格柵加筋在稻田濕地路段中的應用

白義松，毛思驍

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江哈爾濱150080)

格柵加筋在稻田濕地路段中的應用

白義松，毛思驍

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江哈爾濱150080)

當公路經過稻田濕地時，必須采取技術措施進行針對性處理，以提高地基的強度和穩定性。土工格柵配合回填粒料處理稻田濕地，能有效減少清除、棄土、運輸、換填等工作量，顯著縮短工期。

公路;路基;格柵;濕地

1 前言

稻田濕地是公路工程中一種較為常見的不良地質路段。主要特點是受地下或地表水的長時間作用，土壤含水量高、壓縮變形大、難以碾壓、承載力低、穩定性差。當公路需要經過稻田濕地時，必須采取適當的措施進行處理，以提高地基的強度和穩定性。如果處理不當，將導致路基填筑后發生較大沉降，尤其是不均勻沉降，造成路面沉陷變形或開裂損壞。

稻田濕地不良路段的土層厚度直接影響地基的處理效果，一般采用清除過濕土，換填天然砂礫、碎石土等粗顆粒材料的方式進行處理。但換填處理工程量大、操作困難、施工緩慢，而且稻田濕地路段施工機械難以進入。換填處理后的路段，由于換填材料處在松散狀態，在豎向荷載的作用下容易嵌入下層土體中，或者換填粒料層的底面在豎向荷載的作用下出現橫向張拉，使粒料分離，軟土侵入換填粒料層，從而弱化路基，使土基強度下降或發生不均勻沉降。

2 格柵加筋處治的機理

土工格柵是聚丙烯、聚氯乙烯等高分子材料經連續擠壓成型的高強度網格產品，具有較高的強度和抗腐蝕性能，格柵加筋處治的基本機理是隔離、加筋、反濾和排水。

2.1 土工格柵的加筋作用

土工格柵具有較高的張拉模量和抗拉強度，能將粒料進行平面約束，使荷載應力擴散下傳，能夠減少軟弱地基上的荷載應力。

2.2 嵌擠約束功能

土工格柵的網孔具有一定的大小，填土顆粒在網孔上下互相嵌擠，格柵的剛度、抗拉強度、網孔的嵌鎖作用三者相互作用，減少了因荷載壓實出現的局部變形，加強了對顆粒材料的嵌擠約束功能。

2.3 土工格柵的抗變形能力

非均布的集中荷載作用于土工格柵局部時，格柵網孔會相應變形，其平面嵌擠約束作用能夠將荷載較好地擴散傳遞。

2.4 土工格柵的隔離作用

土工格柵加粒料等能夠具有一定剛度的板體，可以防止不同填筑材料之間的相互摻雜，同時土工格柵所特有的網孔結構可以使孔隙水壓力迅速消散。

2.5 土工格柵的增強作用

土工格柵的增強作用來源于格柵與土的相互作用:(1)格柵與粒料的嵌擠磨擦作用;(2)粒料對格柵的被動抵抗作用;(3)格柵網孔對粒料的固定作用。

這三種作用約束填土顆粒的側向位移，能夠明顯提高路基填土的穩定性。碾壓時，土工格柵的增強作用粒料層具有板體性，能夠擴散荷載，使壓實得以順利進行，且土基的沉降也將趨于均勻。

3 試驗路的修筑

試驗路段所經稻田濕地較多，位于K16+000～K29+000之間，共12段，合計長度約3 km。試驗路段地勢低洼，腐植土層厚1.0～2.0 m，地表土壤平均含水量約35.4%。

3.1 試驗路材料

試驗路采用的土工格柵技術參數如表1所示。

表1 土工格柵技術參數

格柵上下的填料層應選用碎石土或級配良好的砂礫石等粗顆粒材料，要求碎(礫)石體積含量百分比大于60%。

3.2 土工格柵的切割及搭接

(1)土工格柵的切割

根據路基底寬B1，按B=B1+1.0 m計算土工格柵的切割長度B，按長度B切割土工格柵備用。

(2)土工格柵的搭接

將切割后的土工格柵橫向搭接20 cm并進行綁扎。綁扎采用鐵絲每隔20 cm綁扎2道。如需要縱向搭接，搭接寬度為30 cm，綁扎要求同上，綁扎的格柵要平整，無皺褶。

3.3 修筑試驗路

首先在稻田土直接填筑厚約30 cm的碎石土或砂礫等，機械或人工平整，然后將綁扎好的土工格柵拖到填土表面，將格柵拉緊，并用插釘固定，要求平整無皺褶。然后將各張格柵均搭接綁扎，其上再填筑厚20cm的碎石土或砂礫。在格柵上卸料時，應從填筑的一端逐步向另一端攤進，填料卸下后用推土機沿路線位置對稱向兩側攤開、平整，禁止車輛或壓實設備進入未鋪填料的格柵表面。

3.4 填料碾壓

用12 t輕型壓路機初步碾壓，之后采用重型振動式壓路機振壓，至無輪跡為止，然后即可進行后續路基的填筑。

4 土工格柵加筋試驗路觀測

路基施工封頂后，對試驗路路基頂面進行了彎沉測試及路基高程測量。

4.1 路基頂面彎沉測試

試驗路段的最大填土高度為0.55～3.62 m，彎沉值在48～84(0.01 mm)，平均彎沉為67 (0.01 mm)，小于設計彎沉180(0.01 mm)。根據試驗結果，土工格柵加筋填筑碎石土或砂礫處理稻田濕地，有效改善了路基的整體承載能力。

4.2 試驗路沉降和凍脹觀測

為跟蹤土工格柵加筋處理稻田濕地的實際效果，課題組在隨后的冬季、春季分三次對路基中線為止進行了凍脹和融沉觀測。根據凍脹和沉降觀測，所有12個試驗段的路基凍脹和沉降都比較均勻，未發生明顯的不均勻凍脹和沉降。

5 結論

稻田濕地軟弱土層的厚度直接影響處治效果，全部清除軟土換填天然砂礫等透水性良好的粗顆粒填料的方法，根據現場經驗，存在兩個不足:一是機械設備難以駛入稻田濕地，施工艱難，進展緩慢;二是效果不夠理想，不易形成均勻承載的板體來擴散上部傳遞來的各種荷載，路基容易發生不均勻沉降，對路面產生不利影響。土工格柵加筋配合粗粒材料回填處理稻田濕地的方法，能有效減少清除、棄土、運輸、換填等的成本，顯著縮短工期，處理后的路基強度穩定，無明顯的不均勻沉降等病害，間接經濟效益和社會效益均十分顯著。

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［2］劉紅軍.寒區濕地軟土地基固結沉降與穩定性研究［D］.中國地震局工程力學研究所博士論文，2007.

［3］高偉，徐明.寒區公路路基高度影響因素探討［J］.低溫建筑技術，2006，(6).

［4］劉秀，張松濤.建三江至虎林高速公路軟土路基處理設計方案探討［J］.黑龍江交通科技，2013，(1).

［5］張玉華，張小利，王艷菊.鋼塑土工格柵在市政道路中的應用［J］.科技信息，2012，(21).

A dissertation on application of geogrid reinforcement techniques for road foundations over paddy wetland

BAI Yi－song，MAO Si－xiao
(Heilongjiang Highway Survey and Design Institute，Harbin，Heilongjiang 150080，China)

In the event of road construction upon rice paddy wetland，special technical measures are required so that foundation strength and stability could be proficiently guaranteed.In this topic，the combined use of geogrids and backfill pellets is reviewed for the merit of significantly shortened construction period，as a result of workload reduction in materials removal，transportation，disposal and backfilling.

road;foundation;geogrid;wetland

U416.1

C

1008－3383(2017)04－0035－02

2016－08－30

白義松(1978－)，男，高級工程師，從事公路工程勘察設計工作。