淺談土工格柵在軟土地基路橋過渡段中的應(yīng)用

摘 要:首先闡述土工格柵在公路軟土地基路橋過渡段中的基本作用及原理、施工要點(diǎn)，并以紹諸高速公路項(xiàng)目土建第四合同段為例，介紹土工格柵的具體運(yùn)用情況，重點(diǎn)介紹土工格柵在工程所起的主要作用及原理，得出了一些有益的結(jié)論，希望能為后續(xù)公路工程施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞:土工格柵 軟土地基 路橋過渡段

中圖分類號:U2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)01(a)-0092-01

1 引言

國內(nèi)長沙理工大學(xué)率先提出用士工格柵加筋土技術(shù)，解決橋臺臺背填料沉降的方法，在多條高速公路得到了應(yīng)用，結(jié)果表明加筋起到了有效消除橋頭跳車的目的，使用效果良好。

本論文主要結(jié)合個(gè)人的工作經(jīng)歷，在進(jìn)一步認(rèn)識土工格柵的基本作用和原理、施工要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，闡明土工格柵在紹諸高速公路項(xiàng)目路橋過渡段的運(yùn)用情況，并總結(jié)土工格柵在路橋過渡段中所起的主要作用和施工經(jīng)驗(yàn)，以便為后續(xù)工程施工提供一定的參考。

2 土工格柵處治的基本作用及其原理和施工要點(diǎn)

2.1 土工格柵的基本作用及其原理

土工合成材料在公路軟土地基處理施工中的主要作用是反濾、排水、隔離、加固強(qiáng)化及防護(hù)等。

軟土地基路橋過渡段中，土工格柵處治橋頭跳車的原理是，在填土中沿路線方向分層平鋪土工格柵，格柵層的一端固定于橋臺，另一段與臺背連接，利用土工格柵變形的連續(xù)性及其高強(qiáng)度、高彈性、大變形特性，將車輛荷載及上部土體的自重荷載部分傳遞到橋臺，在臺背局部范圍內(nèi)，分層阻止填料沿臺背沉降，與此同時(shí)，通過格柵與土體的相互作用，改善局部荷載作用下土體內(nèi)部的受力狀態(tài)，將荷載擴(kuò)散到一個(gè)較大的范圍內(nèi)，從而達(dá)到減少外部荷載對土體的壓縮沉降，延長沉降特征長度，使臺背與填土交界部位的階梯狀沉降變?yōu)檫B續(xù)漸變沉降。

2.2 土工格柵處治的施工要點(diǎn)

2.2.1 土工格柵的攤鋪

分層鋪設(shè)土工格柵，攤鋪方向是將格柵自臺背沿路線縱向展開，并按所需長度截?cái)唷Ｍ凉じ駯派喜繉娱g距為75cm，下部層間距為100cm。若橋臺與線路斜交，應(yīng)將格柵靠橋臺一端的端部截成與斜交角相同的角度，保證格柵鋪向與線路走向平行。

2.2.2 土工格柵的張拉、定位和錨固

先將土工格柵靠橋臺一端用膨脹螺釘或預(yù)埋螺桿錨固在臺背，然后用一帶鉤橫梁將土工格柵張緊，使之產(chǎn)生2%～4%的伸長率，后用U型釘定位，再將土工格柵用膨脹螺釘錨固于橋臺兩側(cè)的翼墻上(膨脹螺釘間距不大于1m)。

2.2.3 土工格柵的搭接、鋪設(shè)

對于每層土工格柵，相鄰的兩幅應(yīng)相互搭接，搭接寬度以不小于20 cm為宜， 并應(yīng)用尼龍繩呈“之”字形穿綁連為一體。土工格柵的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.2.4 填料的施工及檢測

土工格柵鋪好后，可在填料與臺背交界部位填筑20cm厚的級配碎石，以便于臺背排水。填料顆粒粒徑小于3cm，每層松鋪厚度≤20cm，整平后用12t以上壓路機(jī)靜壓初壓2遍，再用振動式壓路機(jī)碾壓，直至壓實(shí)度符合《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》的要求，碾壓時(shí)嚴(yán)格控制填料的含水量，在達(dá)到最佳含水量+2%以內(nèi)的含水量時(shí)，方可進(jìn)行碾壓，否則應(yīng)進(jìn)行翻曬。在橋臺和翼墻附近等大型壓路機(jī)碾壓不到的部位還應(yīng)采用電動打夯機(jī)夯實(shí)，以確保其壓實(shí)度。在施工過程中，對回填質(zhì)量應(yīng)進(jìn)行檢測，所檢測的內(nèi)容包括填料常規(guī)的物理指標(biāo)和壓實(shí)度等。

3 工程實(shí)例

紹諸高速公路工程，東起上虞市沽渚，終于諸暨高湖沿，全長約62.56公里，工程全線總投資約46.74億元，共分為10個(gè)土建合同段(SZTJ01～SZTJ10)。其中軟土地基土工合成材料處理路段長9.546km，路橋過渡段主要采用預(yù)應(yīng)力管樁+土工格柵、塑料套管樁+土工格柵等方法進(jìn)行處理。

3.1 土工格柵具體應(yīng)用情況

本人所在的土建第四合同段SZTJ04(K17+000～K22+920)中，以平水互通主線橋(K18+360～K19+460)為例，主要采用的是綜合防治措施，在路橋過渡段中的分布如下:

K18+360～K18+375塑料套管樁+砂墊層+土工格柵;K18+463～K18+478、K18+725～K18+740預(yù)應(yīng)力管樁+砂墊層+土工格柵。

具體做法為:在塑料套管樁/預(yù)應(yīng)力管樁的蓋板上鋪設(shè)一層或兩層高強(qiáng)鋼絲格柵，鋪設(shè)前先整平場地，鋪設(shè)砂墊層。對于高強(qiáng)鋼絲格柵，要求其縱向拉伸強(qiáng)度100KN/m，橫向拉伸強(qiáng)度100KN/m，節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度2100N，延伸率4%。同時(shí)，在軟土路基路橋過渡段設(shè)置沉降板、護(hù)管和位移邊樁，對施工過程中的沉降和工后沉降進(jìn)行觀測。

3.2 土工格柵的基本作用及其原理分析

3.2.1 排水作用

紹諸高速公路軟土地基處理施工的設(shè)計(jì)中，軟土地基路段在進(jìn)行換填的基礎(chǔ)上，并未將土工格柵直接設(shè)置在其表面，而是先設(shè)置40cm砂墊層后，再進(jìn)行鋪設(shè)。這主要是為了使土工格柵的排水作用得到充分發(fā)揮。

3.2.2 隔離作用

紹諸高速公路將土工格柵設(shè)置在復(fù)合土工布的上層，防止和避免了因混雜而產(chǎn)生不良的效果。隔離的填料與下層的軟土地基形成了一層防水保護(hù)層，下層毛細(xì)水及滲(涌)水不會反射到上層填料內(nèi)，形成了一定的隔離層。

3.2.3 加固和補(bǔ)強(qiáng)作用

在紹諸高速公路第四合同段中，由于土工格柵的節(jié)點(diǎn)厚度遠(yuǎn)大于筋條厚度，加大了與土體顆粒的機(jī)械咬合作用，并通過網(wǎng)形成拉壓應(yīng)力，使嵌鎖土體形成壓縮和包裹作用，并且按照設(shè)計(jì)將土工材料進(jìn)行反包回折的方式，以進(jìn)一步防止側(cè)向擠出，從而減小側(cè)向變形，增大路基穩(wěn)定性，最終起到加固和補(bǔ)強(qiáng)作用。

經(jīng)過分析可知，在軟土路基路橋過渡段中，土工格柵的加固和補(bǔ)強(qiáng)作用，對有效控制差異沉降，從而消除橋頭跳車所起的作用最大。

沉降觀測結(jié)果顯示，通過以上方法處治的軟土路基路橋過渡段，其沉降差均在交通部《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的允許范圍之內(nèi)，說明以上方法在處治路橋過渡段軟土路基差異沉降方面效果較為理想，具有很好的推廣價(jià)值。

4 結(jié)論

綜上所述，在軟土路基路橋過渡段中，只要合理設(shè)計(jì)和施工，應(yīng)用土工格柵即能有效控制差異沉降，最終到達(dá)消除橋頭跳車的目的。

參考文獻(xiàn)

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