淺談土工格柵在軟土地基路橋過渡段中的應用

摘 要:首先闡述土工格柵在公路軟土地基路橋過渡段中的基本作用及原理、施工要點，并以紹諸高速公路項目土建第四合同段為例，介紹土工格柵的具體運用情況，重點介紹土工格柵在工程所起的主要作用及原理，得出了一些有益的結論，希望能為后續公路工程施工提供一定的參考。

關鍵詞:土工格柵 軟土地基 路橋過渡段

中圖分類號:U2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)01(a)-0092-01

1 引言

國內長沙理工大學率先提出用士工格柵加筋土技術，解決橋臺臺背填料沉降的方法，在多條高速公路得到了應用，結果表明加筋起到了有效消除橋頭跳車的目的，使用效果良好。

本論文主要結合個人的工作經歷，在進一步認識土工格柵的基本作用和原理、施工要點的基礎上，闡明土工格柵在紹諸高速公路項目路橋過渡段的運用情況，并總結土工格柵在路橋過渡段中所起的主要作用和施工經驗，以便為后續工程施工提供一定的參考。

2 土工格柵處治的基本作用及其原理和施工要點

2.1 土工格柵的基本作用及其原理

土工合成材料在公路軟土地基處理施工中的主要作用是反濾、排水、隔離、加固強化及防護等。

軟土地基路橋過渡段中，土工格柵處治橋頭跳車的原理是，在填土中沿路線方向分層平鋪土工格柵，格柵層的一端固定于橋臺，另一段與臺背連接，利用土工格柵變形的連續性及其高強度、高彈性、大變形特性，將車輛荷載及上部土體的自重荷載部分傳遞到橋臺，在臺背局部范圍內，分層阻止填料沿臺背沉降，與此同時，通過格柵與土體的相互作用，改善局部荷載作用下土體內部的受力狀態，將荷載擴散到一個較大的范圍內，從而達到減少外部荷載對土體的壓縮沉降，延長沉降特征長度，使臺背與填土交界部位的階梯狀沉降變為連續漸變沉降。

2.2 土工格柵處治的施工要點

2.2.1 土工格柵的攤鋪

分層鋪設土工格柵，攤鋪方向是將格柵自臺背沿路線縱向展開，并按所需長度截斷。土工格柵上部層間距為75cm，下部層間距為100cm。若橋臺與線路斜交，應將格柵靠橋臺一端的端部截成與斜交角相同的角度，保證格柵鋪向與線路走向平行。

2.2.2 土工格柵的張拉、定位和錨固

先將土工格柵靠橋臺一端用膨脹螺釘或預埋螺桿錨固在臺背，然后用一帶鉤橫梁將土工格柵張緊，使之產生2%～4%的伸長率，后用U型釘定位，再將土工格柵用膨脹螺釘錨固于橋臺兩側的翼墻上(膨脹螺釘間距不大于1m)。

2.2.3 土工格柵的搭接、鋪設

對于每層土工格柵，相鄰的兩幅應相互搭接，搭接寬度以不小于20 cm為宜， 并應用尼龍繩呈“之”字形穿綁連為一體。土工格柵的鋪設標準見表1。

2.2.4 填料的施工及檢測

土工格柵鋪好后，可在填料與臺背交界部位填筑20cm厚的級配碎石，以便于臺背排水。填料顆粒粒徑小于3cm，每層松鋪厚度≤20cm，整平后用12t以上壓路機靜壓初壓2遍，再用振動式壓路機碾壓，直至壓實度符合《公路路基施工技術規范》的要求，碾壓時嚴格控制填料的含水量，在達到最佳含水量+2%以內的含水量時，方可進行碾壓，否則應進行翻曬。在橋臺和翼墻附近等大型壓路機碾壓不到的部位還應采用電動打夯機夯實，以確保其壓實度。在施工過程中，對回填質量應進行檢測，所檢測的內容包括填料常規的物理指標和壓實度等。

3 工程實例

紹諸高速公路工程，東起上虞市沽渚，終于諸暨高湖沿，全長約62.56公里，工程全線總投資約46.74億元，共分為10個土建合同段(SZTJ01～SZTJ10)。其中軟土地基土工合成材料處理路段長9.546km，路橋過渡段主要采用預應力管樁+土工格柵、塑料套管樁+土工格柵等方法進行處理。

3.1 土工格柵具體應用情況

本人所在的土建第四合同段SZTJ04(K17+000～K22+920)中，以平水互通主線橋(K18+360～K19+460)為例，主要采用的是綜合防治措施，在路橋過渡段中的分布如下:

K18+360～K18+375塑料套管樁+砂墊層+土工格柵;K18+463～K18+478、K18+725～K18+740預應力管樁+砂墊層+土工格柵。

具體做法為:在塑料套管樁/預應力管樁的蓋板上鋪設一層或兩層高強鋼絲格柵，鋪設前先整平場地，鋪設砂墊層。對于高強鋼絲格柵，要求其縱向拉伸強度100KN/m，橫向拉伸強度100KN/m，節點抗剪強度2100N，延伸率4%。同時，在軟土路基路橋過渡段設置沉降板、護管和位移邊樁，對施工過程中的沉降和工后沉降進行觀測。

3.2 土工格柵的基本作用及其原理分析

3.2.1 排水作用

紹諸高速公路軟土地基處理施工的設計中，軟土地基路段在進行換填的基礎上，并未將土工格柵直接設置在其表面，而是先設置40cm砂墊層后，再進行鋪設。這主要是為了使土工格柵的排水作用得到充分發揮。

3.2.2 隔離作用

紹諸高速公路將土工格柵設置在復合土工布的上層，防止和避免了因混雜而產生不良的效果。隔離的填料與下層的軟土地基形成了一層防水保護層，下層毛細水及滲(涌)水不會反射到上層填料內，形成了一定的隔離層。

3.2.3 加固和補強作用

在紹諸高速公路第四合同段中，由于土工格柵的節點厚度遠大于筋條厚度，加大了與土體顆粒的機械咬合作用，并通過網形成拉壓應力，使嵌鎖土體形成壓縮和包裹作用，并且按照設計將土工材料進行反包回折的方式，以進一步防止側向擠出，從而減小側向變形，增大路基穩定性，最終起到加固和補強作用。

經過分析可知，在軟土路基路橋過渡段中，土工格柵的加固和補強作用，對有效控制差異沉降，從而消除橋頭跳車所起的作用最大。

沉降觀測結果顯示，通過以上方法處治的軟土路基路橋過渡段，其沉降差均在交通部《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》規定的允許范圍之內，說明以上方法在處治路橋過渡段軟土路基差異沉降方面效果較為理想，具有很好的推廣價值。

4 結論

綜上所述，在軟土路基路橋過渡段中，只要合理設計和施工，應用土工格柵即能有效控制差異沉降，最終到達消除橋頭跳車的目的。

參考文獻

[1] 田小革，應榮華，張起森．應用土工格柵處理軟土地基上的橋頭跳車問題[J]．巖土工程學報，2000，22(6):744～746.

[2] 中華人民共和國行業標準．JTJ E50—2006．公路工程土工合成材料試驗規程．北京:人民交通出版社，2006.

[3] 中華人民共和國行業標準．JTJ/T019—1998．公路土工合成材料應用技術規范．北京:人民交通出版社，1998.