土工格栅在过桥山海堤拓宽中的应用

庄兴

【摘要】土工合成材料的应用日渐增多，土工格栅的作为一种新型的土工合成建筑材料，广泛应用在水利、堤坝、交通、市政、电力和水土保持等工程建设中。本文介绍了土工格栅在过桥山海堤堤后拓宽二级公路工程中的具体应用。

【关键词】土工格栅；海堤；拓宽；应用

一、前言

土工格栅是一种新型的土工合成建筑材料，随着合成纤维的发展，其施工简便、质量轻、生产厂家和型号多、运输便捷等优势不断体现，取得了良好的经济、社会和环境效益，已广泛应用在水利、堤坝、交通、市政、电力和水土保持等工程建设中。

二、工程概况

过桥山海堤基础为海底沉积淤泥，淤泥层厚度8～19m，修建海堤时，基础中上部地层施工塑料排水板加固淤泥地基，通过抛砂层排水和抛石层压载等方法，该淤泥层部分经过排水固结，其物理力学发生在横向具有一定的变化，堤坎公路塑料排水板一侧的物理力学性质提高明显，为淤泥质土；外压载附近段亦有提高，以淤泥质土为主，堤坝外侧以淤泥质为主。

三、土工格栅的施工

堤后拓宽采用双向土工格栅，经检测每延米拉伸屈服力纵向35.4KN/m、横向32.6KN/m，屈服伸长率纵向10.9%，横向9.4%，均符合规定和设计要求，是一种高强度和低延伸率的加筋好材料。土工格栅具有施工简易、便于运输、施工速度快、节省劳力、容易保证质量，是土工合成材料的特点之一。双向土工格栅是一种重量轻，柔性和可卷曲的塑料平板网材。土工格栅在施工过程中折曲影响较小，施工方法简单，只用普工，不用特殊施工机械；根据设计易于现场裁剪和连接或重叠搭接，便于施工现场组装成所需构造形状。

土工格栅铺设于堤后原公路边坡离坡底1.50m至漿砌块石护脚外1.00m。土工格栅施工顺序为：（1）降低垦内水位；（2）清除表土；（3）平整场地；（4）展开铺设土工格栅；（5）在土工格栅上填筑路堤；（6）压实。垦内从正常蓄水位0.20～0.50m降至-1.00m，表土干后用挖掘机清除铺设位置表土，整平，用8t碾压机碾压5遍。土工格栅铺设时，量出垂直于海堤轴线方向的铺设长度进行剪接，将强度高的纵向置之，尽量保持纵向无接缝。土工格栅之间的联接必须牢固，在受力方向采用聚乙烯绳双排绑接，一般每隔10cm应有一个绑扎点，连接处的强度不得低于材料设计抗拉强度，且其叠合长度不应小于20cm，横向采用叠合联接，叠合长度不应小于15cm；土工格栅的铺设以人力拉紧使无褶皱，在土工格栅边幅采用竹钉插钉固定于土层表面，边幅、叠合处、转角处放砂袋压紧固定，防止被风吹掀，铺筋后尽快填料。在距土工格栅8cm以内先铺一层小砾石（最大粒径不得大于6cm），再进行路堤石料填筑，铺料的填筑采用推土机等轻型机械先铺两边侧后铺中间，填料不允许直接卸在土工合成材料上面，必须卸在已摊铺完毕的填料面上；卸料高度以不大于1.00m为 宜，以免造成局部承载能力不足；卸料后立即摊铺，以免出现局部下陷。土工格栅铺设后及时填筑填料，以避免其受到阳光过长时间的直接暴晒，间隔时间控制在48小时以内。一次分层填筑总厚度控制在1.00m以内，相邻次填筑层间隔时间不少于2个月，施工期进行沉降和稳定监测，路肩处地面沉降率每昼夜不大于1.0cm，坡脚处水平位移速率每昼夜不大于0.5cm，以水平控制为主，如超过此限立即停止填筑。

四、应用土工格栅体会

1、增加绿化带填筑高度。拓宽公路平台和增设绿化带都在外压载地段，属基础塑料排水带加固淤泥地基和压载厚度逐渐减薄的地方，中上部地层为淤泥质粘土，单层厚度大、含水量逐渐增高、强度逐渐降低、压缩性渐高，压缩模量逐渐减少，填筑过程沉降量逐渐增大，稳定时间长、路堤横向不均匀沉降，容易造成路堤向外侧位移。如果不使用土工格栅，在同样的外压载下降低绿化带填筑高度100～150cm，或在同样的绿化带填筑高度下增加外压载，因此，使用土工格栅在经济上是合算，技术上是可行，节省土石方量，并加快施工进度。

2、提高防滑稳定性。填筑中的侧向土压力，使地基面承受水平剪应力，导致堤身向外侧位移，很容易造成路堤堤身失稳。在路堤底部铺放一层高模量的土工格栅，承担土体应力，增大土体的模量，传递拉应力来限制基土的侧向位移，提高路堤的抗滑稳定性，增加路堤填筑安全性，避免施工期填方的迅速下沉，节省施工时间，使路堤下沉趋于均匀，防止路堤面开裂，但应注意土工格栅难以减少长期的固结和次固结沉降。

3、海堤加筋路堤中的土工格栅选择非常重要。包括其本身特性指标、耐久性及筋土作用强度等指标；在实际的工程应用中应尽量选用物理性指标高、力学性指标高、抗老化抗腐蚀性强的产品，而抗老化抗腐蚀性这一指标往往被忽略性，选择土工格栅要加以重视。海堤加筋路堤土工格栅的稳定作用的大小取决于加筋拉力的大小和方向，对于加筋拉力的大小有三种取值方法：极限抗拉强度、长期允许设计强度和对应于一定应变的强度，从堤后二级公路重要性和安全性的角度考虑，因为加筋材料有一定的蠕变、老化、被腐蚀特性，偏安全考虑需要用长期设计强度作为其设计值。

4、土工格栅的防老化。土工格栅是高分子聚合物，极易热氧化和光氧化，在工程中采取防护措施，尽量缩短材料在日光中的暴露时间。材料要贮放在仓库，不要露天堆放。土工格栅到达现场要立即铺设，及时填筑填料。

五、结束语

土工格栅在过桥山海堤深淤泥基础堤后拓宽路堤填筑中的应用，具有设计合理、结构简单、受力条件好、施工简便，经过十多年的正常运行，体现了土工合成材料加筋技术的应用能够提高工程质量，缩短施工时间，缓解软基的沉降变形和不均匀沉降等问题，大大解决路堤在施工期和通车运行中的稳定性。

参考文献：

[1]徐又建，李希宁 水利工程土工合成材料应用技术.黄河水利出版社，2000.10，1-119

[2]水利部颁布.水利水电工程土工合成材料应用技术规范（SL/T225-98）. 中国水利水电出版社.1998

[3]交通部颁布.公路土工合成材料应用技术规范（JTJ/T019-98）.人民交通出版社.1999