土工隔柵加固軟土路基的技術分析

【摘 要】隨著我國高速公路建設的蓬勃發展，作為加固軟土地基的土工隔柵得到了越來越廣泛的應用。本文首先對土工隔柵加固軟土路基作用機理做了概述，然后結合具體工程案例詳細闡述了土工隔柵加固軟土路基的技術要點。

【關鍵詞】土工隔柵；軟土路基；錨固鋼筋；回填；壓實

一、土工隔柵加固軟土路基作用機理及技術要求

（一）作用機理

土工隔柵作為一種新型的巖土工程材料，質地柔軟、重量輕，其整體連續性好、抗拉強度高、耐腐蝕并且抗微生物侵蝕。使用土工隔柵來加固軟土地區路基，施工方便、造價低。土工格柵能與土很好地結合，將其至于土體內部、表面或各層土體之間，依靠織物筋材的抗拉特性，通過它與周圍土體間的摩擦和嵌固作用，改變了加筋土體內部應力場及位移場的分布，從而提高地基承載能力、減小路基的不均勻沉降并使路堤的穩定性得到提高。具體來說，其作用機理有以下三點：

1.土工隔柵加筋使土體位移場產生了顯著的變化。軟土地基通過土工隔柵加筋有效地限制了地基淺部土體的水平位移，特別是加筋使地表的最大水平位移不發生在堤趾處，對路堤填筑施工監測有一定借鑒意義。并且，加筋使得地基土最大側向位移發生位置移向地基深處，從而增加了滑動體的抗滑力，使路堤的穩定性得以提高。

2.加筋對于減小和均衡沉降有一定的作用，使路堤的變形更趨向于整體下沉。

3.加筋的效果主要是通過約束堤底地表水平位移來實現的，通過約束堤底地表位移來改變軟土地基中的應力場和位移場，從而達到減小位移和提高承載力的目的。

（二）技術要求

1.新建地段：當邊坡高度6m≤H<8m時，全坡面鋪設幅寬2.5m的雙向土工格柵；H≥8m時，全坡面鋪設幅寬5.0m的雙向土工格柵，且當H≥12m時間隔3.0m需全斷面滿鋪設幅寬4～5m的土工格柵，邊坡土工格柵各層間距離均勻0.6m，鋪設后格柵邊緣距坡面垂直距離為0.6m。

2.與既有線并行幫寬地段：當幫寬寬度小于2m時，于每一臺階面處鋪設雙向土工格柵。邊坡高度3m≤H<6m時，鋪設幅寬2.5m的雙向土工格柵；H≥6m時，鋪設幅寬4～5m的雙向土工格柵。邊坡土工格柵各層間距離為0.6m。

二、工程概況

某高速公路其中的一個標段存在兩段陡坡，在這兩段陡坡的路基施工中采用了土工格柵技術對路基進行加固處理。該段陡坡的路基填筑高度達到23m，在工程中屬于軟土地基上高填方、高陡坡路堤。路基中的淤泥沉積厚度達到5～6m。因此在施工中，應采取措施提高地基的承載力，并減少路基的工后沉降。根據工程的實際情況，經過分析，本工程采用土工格柵技術進行處理。土工格柵采用的是單向拉伸高密度聚乙烯土工格柵。在填筑厚度8m、16m以及20m處分別設置土工格柵，從而確保路基的承載力和穩定性。

三、土工隔柵加固軟土路基的技術分析

（一）施工準備工作

1.土工格柵材料的準備和要求。

在鋪設施工之前應對土工格柵進行檢查，如有發現皺折的地方，需要采用機械或者人工拉平的方式進行整平。施工中所采用的填料應滿足的要求為：

（1）透水性應滿足要求，同時應確保填料的摩擦角在30度以內，如有必要應在施工現場對填料進行土工試驗以確保滿足要求。

（2）填料中應確保能夠損傷塑料土工筋帶的部分的含量滿足要求，比如說具有尖銳棱角的部分，通常情況下其含量應控制在填料總量的15%以內。

（3）填料的最大粒徑應滿足要求，一般應控制在100mm以內。

2.臺階開挖。

地面橫坡陡于1：5的段落，先清除表面浮土后再開挖臺階，土質路段臺階寬不小于2m，石質路段臺階寬不小于1m。在挖方段路面底下開挖結合槽，土質路段下挖0.8m，石質路段下挖0.5m。在距雙向土工格柵10cm以內的填土材料，其最大的粒徑不得大于6cm過渡區和結合槽部位材料采用最大粒徑10cm、級配良好的砂礫土，壓實密度不小于96%。同時鋪設雙向土工格柵前，對層面進行平整，嚴禁有碎石、塊石等堅硬凸出物。

（二）施工工藝

1.錨固鋼筋布置。

錨固鋼筋應按梅花型布置，橫向填挖結合部處理段：縱向鋼筋間距為300cm，橫向間距為100cm，呈4排布置；縱向填挖結合部處理段：橫向鋼筋間距為300cm，縱向間距為100cm，呈4排布置。每一層格柵搭接長度為50cm，搭接點用鐵絲固定，上下層格柵應錯開2.5m。鋪設雙向土工格柵時，應平順、不能褶皺，在挖方側應進行有效的錨固，錨固鋼筋由Φ10圓鋼筋彎制而成。在土質挖方段錨固鋼筋長度應大于30cm，在石方挖方段錨固鋼筋不小于20cm。對于部分陡坎路段可適當增加格柵層數，其錨固長度長度不小于1m。

2.基床開挖。

在基床開挖施工中，需要特別注意的是基床開挖應確保滿足設計和施工要求，同時在基坑中應做好防水和排水的措施，以減少水的不利影響。當基床開挖平整壓實完成，經過檢測確保合格之后即可進行砂礫墊層的鋪設，其厚度應控制在30cm。砂礫墊層鋪設完成之后應及時進行找平處理，墊層表面局部允許高度差應控制在10cm以內。

3.土工隔柵鋪設。

砂礫墊層鋪設完成之后，即可開始進行土工格柵的鋪設。首先根據設計要求進行地層加筋格柵的裁剪，接著按照設計圖紙的要求進行鋪設。在坡面外格柵應預留出一定的長度以用于進行反包。在土工格柵鋪設過程中，需要特別注意是，土工格柵的受力方向應沿著縱軸方向進行鋪設。土工格柵沿著主要受力方向不宜設置接頭縫。

當進行土工格柵的鋪設時，應按照設計圖紙中所設定的位置、長度和方向進行。沿著路線方向的搭接寬度應控制在10cm。鋪設完成之后，采用U字型釘進行托進行土工格柵的固定，U型釘的間距應保持合適的距離。通過U型釘的固定可以防止在填料施工中土工格柵出現移位的問題。土工格柵沿著非主要受力方向的接縫采用尼龍繩進行綁扎，無需設置搭接。綁扎的間距應控制在1m。

4.回填。

當土工格柵按照要求鋪設完成之后，應及時進行回填施工。土工格柵的暴露時間不宜過長，以防遭受太陽暴曬而出現老化的問題。在回填施工中，所采用的填料最大粒徑不應超過碾壓層間的1/2。在進行填料施工中，首先應先進行土工格柵兩端的填筑，并形成縱向的站臺或交通道，然后應依次擴大回填的范圍。在填料的回彈施工過程中，已完工的土工格柵上禁止車輛通行。

5.壓實找平。

當填料回填碾壓完成之后，其表面應采用機械或人工的方式進行找平，并嚴格控制高差，通常情況下局部的高差應控制在5cm以內。當進行碾壓施工時，應按照從兩端向路中心的順序進行碾壓，不得出現方向碾壓的現象。壓路機應順著路堤的縱向行駛，不得沿著橫向進行行駛。當每層碾壓完成之后，均應對其壓實度進行檢查，本工程的壓實度的要求與一般路堤的要求一致。

（三）施工中應注意的問題

1.當進行壓實施工時，應確保平整，同時應將尖刺突起物清除。當進行土工格子的鋪設時，應沿著其主要受力方向進行鋪設，鋪設應確保平整。當填料填蓋之后，在碾壓之前應再次對土工格子進行繃緊處理，使得土工格柵處于繃直受力狀態。

2.回填材料不得采用凍結土、沼澤土以及生活垃圾等。通常情況下應優先采用礫類土和砂類土，這是因為其力學性能穩定，同時受含水量的影響較小。

3.當土工格柵鋪設完成之后，應及時進行回填，并按照先兩端后中間的順序進行。在進行碾壓施工時，壓輪不得直接與筋材接觸。不得允許車輛在未經壓實的加筋體上行走。

4.在加筋土施工過程中，應根據要求做好墻體內外的排水處理。邊坡應做好防護處理以方便雨水和路表水對坡腳造成沖刷破壞。在土體內部應設置濾水和排水措施，必要時，應設置土工布和透水管以加強土體內部的排水效果。采取疏導的方式進行排水，不得出現堵塞的問題，否則可能會埋下安全隱患。

四、結語

綜上，土工格柵在公路軟土路基中應用可以有助于提高地基的承載力、增強地基的穩固性能，并且能夠有效的減小土體的側向位移。從本工程實施效果表明，土工格柵具有強度大、承載力強、耐久性強，同時施工方便，使用壽命長度等優勢，可有效地應用于同類工程當中。

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