公路路基加寬土工格柵加筋技術(shù)研究

吳超、魏巍

（江西公路交通工程有限公司，江西 南昌330000）

0 引言

公路路基加寬屬于系統(tǒng)性的工程，路基加寬對(duì)路基承載力有著很嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，如何才能夠提高路基的加寬質(zhì)量是當(dāng)前相關(guān)工程人員熱議的一個(gè)話題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，土工格柵加筋技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用可以滿足路基加寬工程質(zhì)量要求，所以對(duì)土工格柵加筋技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)出切實(shí)有效的方案對(duì)工程項(xiàng)目的開(kāi)展有著積極作用。

1 土工格柵與土相互作用機(jī)理

土工格柵為目前新研發(fā)和應(yīng)用的強(qiáng)度較高的土工合成材料，制作成本較低、種類繁多、質(zhì)量小，整體性能較高，能夠滿足多種條件的應(yīng)用，設(shè)計(jì)壽命可以達(dá)到120年，所以是工程首選的施工材料。土工格柵是當(dāng)前路基改擴(kuò)建施工中極為常見(jiàn)的一種材料，其結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越，延伸率好，抗拉強(qiáng)度性能較高，耐老化水平高，具備非常高的耐酸堿、耐腐蝕性能，物理與化學(xué)特性穩(wěn)定，抗變形能力高，在施工中效果較好。土工格柵的抗拉性能較好，新老路基臺(tái)階部位上進(jìn)行土工格柵的鋪設(shè)施工，綜合分析土體與土工格柵摩擦阻力因素，可以制約土體變形。土工格柵具備較高抗拉性能，橫斷面不均勻沉降減輕，促進(jìn)新老路基結(jié)合性能的提高，從而滿足當(dāng)前的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2 工程概況

某公路項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，近年來(lái)交通通行量日益增多，該公路項(xiàng)目處于運(yùn)量飽和的狀態(tài)，急需進(jìn)行加寬擴(kuò)建施工。該項(xiàng)目的總長(zhǎng)度為165km，由雙向四車道拓寬為雙向八車道。本文以其中一個(gè)長(zhǎng)度為5km的路段展開(kāi)分析，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，其粉土厚度為4.5m、淤泥質(zhì)土厚度為5.7m。

3 公路路基加寬土工格柵加筋施工要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

在高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目開(kāi)始施工前，準(zhǔn)備階段需要進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)和分析，了解當(dāng)?shù)氐牡孛蔡攸c(diǎn)，分析了解地形狀況，掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的氣候條件等因素，在綜合分析氣溫、無(wú)霜期、降雨量等多項(xiàng)數(shù)據(jù)后，確定合理的建設(shè)施工方案。全面調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)水文條件，比如河流的狀況，包含流域面積、徑流量大小、水位數(shù)據(jù)等，綜合性分析自然環(huán)境，同時(shí)對(duì)于當(dāng)?shù)氐氖┕げ牧?、車流量等方面展開(kāi)深入分析，所有施工材料的選擇都要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，保證質(zhì)量完全達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)。在上述工程資料收集結(jié)束后，設(shè)計(jì)人員匯總分析，使設(shè)計(jì)方案更具科學(xué)性與合理性，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

3.2 放樣

路基邊坡線需要以設(shè)計(jì)方案作為基礎(chǔ)，增加0.5m的寬度，平整基土通過(guò)機(jī)械與人工方式聯(lián)合進(jìn)行施工，先使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)施工，達(dá)到一定的緊密度要求，并且開(kāi)啟振動(dòng)功能反復(fù)震蕩碾壓處理。邊角部位采取人工方式壓實(shí)施工，所有部位都達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 鋪設(shè)土工格柵

按照目前國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)要求，在施工前需要全面落實(shí)土工格柵的質(zhì)量檢查，只有達(dá)到工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才能投入到工程中使用，防止因?yàn)椴牧腺|(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生嚴(yán)重的缺陷。根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化要求，做好現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量、放樣管理工作。將施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)存在的任何雜物清理干凈，對(duì)于施工地點(diǎn)做平整處理。根據(jù)施工方案的要求開(kāi)始土工格柵鋪設(shè)施工，邊界測(cè)量后確保處于8～13cm內(nèi)，如果有些土工格柵要進(jìn)行捆綁作業(yè)，在捆綁時(shí)距離控制在13cm以內(nèi)。鋪設(shè)施工環(huán)節(jié)，保證格柵達(dá)到連接強(qiáng)度性能要求，如有必要，使用工具完成固定處理。土工格柵鋪設(shè)前，土層要達(dá)到平整性要求，表面不會(huì)存在尖銳突出物。此外，土工格柵鋪設(shè)一次性完成，不能在搭接部位上反復(fù)鋪設(shè)施工，接縫間距控制在30cm以內(nèi)，保證鋪設(shè)施工質(zhì)量合格。

3.4 填土

土工格柵全部鋪設(shè)施工結(jié)束后，每層填筑之后要及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)處理，并且由質(zhì)量檢查人員進(jìn)行壓實(shí)度的檢測(cè)，確保符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求才能開(kāi)展后續(xù)施工；沒(méi)有進(jìn)行填料鋪設(shè)前，禁止任何車輛進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果和工程記錄，選擇最佳壓實(shí)施工設(shè)備，并且確定合適的碾壓速度、碾壓遍數(shù)等參數(shù)。壓實(shí)施工環(huán)節(jié)，不可給土工格柵造成任何損壞，以免產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，保證土工格柵鋪設(shè)施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)[2]。

3.5 壓實(shí)控制

壓實(shí)施工前，確定合適的碾壓設(shè)備、合理組合方式尤為重要，且要做好碾壓遍數(shù)、碾壓速度、含水量等參數(shù)的檢測(cè)和控制。在正式開(kāi)展作業(yè)前，明確相關(guān)技術(shù)參數(shù)，做好全面管控，同時(shí)做好試驗(yàn)分析，保證碾壓施工符合工程的要求，為工程壓實(shí)度性能的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此次工程項(xiàng)目壓實(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)表2。在項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)，應(yīng)用的是6～10t壓路機(jī)進(jìn)行全面的碾壓施工，通過(guò)膠輥壓路機(jī)進(jìn)行再次壓實(shí)，確保碾壓輪和材料緊密接觸，保證施工作業(yè)區(qū)域內(nèi)不會(huì)有其他車輛通行，否則將會(huì)導(dǎo)致筋材位移，影響工程的質(zhì)量。

3.6 路基不同沉降量的過(guò)渡處理

根據(jù)此次工程的施工要求，在填挖結(jié)合的位置上應(yīng)用的是GSZ60-60類型的土工格柵，根據(jù)工程的情況，應(yīng)用的是雙向超過(guò)40kN/m類型的土工格柵。土工格柵鋪設(shè)施工位置的確定尤為重要，應(yīng)該達(dá)到穩(wěn)固性、安全性的要求，所以新舊路基結(jié)合部位放置土工格柵最佳，其可以保證路基結(jié)構(gòu)的性能合格。按照項(xiàng)目的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，在加寬新舊路基結(jié)合的位置上，進(jìn)行路基寬度參數(shù)的檢測(cè)，如果填筑高度在3m以上，采用鋼塑復(fù)合格柵效果好，鋪設(shè)在距離基頂20cm的位置上。進(jìn)行鋼塑土工格柵的技術(shù)參數(shù)檢測(cè)確定，達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。只有如此，才可以滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，延長(zhǎng)使用壽命[3]。

3.7 質(zhì)量控制要求

一是選擇具備較高技術(shù)水平的單位供應(yīng)施工材料，在投入使用前需要進(jìn)行全面的檢查，具備質(zhì)量證明文件、出廠合格，如果沒(méi)有這些技術(shù)資料，禁止投入到工程中使用。在施工環(huán)節(jié)制定出質(zhì)量控制體系，比如抽檢與復(fù)檢要求，如有必要，進(jìn)行跟蹤質(zhì)量檢測(cè)，直到符合工程的要求。二是全面落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的平整處理工作，保證基面的平整度合格，不會(huì)存在任何堅(jiān)硬凸起物，如果有任何不合格的情況，及時(shí)采取措施處理。三是做好土工格柵的質(zhì)量檢查和控制，所有原材料質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)做好強(qiáng)度、寬度、長(zhǎng)度等指標(biāo)的檢測(cè)，如果有任何質(zhì)量缺陷，禁止應(yīng)用到工程中。四是做好填料的篩選檢查工作，體積控制在合理的范圍內(nèi)，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，還要做好鋪設(shè)厚度的檢測(cè)，通常不會(huì)超過(guò)30cm，如果鋪設(shè)厚度超標(biāo)，碾壓質(zhì)量難以合格[4]。

4 沉降、穩(wěn)定性觀測(cè)分析

4.1 穩(wěn)定性觀測(cè)

在穩(wěn)定性觀測(cè)階段，若為普通路段相鄰的觀測(cè)斷面距離需要設(shè)置在100～200m之間，其他路段則按照項(xiàng)目特征設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)設(shè)備一般采用水準(zhǔn)儀、全站儀，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行收集，而后將信息數(shù)據(jù)反饋到設(shè)計(jì)部門，再由設(shè)計(jì)部門進(jìn)行全面分析，最終將參數(shù)結(jié)果遞交施工單位。觀測(cè)階段若觀察結(jié)果達(dá)到施工需求，則即可施工，并且做好全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

4.2 沉降觀測(cè)

在項(xiàng)目開(kāi)展的階段中，為了能夠切實(shí)地對(duì)路基的沉降情況有更為全面的了解，減少周圍情況對(duì)工程項(xiàng)目的質(zhì)量帶來(lái)的不利因素，需要根據(jù)實(shí)際情況做好全方面的沉降觀測(cè)、在觀測(cè)的階段中要從路基土工程項(xiàng)目開(kāi)始進(jìn)行隨機(jī)觀測(cè)，在觀測(cè)工作開(kāi)展的階段可以通過(guò)綜合利用工程標(biāo)高定位的水準(zhǔn)點(diǎn)作為觀測(cè)的基礎(chǔ)，同時(shí)根據(jù)通過(guò)路基沉降觀測(cè)的面對(duì)觀測(cè)的內(nèi)容以及控制范圍進(jìn)行全面的了解，確保各方面的沉降問(wèn)題能夠得到控制。需要注意的是在觀測(cè)的周期之內(nèi)需要根據(jù)實(shí)際要求對(duì)路基沉降的實(shí)測(cè)值進(jìn)行全面的計(jì)算，如果沉降實(shí)測(cè)值超出了設(shè)計(jì)范圍20%以上時(shí)，就需要及時(shí)找出相關(guān)的原因，做好地質(zhì)的復(fù)查考核并且按照實(shí)測(cè)的結(jié)果調(diào)整相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)，采取有效的措施進(jìn)行控制[5]。

5 結(jié)論

本文以某公路項(xiàng)目為案例展開(kāi)分析，深入了解公路路基加寬土工格柵加筋施工技術(shù)要點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)要求，總結(jié)出施工技術(shù)，得出如下結(jié)論：其一，老路基中心位置會(huì)因?yàn)樾侣坊钪┕ざa(chǎn)生“反彈”現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)路基加寬后，老路基的沉降量比較小，在新路基填筑施工環(huán)節(jié)，老路基會(huì)沿著中心向兩側(cè)出現(xiàn)沉降，所以加寬部位的路基沉降量較大。地表附加水平位移到新路基重心分界處，在老路坡腳區(qū)域上比較大，老路中心附近水平位移量為零，然后向外側(cè)移動(dòng)，附加水平位移量也會(huì)增大，在新路基中心位置上是最大值。其二，土工格柵彈性模量相對(duì)較大，加筋后效果得到提升，在彈性模量為1GPa以上時(shí)，隨著數(shù)值增大，加筋性能也會(huì)提升。其三，加筋層數(shù)越多，則會(huì)具備較高加筋效果，在3層時(shí)效果最好。其四，土工格柵加筋長(zhǎng)度越長(zhǎng)，加筋的質(zhì)量也會(huì)提升，在全路面鋪設(shè)時(shí)，綜合性能最好。