土工格柵的主要性能及其在路基工程中的應用

褚雙義

（山西一建集團有限公司，山西 太原 030000）

1 土工格柵的主要性能

土工格柵的主要性能包括物理性能：單位面積質量、網孔尺寸、肋寬；力學性能：拉伸性能、剪切性能、拉拔性能；耐久性：蠕變特性、老化性能、耐腐蝕性等。

1.1 物理性能

可直觀觀測和量測的性質稱為物理性質，就土工格柵而言，物理性質有單位面積質量，肋條數量，節點厚度、節點數量，網孔尺寸等[1]。土工格柵雖肋條較粗但輕質,它的網孔大小均勻，肋條厚度較節點厚度小。

1.2 力學性能

土工格柵的力學性能主要包括抗拉強度[1]、拉拔性能和抗剪強度。土工格柵的抗拉強度是通過肋條抗拉強度、格柵寬幅抗拉強度以及節點抗拉強度三方面的內容進行綜合評價的。肋條抗拉強度是指單個肋條受拉破壞時的強度；格柵寬幅抗拉強度指對具有一定寬度和長度的土工格柵進行拉伸試驗破壞時的強度；節點抗拉強度指將夾具直接夾住某個節點的橫向肋條和縱向肋條進行拉伸破壞后的強度。單向土工格柵，縱向的抗拉強度、拉伸模量都很高。雙向土工格柵，在縱、橫向上抗拉強度都很大。三向土工格柵不僅在縱、橫向有很大的抗拉強度，在與縱向呈60°方向上也有很高的抗拉性能[2]。

土工格柵的剪切強度指在直接剪切試驗中測得的最大剪應力，通過直接剪切試驗還可以獲得土工格柵的粘聚力以及內摩擦角。

土工格柵的拉拔強度是指在拉拔試驗中所能達到的最大應力，由土工格柵橫向肋條前的主動阻力，橫向肋條和縱向肋條上下面的剪切強度三部分組成。

1.3 耐久性

土工格柵的耐久性包括耐堿性、耐酸性，耐腐蝕性，蠕變特性以及老化性能等。

應力不變，應變隨時間變化的現象稱為蠕變[3]。使用土工格柵作為加筋材料的過程中，蠕變的發生不可避免，但是在建筑的使用期限內，其蠕變應該有一定的限值，不可超過此值，因此在工程實踐中需要對設計荷載進行折減。

老化是指在土工格柵的使用過程中，因為受到光、熱、氧等因素的作用，導致它的化學成分和分子排列結構發生變化，從而造成土工格柵的強度變低的現象。格柵的老化不僅會增加工程建設的成本，也會造成一些工程事故，因此在土工格柵的使用過程中，需要注意避免陽光直射。

2 土工格柵在路基應用的施工流程

2.1 施工準備

按設計要求選購土工格柵，按規范要求對土工格柵進行試驗檢測。合格后方可用于工程。

2.2 測量放樣

對原地面進行復測，嚴格按照施工圖放樣, 對路基用地界、路堤坡腳等具體位置標識清楚。

2.3 下承層處理

原地面表層腐殖土、樹根等清理完畢后，利用振動壓路機對地基表層進行振動壓實。下承層平整度≤15mm, 壓實度≥93%, 并剔除表面堅硬和樹狀突起物。

2.4 開挖臺階

當原地面坡度陡為1∶5～1∶2.5 時，原地面應挖寬度不小于2 m 的臺階，并設置2%～4%內傾斜橫坡，臺階根部宜采用小型夯實機夯實[4]。

2.5 鋪設土工格柵

單層土工格柵鋪設時應順直，不得出現褶皺、扭曲、重疊等問題，且搭接寬度應≥50cm。雙層土工格柵鋪設時，上、下層接縫應錯開，并且縱、橫向搭接長度應≥50cm[5]。鋪設施工過程中應防止土工格柵受損，且出現破損時應及修補或更換。

2.6 攤鋪和壓實

在48h 內按照路基“先輕后重、先慢后快、縱向進退、輪跡重疊”的碾壓原則，利用重型或振動壓路機對鋪設完的土工格柵進行碾壓夯實。宜采用人工振動夯實對路基邊緣0.5 m 范圍內的填料進行壓實, 減小對路基邊緣的擾動。

3 土工格柵在路基中的應用

3.1 凍土路堤加筋

多年凍土地段，采用土工格柵工藝后,在荷載作用下，利用雙向土工格柵的特性，即在荷載作用下，縱、橫向的嵌鎖咬合力、摩擦力會增大，增大的摩擦力，再通過土體的拉應力將荷載力全部轉移到鋼筋體上，而承受了拉力作用的鋼筋體會和其間承受壓力的土體產生作用,使黏聚作用和嵌固作用在兩者之間明顯增加,從而增加土體內的土質密度,使路堤強度、剛度、穩定性均有提高[6]。

3.2 加筋土擋土墻

加筋土是指在土中加入筋材形成的復合土，利用加筋材料與土體之間的摩擦力，提高土體的強度、承載力、穩定性等性能。加筋原理即將土體中的筋材看作錨固體系，束縛土的變形，利用筋土之間的摩擦力使主動區的土體所受到的土壓力與被固定在穩定區的土體的摩阻力相平衡，從而增強土體的穩定性，即筋土之間的摩擦力防止加筋材料被拉出，從而通過加筋材料將土壓力傳到穩定區。

4 結語

土工格柵在路基工程中的應用能有效增強路基的結構強度與使用性能，可有效控制和預防路基出現的開裂、沉降、結構不穩定的問題，能延長路基的使用壽命。相信在未來的工程中，土工格柵的應用將會發揮出更加良好作用，為我國工程建設與使用安全提供更好保障。