研究与探讨
广东建材2011年第2期
土工格栅加筋路堤的机理分析及其应用
陈锐
(江苏省交通科学研究院股份有限公司
摘要:目前,
土工格栅加筋路堤的方法在高填方路堤工程中正获得越来越多的应用。本文首先分
析了十.工格栅加筋路堤的机理,包括三个方面的因素:承水平荷载,提高地基土承载力:増大地基上
的约束力,提高竖向承载力;抑制土拱效应,减小路基沉降量。然后以某
土工格栅加筋在公路路堤工程
中的应用为例,论述了该技术的施工流程、技术参数、施工要点和质量控制等,表明了土工格栅具有较
高的工程应用价值。
关键词:土工格栅;加筋:路堤;原理;应用
两侧的水平推力,由于这个水平向推力的存在,使得地
传统的高填方路堤需用较缓的边坡,占地面积大,基承受竖向的荷载能力下降。在加筋路堤中,利用一层
且露肩边缘不易压实,边坡稳定性差,受雨水浸蚀后易或几层土工格栅加筋来承担水平荷載,就能显著地提高
坍塌失稳。采用土工格栅对路堤边坡进行加固,能有效地基承载力。
阻止土体侧向位移,保持路基稳定、时久,同时可大幅减2.2增大地基土的约東力,提高竖向承载力
少占地面积,降低工程造价。土工格栅是一种新型的岩
对于未加筋路堤,由于路堤填料是松散材料,不能
土工程材料,它是将聚乙(丙)烯或聚酯等高分子化合物约東地基表层土由路堤传来的竖向荷載作用下的侧向
挤压成薄片,形成有规则图案的网眼,在加热控制下拉变形。约東地基表层十的侧向变形,就能提高地基土的
伸成薄片,使杂乱长链分子变成有序从而提高聚合物的竖向承載力。地基表层土侧向变形的约東作用,即地基
抗拉强度和刚度,根据需要可形成单向格栅、双向格栅土表面水平位移的约束,主要取决于路堤基底粗糙程
及多功能格栅等形式。将土工格栅置于土体表层或各层度。土工格栅能够有效地增加基底的粗糙度,对此的解
土体之间,可以起到保护或加强土体的作用り。具有防释是土工格栅与士基士相互作用的结果。这种相互作用
渗、过滤、排水、防护、隔离、加筋和加固等多种功能,同可归纳为土工格栅表面与土粒的摩擦作用、土粒对土.工
时具有重量轻、易搬运、强度高、抗腐蚀、运输方便和价格概筋肋的被动阻抗作用和土工格栅孔眼对土基土的
格低廉等优点。近年来被广泛应用于各类岩土工程,特“锁定”作用。这三种作用均能充分约束士粒的侧向位
别是在路堤加固工程中应用较多。
移,达到增大地基土的约束力,提高竖向承载力的目的。
2土工格栅加筋路堤的机理
2.3抑制土拱效应,减小路基沉降量
工程实践证明,加筋体协调地基沉降的能力是很强
土工格栅是一种良好的路用加筋材料,其加筋路堤
的。目前,对于土工格栅抑制十拱效应的发展、协调地基
的作用主要通过土工格栅筋材的拉力激发来实现。土工
变形的理论研究较少,而且对于土工格栅能否减少路基
隔栅的加筋作用体现砫三个方面
沉降量,工程界尚有不同看法。一般认为:地基表面和路
2.1承担水平荷载,提高地基土承载力
堤基底间铺设土工格栅后能明显减小地基的不均匀沉
对于地基土来说,最主要的荷载是竖向荷载,即路降量(定义为堤轴处与堤趾处沉降量之差),但对减小路
基填料的自重。另一个重要的荷载是路堤填料由轴线向基整体沉降量不太明显2り。
加土土
3工程实例
3.1工程简况
某城市公路,路基宽度11m,路基填方高度22m左
右。该高填方公路路堤坡面内侧设置了土工格栅以增加
图1加筋土承担水平推力示意图
万方数据
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坡体和路堤的稳定性。该土工格栅加筋坡体的结构简图3.5施工要点
如图2所示。
(1)施丁放样。在施工现场精确放出路堤边坡坡脚线
(加筋路堤要求宽填50cm,所以测量放样时也应当按设
计坡脚线外50cm进行),做桩并酒灰线标记
(2)地基处理。按照《公路路基施工技术规范》的要
求,对原地面进行清表,并将淤泥、杂草及松散土体清除
重力式土
图2土工格橱加觞坡体结枃简图
干净。再对原地面做强夯处理(施T中采用2000Nm的
夯击能),然斤铺筑30cm厚天然砂砾。为降低地下水位,
3.2施工工艺流程
在路基两侧设置排水沟。
该路堤工程的施工流程为:施工准各→地基处理→
(3)士工格栅铺设。土工格栅铺设前,路基底面应平
检测、清理下承层→铺设土工格棚一填土雄平碾压→削整、密实,沿着受力方向平铺、拉直,不得巻曲、扭结。土
除边坡宽填部分→土工格栅向上包边一铺设上层土工工格栅要向路堤边坡外伸出2.5m,以备包边固结路堤。
格栅→两层土工格栅绑扎固定
在铺设的土.工格栅上,每2m用U型钉固定于路基上。
3.3施工技术参数
(4)路基填筑。①通过焖土或翻晒的方式控制填土的
土工格加筋路堤边坡坡率为1:1.22每3m设施工含水量在最佳含水量士2%之间:②土工格栅铺设完
置一宽2m的平台。在路堤施工中,每填筑100m沿受力毕后,不可长时间暴晒,应及时按试验段确定的厚度和
方向设置一层单向拉伸土工格栅,至上而下全部设置。施工方法填十推平压实:③填土的粒径要控制在15Cm
土工格栅长度:路床顶面以下3m范围内,土工格概长以下,填料中不可夹杂石块,以免损伤十工格:④填土
1m:路床顶面以下3~6m范围内,土工格长Gm:路床时,应先填格栅两端,然后依次扩大,车辆不可直接在轴
顶面以下6~9m范围内,土工格栅长6m:路床顶面以下好的格栅上行走,避免格栅隆起;⑤每层填料要用推土
9~12m范围内,士工格栅长60,路床顶面以下12m以机和半地机整平,确保路基与士工格栅贴の。
,土工格栅长12m。每层土工格栅均向路基外伸出
(5)边坡整修及包边。土工格栅上填筑两层(压实厚
2.5m,用以向上翻折包边,与上层土工格搭接2m,并度50cmD填士后,将宽填部分削除至下层(顺便将下
绑扎牢固。包边格栅外覆盖50cm厚素土,并植草防护。50cm的包边格栅覆盖,以免格研日晒老化),人工将边
3.4施工准备
坡边缘整修平顺后将下层伸出的土格栅翻折上来,将
在施工准备阶段,应认真符合设计文件,清楚设计边坡包起
意图,掌握设计要点、施工工艺及施工方法,熟悉施工规
(6)铺设上层十工格栅。按第三条所述方法铺设土工
格栅,与下层包起的土工格栅搭接部分用塑料带绑扎牢
范和质量标准,严格按照设计要求选择合格的上工格
固,绑扎间距为1m。每填筑50cm后,铺设一层土工格栅
栅,做好试验段的施工
()土工格栅技术指标。土工格栅采用钢塑复合工并包边,以此类推,直至完成路基填。
格栅,要求原材料为高密度聚乙烯(HDPE),必须采用全
(7)边坡防护。路基填筑完成后,及时做好坡脚防护,
新的原始颗粒原料,严禁采用粉状和再造粒状颗粒原并进行边坡整修,将包边格栅外的覆盖土人工夯拍密
实、植草。
料。每延米破裂拉力纵向≥50kN,横向破裂拉力≥30kN。
土工格栅原料定和性能指标应经过国家级试验室迸3施工质量控制
行测试。
施工中要严格按设计及规范要求控制基底处理、路
2试验段施工。根据工程实际结合现有的机械设备基填筑、土工格栅铺设、路堤边披整修、包边施工及边坡
选择一段高填方路堤进行试验段的施τ,通过试验段的防护等的施工质量。土工格栅的铺设质量除在施工中控
施工确定最住含水量、填士厚度(施工中,每100m铺设制外,完工后可通过
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