加筋土工格栅在路基高填方的应用

朱鸿德

摘要：随着我国经济的快速稳定发展，公路、铁路建设不仅在工程质量和通车里程上都得到质的飞跃，作为撑起国民经济发展重要的交通运输线，对我国经济的发展举足轻重。路基作为公路、铁路建设的重要基础，特别是在一些高填方、滑坡地带，对路基的要求就更高。本文简要阐述路基高填方的一些情况，并对加筋土工格栅在路基高填方中的应用开展详细的阐述，为我国公路、铁路路基高技术、高难度的建设提供一些帮助。

关键词：加筋土工格栅；路基；高填方；应用

中图分类号：U213.1文献标识码：A 文章编号：

1 路基高填方和加筋土工格栅工艺概述

在我国，公路和铁路运输行业的飞速发展，特别是随着我国城镇化的不断发展，高填方、深挖路基的情况不断增加。在我国路基土石方施工过程中，通常使用木、竹、土、石等天然材料以及混凝土、沥青和钢筋等新型建筑材料作为路基施工的理想材料。而随着化学工业的迅速发展，人工材料因具备质轻、价廉、来源广、制作工艺简单等优点得到广泛的应用和推广，逐渐成为岩土及路基施工中理想的材料。

1.1 高填方路基的通病

在铁路和公路施工中，路基作为是轨道、道路的基础性保障。如果路基坚固才能确保道路的畅通，从而确保道路的使用质量和寿命。因为，路基作为影响道路的使用质量和寿命的直接因素，受到各种施工单位的重视。高填方路基作为近年来发展较快的路基处理工艺。高填方路基施工能够使道路直道施工，对施工成本的节省意义重大。但高填方路基也存在一些问题，主要是占地面积较大，常见的通病还有路基整体或局部沉降、坍塌、开裂等，其产生的主要原因是施工、设计的原因甚至地质和土质本身的缺陷等。

1.2 加筋土工格栅工艺

在我国公路、铁路的路基施工过程中，特别是在地形条件复杂，甚至高填方的区域，对路基建设提出更高的要求。随着我国对路基高填方材料和施工工艺的研究不断加深，特别是加筋土工格栅技术的不断完善和发展，使得我国公路、铁路建设迈向新的里程碑。加筋土工格栅是指在路基施工过程中，对施工中埋设抗拉强度较高的土工格栅进行系统化，其基本原理是利用土体表面摩擦和格栅网孔之间的嵌锁作用，充分利用加筋土工格栅抗拉强度的特性，增大对土体的约束力，从而有效提升土体的抗剪切、抗负荷和抗滑力，充分加固土体，为路基甚至公路、铁路的主体施工提供坚实的保障。

土工格栅具有优良的物理、力学性能，不断提高土体的强度和抗变形能力，在国内外应用十分广泛。目前，我国高填方路基设计、施工中运用最广泛的是土工格栅工艺，但如果土工格栅添加钢筋，形成坚实的强抗负荷土，可有效提升土体的抗剪、抗拉性能，大幅提升路基的稳定性。加筋土工格栅工艺技术具有施工简便，抗震、抗负荷能力较强，占地面积少等优点。

土工格栅工艺按施工原料的差异可分为：聚乙烯土工格栅(单向、双向)、钢塑复合土工格栅和玻璃纤维土工格栅三类。通过对土工格栅工艺的不断完善，通过对土体造成超强的挤压，增强土体的抗负荷性能，综合土工格栅和土体本身的紧密结合，形成较理想的连锁系统，非常适应于大面积永久性承载地基的施工。加筋土工格栅工艺是一种复合工艺的土体加固。因此，加筋土工格栅工程的填料和格栅的选用是保证加筋土工格栅施工质量的关键。

2 土工格栅在路基高填方中的应用

加筋土工格栅工艺技术充分发挥作用，必须具备理想的填方材料和优质的土工格栅。土工填料作为加筋土工格栅技术中重要的一环，填料的必须要求力学性能稳定性较高，防水性能较好的理想级配砂砾，其粒径不宜大于15mm，含泥量≦3%，不均匀系数Cu＝d60/d10=2.6～7.8，最大干密度约为1 900 kg/m3，最佳含水率≦12%。土工格栅必须确保现场制作，保证材质能防潮、防水、耐腐蚀，抗拉强度高，且具有较高抗拉强度、耐弯曲和耐变形能力强，且必须与填料间的摩擦系数较大，按照规格要求，科学选择完备的钢塑复合拉筋材料，确保与土体整体组合的科学、坚实。下表为土工格栅材料物理力学性质表：

2.1土工格栅的施工工艺

在土工格栅的施工工序为：清基整平→铺格栅→整平固定→回填摊平→压实→检测。

在加筋土工格栅施工中，格栅必须铺设平整，避免褶皱，并确保与施工路基面密贴，对特殊区域，应采取特别的措施确保与之表面密贴；同时，施工中必须确保其连续性，并严格按照规范执行，充分避免土工格栅的扭曲，折皱、重叠和过度拉伸造成的变形；利用机械排铺和赶压，严禁直接使用大型机械碾压施工，避免对格栅表面造成损伤。严格按照规范对路基边坡机型土工格栅铺设，并及时填充施工填料，避免填料的日晒和老化，其间隔时间应≦48h；土工格栅铺设完成后首先进行自检。

在土工格栅施工中，铺设剪裁的土工格栅，剪裁长度﹦24m+每层格栅间距+反包长度（在错台处加错台宽度2m）。并及时用填料进行填充，并将反包长度部分置于墙线以外，回填后将反包格栅进行反包，与上一层新铺设的土工格栅用连接棒进行连接。并及时将格栅拉张固定，确保土工和善处于压紧状态，并及时回填填料，确保施工的连续性。回填填料的粒径必须控制≦300mm，应认真筛选粒径，并开展施工整平后的晒水碾压，及时用12t振动碾压机碾压8遍，压实厚度低于松铺厚度约10cm左右，而在距加筋土工格栅组成的土墙1.5m内应用重量不大于1t的小型碾压机进行碾压，并结合人工夯实，对回填料进行压实度检测，应高于93%的标准。

2.2 加筋土工格栅夯实和沉降观测的检测

在加筋土工格栅施工中，对加筋加固墙的施工必须确保格栅施工之后的夯实重锤完备，确保铺设质量和性能指标要求。在实际施工中，具体回填夯锤技术指标和起重设备必须具有稳定性、机动性强、灵活多变，从而确保工程施工的顺利开展。同时应根据不同的施工区域的地基、结构类型和对基础要求强度等综合考虑，优化加筋土工格栅加固墙的技术和抗负荷、抗滑性能，从而为路面施工的顺利开展提供保障。

在施工过程中，为保证土工格栅加筋土挡墙的安全及可靠性，在土工格栅铺设过程中在不同高程位置设置工程施工沉降观测点，并对加筋土共格栅挡墙开展科学的沉降及变形观测，并在有效的工期范围内，及时开展路面施工和加筋土工格栅加固墙的裂缝监测和采取科学的预防措施。

在我国，高填方路基产生沉降的主要因素包括路基的自身沉降和施工地基的沉降两部分组成。产生的主要因素包括：①土工填料的密实度越大，沉降量就越小；而施工回填的高度越高，其加固墙自身地基的沉降量就越大，土质填料的压缩性大于石质填料或土石混合填料；②对于石质填料，强度越高的填料其后期压缩性越小；透水性好的填料其压缩性明显小于透水性差的填料。

目前，针对现有的施工经验和技术分析可知：加筋土工格栅技术的实施和对路面横向裂缝宽度的数据统计，加筋土工格栅组成的加固墙虽然能产生一定的沉降，但变形量较小，且相对稳定，不会直接影响公路或铁路的安全使用。

结论

随着我国公路行业的迅速崛起和发展，高速公路和铁路里程的不断增加，特别是高填方的地带，对公路路基是真正的考验，加筋土工格栅作为路基支护中重要的技术手段之一，特别对高填方路基施工，应用前景十分乐观。通过对加筋土工格栅的技术和施工进行总结，分析，并结合我国实际情况，开展新技术、新材料、新工艺的研究，力求不断强化加筋土工格栅在路基高填方应用，为我国公路、铁路建设和快速发展提供坚实的依据。

参考文献

[1] 杨晋.包裹式土工格栅加筋土挡墙在高填方路基防护中的应用[J].道路与交通工程，2012，3.

[2] 周丽君.土工格栅在铁路高填方路基中的应用[J].甘肃科技，2011，6.

[3] 费月英，杨有海，孙玉龙.土工格栅加筋新建及加铺沥青混凝土层路面应用的有限元分析 [J].公路交通科技，技术应用版，2008，9.

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