公路路基加寬土工格柵加筋施工技術(shù)

王瑩

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團有限公司，石家莊 050000）

1 引言

現(xiàn)階段，全國各地的公路網(wǎng)不斷在更新，據(jù)統(tǒng)計，全國公路保有車輛數(shù)也在逐漸增大，導(dǎo)致早期修建的高速公路很難滿足現(xiàn)有交通需求，面對這種問題，可通過加寬路基的方式來提高公路整體通行能力[1]。目前，公路路基加寬常采用土工格柵加筋技術(shù)，該技術(shù)能有效控制路堤的不均勻沉降，預(yù)防橫縱向裂縫的產(chǎn)生，提高路基整體穩(wěn)定性和承載能力，具有很高的可行性。本文主要圍繞土工格柵加筋技術(shù)的工程特性以及施工技術(shù)要點進(jìn)行展開，并對其在具體高速公路工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項目全線長約為70.365 km，雙向6 車道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計行車速度為80 km/h，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，路基寬度為28 m，公路運營期為30 年。該高速公路自投入運營到現(xiàn)在已有數(shù)年，由于當(dāng)?shù)匦熊嚵恐鹉暝龆?，現(xiàn)階段常出現(xiàn)公路擁堵現(xiàn)象，給公路運營和管理帶來不小的影響。為改善該問題，建設(shè)單位現(xiàn)決定對既有路基進(jìn)行加寬處理，以提高公路的整體通行能力。經(jīng)研究討論后選用土工格柵加筋技術(shù)進(jìn)行施作，并結(jié)合工程實際情況制訂有效的土工格柵加筋施工方案。

3 土工格柵加筋技術(shù)

3.1 土工格柵加筋技術(shù)的特征

在現(xiàn)階段高速公路施工應(yīng)用中，用到的土工合成材料通常以土工格柵為主，它在高速公路路基加寬施工應(yīng)用中尤為常見。由于高速公路路基加寬處理后其新舊結(jié)合部位置容易產(chǎn)生不均勻沉降變形，選用常規(guī)的土工格柵或者具有雙向受力效果的鋼塑土工格柵進(jìn)行施作，形成一種完整的土工格柵加筋土結(jié)構(gòu)體系，提高路基土體的工程特性[2]。

在高速公路路基加寬施工應(yīng)用中，土工格柵加筋技術(shù)的主要功能可分為隔離功能、防滲功能、加筋功能、排水功能及過濾功能等。其中，高速公路路基土工格柵加筋施工過程中最基本、主要的作用之一為加筋功能，所用的原材料具備優(yōu)異的抗拉性能，可有效增強土體的抗拉性能，同時提高其塑性。另外，土工格柵加筋合成材料可將不同粒徑石料和公路路基相隔離，避免土體和土工材料之間發(fā)生混合；當(dāng)高速公路施工作業(yè)面上存在些許污染物或雜物以及污水時，復(fù)合型的土工格柵或土工膜可有效將雜物進(jìn)行阻隔，避免污染物侵蝕路基土體，同時能在不同土層之間起到過濾的效果，稀釋、過濾掉具有污染性或毒性的液體。另外，結(jié)合土工合成材料良好的彎曲特性，可構(gòu)成自然的土工排水管道以便將雨水及時排出。

3.2 土工格柵加筋技術(shù)的施工原理

高速公路施工中所用到的土工格柵主要原材料為高分子聚合物，其中包含有玻璃纖維、塑料、玻璃纖維聚酯、鋼塑等[3]，通過專門的拉伸碾制得出穩(wěn)固的方形格柵板材，可在公路工程實際應(yīng)用中起到承擔(dān)較大拉應(yīng)力的作用。在公路土體伸縮變形較為典型的區(qū)域，采用土工格柵技術(shù)能有效傳遞土體的拉應(yīng)力，以鋼筋作為抗拉構(gòu)件，在外界荷載作用下土工格柵和路基土體之間會產(chǎn)生適量的摩擦力來制約土體的側(cè)向位移和變形。另外，由于土工格柵和土體之間具備良好的黏結(jié)力，可形成整體結(jié)構(gòu)的抗拉性能和剪應(yīng)力。綜上所述，在高速公路路基拓寬施工時，基于路基的不均勻沉降變形問題可采用土工格柵加筋技術(shù)進(jìn)行改善處理，抵御公路裂縫的產(chǎn)生和發(fā)育，進(jìn)而能有效提升公路路基土體的承載能力和穩(wěn)定性。

土工合成材料是一種新型的工程材料。目前，土工合成材料主要可分為土工織物、土工膜、復(fù)合型土工合成材料以及特種土工合成材料4 大類。土工格柵以及土工格室如圖1 和圖2所示。土工格柵作為一種具備特殊工程性質(zhì)的土工合成材料，具備良好的承載能力和穩(wěn)定性，現(xiàn)階段在高速公路工程項目中常用于加固路堤、軟基以及擋墻結(jié)構(gòu)等。

圖1 土工格柵

圖2 土工格室

4 土工格柵加筋施工技術(shù)要點

4.1 加筋土工格柵鋪設(shè)

結(jié)合現(xiàn)場實際情況和設(shè)計要求制訂施工專項方案，確定出土工格柵加筋網(wǎng)孔的尺寸和截面大小。本項目采用的加筋網(wǎng)孔尺寸為30 mm×40 mm，具體的施工參數(shù)如表1 所示，確保加筋土工格柵的抗拉強度、延伸率、橫向極限抗拉強度、格柵接點強度等參數(shù)指標(biāo)均可滿足設(shè)計及施工要求。首先，將施工作業(yè)面上的雜物和垃圾予以清除，確保表面足夠的整潔、干燥。加筋土工格柵的鋪設(shè)方式以人工為主，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，由坡腳向基床處進(jìn)行鋪設(shè)施工，間距不得大于0.6 m，遵循先兩邊后中間的填筑順序，以提高路基加寬的施工質(zhì)量和效率。

表1 鋪設(shè)加筋土工格柵施工參數(shù)

4.2 各層土工格柵鋪設(shè)

現(xiàn)場技術(shù)人員嚴(yán)格按照規(guī)范要求和設(shè)計方案進(jìn)行土工格柵鋪設(shè)，提前確定好基底土工格柵鋪設(shè)位置區(qū)域，并結(jié)合施工圖設(shè)計確定土工格柵的設(shè)定位置，結(jié)合提前準(zhǔn)備好的木樁來進(jìn)行標(biāo)記[4]。基底土工格柵的鋪設(shè)應(yīng)從路基方向進(jìn)行展開，并時刻保持縱向，各層土工格柵之間采用聚丙烯縫接技術(shù)進(jìn)行連接，以確定土工格柵整體施工質(zhì)量。

4.3 土工格柵加筋施工質(zhì)量檢測

本項目采用土工格柵加筋技術(shù)進(jìn)行路基加寬處理，整個施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求和設(shè)計要求進(jìn)行施作。施工完畢后，選取具代表性和典型性的路段（400 m）進(jìn)行施工質(zhì)量檢測。加筋土工格柵施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。施工技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照驗收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量驗收，并報于監(jiān)理單位檢驗。通過質(zhì)量檢測，加寬后的路基沉降變化如表3 所示，檢測結(jié)果表明，采用加筋土工格柵技術(shù)可確保新舊路基之間的牢固連接，且可有效抵御路基沉降變形的產(chǎn)生，進(jìn)而達(dá)到路基加寬的效果，提高公路通行能力以及使用壽命。

表2 加筋土工格柵施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)

表3 加寬路基沉降量

5 結(jié)語

早期修建的高速公路由于車流量的變化和外界環(huán)境的干擾，現(xiàn)無法滿足通行需求，因此，需進(jìn)行必要的路基加寬處理，具有針對性的措施為土工格柵加筋。本文基于該原理，分別研究了加筋土工格柵工程特性、技術(shù)原理以及施工工藝，并針對土工格柵加筋施工質(zhì)量進(jìn)行檢測分析，對比施作土工格柵前后路基沉降變形，結(jié)果表明，采用加筋土工格柵技術(shù)能夠達(dá)到路基加寬的效果，進(jìn)而提升公路通行能力，延長使用壽命。