路基加寬施工中土工格柵加筋技術優化

羅 敏

（赫山區公路建設養護中心,湖南 益陽 413000）

我國道路交通的快速發展有力推動了社會經濟的發展，但是隨著交通運輸需求的持續增長，使用年限較長的道路需要加寬路基，以提高路基質量和載荷。而路基加寬不均勻沉降是一個關鍵問題，可以使用土工格柵加筋技術來增強土體結構，從而提高路用性能[1]。本文對土工格柵加筋技術的優勢進行了簡要介紹，在此基礎上結合某公路改擴建工程，探討土工格柵加筋施工技術的關鍵參數及施工優化措施，對于提高我國公路路基加寬施工質量，推動公路改擴建工程建設具有一定的參考意義。

1 公路工程應用土工格柵加筋技術的優勢

（1）隨著我國交通運輸總量的不斷增長，建成年代較久的公路難以有效滿足交通需求[2]。改擴建原有公路比新建公路更快捷，成本更低。在道路改擴建工程中，加寬現有路基是常見的改擴建方式，而土工格柵加筋的設計使用年限可長達130年。

（2）在道路改擴建項目中合理使用土工格柵加筋，可以有效控制新舊路基銜接處的土體側移，從而有效控制不均勻沉降，進而保證路基加寬施工效果。

（3）土工格柵網孔中上下集料之間會相互作用、相互嵌擠，從而增強土體的內部穩定性，進而提升路基加寬填土質量。

2 路基加寬項目概況

（1）某高速公路K段施工設計要求，在縱向新舊路基銜接處的路基底層布設3層土工格柵，旨在防止路基不均勻沉降；現有路面寬度12 m，加寬后達到18 m，采取路兩邊同時加寬的方式施工[3]。

（2）該公路路基土體主要由中度風化的泥巖組成，原有路基主要由硬質黏土組成。

（4）經勘測調查，擬將K275+000～K275+378、K278+519～K280+000、K280+600～K280+220和K360+600～B361+120作為土工格柵加筋施工試驗段，具體工程量見表1 。

表1 施工段落參數

3 應用有限元分析優化土工格柵施工設計參數

3.1 建立有限元模型

（1）通過建模進行有限元分析，根據強度折減法求得公路路基穩定系數為1.57，以滿足施工設計要求。因此，本次有限元分析無須考慮路基的整體穩定性。

（2）本次加寬路基的路堤二維設計，見圖1。

（3）根據上圖給出的二維路堤設計情況，對土工格柵加筋施工進行三維有限元建模，模型分為四層，從上到下分別為瀝青路面、黏土填土層、原有路基、地基巖層。

3.2 建立數字模型

為加強路基有效連接，使用土工格柵加筋技術，現基于分析程序MIDAS/GTS，建立數值模型，數值模型計算參數出值見表2。

3.3 結果分析

（1）在建模的基礎上對土工格柵加筋強度特性進行有限元分析。

（2）以新舊路基銜接部位的側向位移，作為施工質量控制基準，分別對間距0.4 m、0.8 m、1.2 m的土工格柵加筋效果進行比較分析，同時分別對格柵長度3 m、4 m、5 m時的土工格柵加筋效果進行比較分析，具體比較結果見圖2、圖3。

表2 數值模型計算參數

圖2 不同格柵間距時加寬路基的加筋效果

圖3 不同格柵長度時加寬路基的加筋效果

（3）根據施工現場勘測和有限元分析得出結論：加筋間距、格柵長度均對加筋效果有較大影響，其中加筋間距應控制在0.4～0.8 m范圍，格柵長度應控制在4 m左右。

4 土工柵格加筋施工技術優化措施

4.1 施工準備

（1）做好測量放樣，放出邊樁、路堤坡腳，以確定道路加寬范圍。

（2）場地平整，做好地基土體前期處理后進行土工格柵加筋施工，完成路基加寬，提高公路施工質量。

4.2 鋪設加筋的土工格柵

（1）土工格柵，加筋網孔型號為30 mm×40 mm，施工材料質量檢測的參數，必須滿足表3：

（2）施工時，路基基底以下，間隔0.6 m布設鋪設一層抗拉強度為30 kN/m的塑料土工格柵；在填高不低于4 m的路基區域中，從基底以下間隔1.2 m鋪設一層抗拉強度為30 kN/m的加筋土工格柵。

（3）鋪設土工格柵時，需將土工格柵沿路基臺階內部，向坡內側方向鋪設，保證格柵的長度滿足寬度要求，避免格柵變形或重疊。

（4）應該先清除地面上的雜物，在鋪設相鄰的縱向加筋土工格柵時，應該按照施工設計標準，通過搭接、縫接的方式增加面積，并使其平整順直，避免變形扭曲[4]。

4.3 底層土工格柵鋪設

（1）在路基加寬施工過程中必須合理確定鋪設位置，可通過放樁方式確定土工格柵的鋪設作業區域。

（2）確保平整、順直的鋪設加筋土工格柵，采用縫接法或搭接法連接底層土工格柵，應采用“U”形釘固定格柵，防止皺褶、扭曲。

（3）在加寬路基底層時，先鋪設完土工格柵，然后在道路兩側同步開展土方填筑作業，先填筑道路兩邊，在填筑道路中間，填筑厚度不小于35 cm，并壓路機等設備對路面進行壓實平整，確保土方填筑符合施工設計中的壓實質量要求。

4.4 上層土工格柵鋪設施工

（1）在加寬路基時，底層格柵鋪設、土方開挖、回填、壓實等工序完成后，經檢測確認土工格柵鋪設質量滿足設計要求的基礎上，開始進行上層土工格柵鋪設。

（2）上層土工格柵的鋪設和搭接方法與底層土工格柵施工設計要求相似，唯一的區別是上層土工格柵鋪設需要確保格柵的寬度與土層頂部寬度相等。

表3 施工材料質量檢測的參數信息

表4 質量驗收檢測標準

（3）鋪設加筋土工格柵后，進行土方回填，控制好填筑壓實度，確保土體性能指標達到質量標準[5]。

4.5 施工質量檢驗及養護

（1）要認真做好土工格柵加筋段的路基驗收工作，保證施工質量，質量驗收檢測標準見以表4。

（2）完成土工格柵鋪設作業后，要進行必要的養護，采用人工方式鋪設上層填料，及時回填路基土方，并盡快進行壓實，避免長時間暴曬，影響土工格柵的性能。

（3）施工結束，經過驗收合格后需要對路基進行養護，養護時間不少于28天，以確保加寬路基的使用性能。

5 結論

綜上所述，土工格柵加筋技術，可以有效解決公路新舊路基結構銜接不牢固的問題。利用格柵對土壤層的外力作用，能增強土體內部結構的穩定性，從而有效預防新舊路基不均勻沉降，減少裂縫產生，這對于提高路基加寬施工質量來說非常重要，將影響高速公路的整體路用性能。土工格柵加筋技術施工便捷，操作簡單，但技術人員需高度重視標準化施工要求，并確保嚴格按照施工設計要求，選擇合格的建筑材料，并且在每個施工工序中嚴格遵守質量要求，從而有效確保路基加寬施工質量。