn)報(bào)告單、詳細(xì)參數(shù)等，檢驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)入施工場(chǎng)地。砂墊層使用材料為中砂、粗砂或砂礫，砂礫中顆粒含量小于0.075mm的控制在5%以內(nèi)，且不含草根、垃圾等有機(jī)雜物。

2.3 技術(shù)準(zhǔn)備

施工前，技術(shù)人員需要對(duì)設(shè)計(jì)文件和圖紙進(jìn)行認(rèn)真熟悉，對(duì)路基土工合成處理工程施工技術(shù)規(guī)范準(zhǔn)確掌握，明白設(shè)計(jì)人員的真實(shí)意圖，并將施工技術(shù)要點(diǎn)和安全注意事項(xiàng)向施工人員進(jìn)行交底，組織工程負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員和施工人員開展崗前培訓(xùn)。在施工前需要進(jìn)行放樣作業(yè)，將土工格柵的鋪設(shè)位置用全站儀放出，設(shè)置明顯標(biāo)志，并報(bào)監(jiān)理人員復(fù)核。

2.4 壓實(shí)試驗(yàn)

需要選取一段軟土地基利用現(xiàn)有碾壓機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)作業(yè)，對(duì)施工工藝參數(shù)進(jìn)行確定。在完成壓實(shí)試驗(yàn)后，需要將最佳鋪土厚度、碾壓遍數(shù)和施工速度進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，對(duì)填筑后土方量變化率進(jìn)行核定，最后通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析確保所選施工方法和工藝流程具有經(jīng)濟(jì)性和合理性。

3 軟土地基處理中土工格柵施工工藝

為進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，規(guī)范施工工藝，具體施工流程如圖1所示。

3.1 清表壓實(shí)

施工前，應(yīng)將路基范圍內(nèi)的樹木、雜草、白色垃圾等雜物清除干凈，通過抽水泵抽干地表積水或水塘地段，并在路基兩側(cè)開挖排水溝，以便于降低地下水位，然后對(duì)長(zhǎng)期浸水的軟土和淤泥進(jìn)行開挖并運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。完成地表清理后，拋填合格的土方，并將中粗砂在土方表層鋪0.2—0.3cm的厚度，最后壓實(shí)地表。施工人員可選用沖擊壓路及對(duì)原地表進(jìn)行平整壓實(shí)，根據(jù)路基沖擊碾壓施工方案執(zhí)行具體壓實(shí)措施，確保平整度在15mm以內(nèi)，壓實(shí)度在92%以上。

3.2 鋪設(shè)底層土工格柵

施工人員要在平整下承層上全寬鋪設(shè)土工格柵，用木樁將土工格柵鋪設(shè)范圍標(biāo)示完以后進(jìn)行鋪設(shè)施工，鋪網(wǎng)時(shí)從施工路段的一端開始，鋪設(shè)保持垂直路線。土工格柵要求平整順直的進(jìn)行鋪設(shè)，不允許出現(xiàn)坑洼、褶皺或扭曲，且與下承層緊貼，兩側(cè)寬度與路基寬度保持相同，在斜坡鋪設(shè)土工格柵時(shí)要保證具有適當(dāng)?shù)乃删o度。土工格柵鋪設(shè)時(shí)需要將足夠的錨固長(zhǎng)度預(yù)留在路堤兩邊，在壓實(shí)填料面上回折覆裹，回折錨固長(zhǎng)度控制在2m左右，外側(cè)覆蓋一層土，防止出現(xiàn)人為破壞，保障土工格柵的整體性。土工格柵的連接方式可采用搭接法、黏接法或縫接法，縫接法可用交織的高強(qiáng)聚丙烯帶連接相鄰兩幅土工格柵，縫接寬度控制在5cm以上；搭接法一般采用U形釘進(jìn)行固定，搭接寬度控制在大于30cm且小于90cm范圍內(nèi)；黏接法的黏接寬度必須大于5cm，黏接強(qiáng)度超過合成材料的抗拉強(qiáng)度。

3.3 土方填筑

完成底層土工格柵鋪筑后，需要進(jìn)行路基填土，填料需要分層攤鋪、分層碾壓，所選用土方要進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，確保其符合施工要求。為了防止運(yùn)輸車輛調(diào)頭或碾壓后破壞土工格柵，土方填筑可采取滾填方式完成。施工人員可采用輕型推土機(jī)或前置式裝載機(jī)攤鋪土方，根據(jù)土的最大松鋪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，隨后通過壓路機(jī)碾壓路基，確保填筑碾壓符合路基土方壓實(shí)的規(guī)范要求。

3.4 上層土工格柵鋪筑

土方填筑碾壓合格后，鋪設(shè)上層土工格柵，上、下層接縫應(yīng)交替錯(cuò)開，錯(cuò)開長(zhǎng)度控制在50cm以上。寬度需要與填土層頂寬保持一致，鋪設(shè)要求及連接方式等同于底層土工格柵鋪設(shè)要求。針對(duì)部分路段需要做沉降觀測(cè)，可在地表埋設(shè)沉降儀，控制路堤填料速率，并對(duì)側(cè)向位移和沉降情況加強(qiáng)觀測(cè)，避免出現(xiàn)路堤失穩(wěn)。

完成上述作業(yè)后，需再將一層土料填筑在其表面，防止被破壞或丟失。填筑該層土方時(shí)必須嚴(yán)格按照路基土方填筑厚度和碾壓要求完成，松鋪厚度控制在30cm以內(nèi)。施工單位可以使用平地機(jī)按層厚攤鋪平整填料，每一填層頂面局部高差控制在10cm以內(nèi)，確保土工格柵緊密內(nèi)貼土面。在填筑完土方后，需要進(jìn)行分層碾壓。施工人員可選用推土機(jī)、鏟動(dòng)機(jī)或壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，壓實(shí)作業(yè)不允許使用羊腳壓實(shí)機(jī)械，防止對(duì)土工格柵造成損壞。碾壓時(shí)堅(jiān)持“從兩側(cè)向中心”的順序，不允許進(jìn)行反向順序碾壓和橫向行駛碾壓，行間保持50cm的重疊，縱向碾壓保持10m左右重疊區(qū)段。

3.5 驗(yàn)收

完成軟土地基處理后，需要按照相關(guān)要求對(duì)填層的密度、地基的壓實(shí)度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合指標(biāo)要求，對(duì)于不達(dá)標(biāo)的路基需要加強(qiáng)碾壓，直至合格后做好邊坡防護(hù)工程，及時(shí)整修邊坡。

4 軟基處理中土工格柵施工質(zhì)量控制

（1）按照要求鋪設(shè)、固定平整的下承層，鋪設(shè)時(shí)土工格柵緊貼下承層，嚴(yán)禁出現(xiàn)扭曲、重疊以及折皺現(xiàn)象（表1）。

（2）材料強(qiáng)度高的方向應(yīng)垂直路基的中心線進(jìn)行鋪設(shè)，土工格柵鋪設(shè)后第一層填料之間的間隔時(shí)間控制在1周以內(nèi)，采用無棱角的細(xì)粒料作為第一層填料，填土?xí)r要從中間向兩邊對(duì)稱進(jìn)行，通過填土來保持土工格柵的受拉狀態(tài)。

（3）在土工格柵上卸土?xí)r高度控制在1m以內(nèi)，避免局部出現(xiàn)不均勻下陷，嚴(yán)禁機(jī)械在未壓實(shí)的填料表面走動(dòng)。路基碾壓可選用平碾施工方式，車轍深度控制在5cm以下。鋪設(shè)完土工格柵后需要覆蓋48小時(shí)，避免高溫或強(qiáng)光下出現(xiàn)老化受損情況。土工格柵的上、下填料最大粒徑要控制在路床和路堤范圍粒徑要求以內(nèi)，而且距離格柵層8cm內(nèi)的填料粒徑控制在6cm以下，鋪設(shè)完每層土工格柵和填料后需要對(duì)其平整度、寬度以及厚度進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保其與施工要求相符。

5 結(jié)語

綜上所述，一些公路由于地勢(shì)低洼、排水不暢、路基不穩(wěn)等原因形成了軟土地基，這些路段不僅影響著公路的穩(wěn)定性和安全性，而且降低了公路的使用壽命。軟土加固的主要目的是提高軟基的強(qiáng)度和承載力，減少局部剪切破壞，在合理范圍內(nèi)控制路基沉降。通過運(yùn)用土工格柵技術(shù)，其能夠依靠表面摩擦和網(wǎng)孔之間咬合互鎖作用構(gòu)成一個(gè)高效的應(yīng)力傳遞機(jī)制，不僅使填方土料的抗剪強(qiáng)度和中期的整體性得到明顯增強(qiáng)，而且使土質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)得到有效改善，同時(shí)有效縮短施工周期，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，在公路軟土地基處理中具有很高的推廣價(jià)值。

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收稿日期：2018-06-19

姓名：朱建剛（1978—），男，河南信陽人，本科，工程師，研究方向：交通工程（公路橋梁工程）。