湖北武漢土工格柵 路基中的土工格柵墊層 (1)方案的確定。該段經(jīng)設(shè)計(jì)單位、業(yè)主、監(jiān)理三方共同研究決定采用換填,土工格柵墊層等措施進(jìn)行軟基處理,并同時(shí)布設(shè)縱、橫向排水滲溝。(2)土工格柵墊屋綜合處理地基的原理。土工格柵層處理地基(軟土地基)的機(jī)理表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面:①土工格柵有一定的剛度,從而使上面的負(fù)荷得到擴(kuò)散,提高了地基的承載能力。②由于土工格柵的抗拉強(qiáng)度大,它的存在可增加路堤的穩(wěn)定性。③土工格柵與砂墊層或填土層(0.5m厚)共同作為一層,這一層具有同路基及地基或軟土地基不同的剛度,它既是路堤的柔性筏基,又是地基及軟土的排水通道。所以在地基變形顯得均勻,差異沉降較小。④由于格柵網(wǎng)眼的存在制約了顆粒材料的橫向移動(dòng),形成了良好的嵌鎖作用。通過這種機(jī)械咬合作用使土體具有較好的整體抗剪能力。(3)材料的性能及要求。砂墊層要求用潔凈的中粗砂,含泥量應(yīng)小于5％,以利形成排水通道。土工格柵是一種新型的聚合物材料,經(jīng)雙向定向拉伸后,它的縱、橫向抗拉強(qiáng)度均勻,且具有良好延性、高抗疲勞性和耐腐蝕性。其重量較輕,方便施工。本次地基處理所用的土工格柵是QLGSG50-50型,延伸率為5％,其縱、橫向抗拉強(qiáng)度均為50kN/m雙向土工格柵,網(wǎng)孔尺寸為15mm×15mm,幅寬為4m,幅長為50m。(4)土工格柵墊層處理地基的施工程序及要點(diǎn)。①先平整場(chǎng)地,清表土并排干地表水。②在地基上鋪一層10cm的砂墊層,然后鋪上一層SS-20型土工格柵(采用橫鋪),土工格柵沿橫斷面鋪設(shè),格柵的強(qiáng)度高的方向(縱向)應(yīng)垂直于路基的中線,應(yīng)盡量避免沿這個(gè)方向的接縫,各層土工格柵的兩端需進(jìn)行回包,回包長度分別不小于1.5m、2m,平臺(tái)錯(cuò)臺(tái)處的回包長度增長至3.5m?；匕螒?yīng)折覆蓋在壓實(shí)的填料面上,平整順適,外側(cè)用土覆蓋,格柵的鋪設(shè)應(yīng)平順,保持一定的松緊度,表面嚴(yán)禁有碎、塊石等堅(jiān)硬凸出物,局部起伏差不得大于5cm,格柵的縱向搭接重疊寬度不小于30 cm,搭接縫采用塑料帶綁扎,間距為50cm,對(duì)鋪設(shè)好的格柵每隔1.5m用勾頭釘固定于地面,以保證格柵以下承面密貼,鋪設(shè)好的格柵應(yīng)及時(shí)回填,防止日曬老化,筋材暴露時(shí)間不宜超過24 h,上下層土工格柵的搭接縫錯(cuò)開設(shè)置,錯(cuò)開長度不應(yīng)小于50cm,并用下層土工格柵回包,與上層格柵形成一整體,兩層格柵間的填土厚度為50cm。③路基土應(yīng)分層填筑并滿足相應(yīng)規(guī)范要求,另外應(yīng)避免運(yùn)料車在已攤鋪好并張緊定位的格柵上直接碾壓。④施工中應(yīng)控制路堤的填土速率并加強(qiáng)沉降和側(cè)向位移的觀測(cè),防止路堤失穩(wěn)。四、土工格柵的使用效果 1.增加了路堤的穩(wěn)定性,有效防止滑移、塌方、沉陷等現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面,使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中。也就是說,當(dāng)軟土地基在上覆荷載作用下可能產(chǎn)生剪砌破壞時(shí),土工格柵將阻止破壞面的出現(xiàn),從而提高地基的承載力。當(dāng)土工格柵受到集中應(yīng)力作用時(shí),高彈性模量的土工格柵受力后將產(chǎn)生垂直分力,分散和抵消部分荷載,有效提高地基承載力,這一效果能有效提高路基加載速率,縮短工期。 2.有效提高地基承載力,由于重型機(jī)械在軟基路段容易沉陷,路基填土壓實(shí)難于開展,但砂墊層結(jié)合土工格柵處理后,壓路機(jī)等機(jī)械便可在其上開展作業(yè)。通常在未經(jīng)處理的軟土路基上填筑路堤,在一定的填筑高度內(nèi),都會(huì)出現(xiàn)不同程度的“彈簧”狀態(tài),填土難于壓實(shí),平整度差。經(jīng)鋪設(shè)土工格柵后,由于其約束作用,填料易于壓實(shí),表面平整。 3.土工格柵在提高地基承載力和增加地基穩(wěn)定的同時(shí),對(duì)不均勻的沉降有調(diào)節(jié)作用,能較快的減少路基的沉降差異。土工格柵和砂礫層共同構(gòu)成比軟土剛度大得多的復(fù)合墊層,對(duì)上部施加的荷載起到重新分布的作用,其滲透排水作用又使地基受力趨于均衡,使軟基加快排水固結(jié),促成路堤均勻沉降,使路堤平順。 4.在一邊軟一邊硬的地基上填筑路堤,使用土工格柵能更有效地保證路堤填筑時(shí)的,并能加快此類路堤的沉降均衡穩(wěn)定。在此種地基上填上,由于沉降的差異,會(huì)造成路基斷裂,甚至失穩(wěn)。由于土工格柵具有均布力特性,可使整個(gè)斷面平衡。 五、幾點(diǎn)體會(huì) (1)原設(shè)計(jì)對(duì)h＞20m的軟基采用清淤換填并加土工格柵加筋,我認(rèn)為是可行的。(2)路堤填土的厚度及密實(shí)度要求,在土工格柵上的 層甚至兩層適當(dāng)放松。實(shí)際施工中經(jīng)過各方面技術(shù)研究,密實(shí)度要求達(dá)到85％,可略低于90％。該部分可作為沉降后低于地面線的原狀土處理。(3)路堤橫斷面方向的弧形沉降對(duì)土工格柵的抗拉強(qiáng)度有較高要求,特別是沉降差異較大時(shí),對(duì)土工格柵的橫向搭接長度及搭接方式應(yīng)給予關(guān)注,土工格柵的縱向搭接也有類似問題。

湖北武漢土工格柵 本項(xiàng)目將結(jié)合實(shí)體工程，主要解決土工格柵材料選擇、含有土工格柵的改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、施工工藝、檢測(cè)方法等方面的問題。為路面改建工程中合理應(yīng)用土工格柵提供科學(xué)依據(jù)。1）土工格柵材料選擇土工合成材料的質(zhì)量性能差異較大，具有不同的力學(xué)指標(biāo)。根據(jù)工程使用的情況不同，應(yīng)該選擇不同的土工合成材料。在工程設(shè)計(jì)與施工中，應(yīng)根據(jù)原路面的具體情況和工程特點(diǎn)要求，選擇符合力學(xué)性能的格柵材料。2）土工格柵改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析分析土工格柵位于基層下、基層上、面層下等位置時(shí)，在汽車荷載作用下，路面的彎沉、各層層底彎拉應(yīng)力的變化情況，路面裂縫處理情況和舊路加寬部位的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析，確定土工格柵的合理層位及所起作用。3）施工工藝研究在工程實(shí)施過程中，如何施工才能使土工格柵在改建路面結(jié)構(gòu)中取得良好的加筋效果，可通過試驗(yàn)路的鋪筑，總結(jié)施工工藝，尋求可行的檢測(cè)手段提出檢測(cè)方法。4．研究方法采用理論分析與室內(nèi)室內(nèi)外相結(jié)合的方法。技術(shù)路線如下：1）收集國內(nèi)外關(guān)于土工格柵在瀝青路面研究中的成果及經(jīng)驗(yàn)。2）土工格柵的物理力學(xué)性能試驗(yàn)，為理論計(jì)算提供科學(xué)的依據(jù)。3）制作加格柵與未加格柵的半剛性水泥穩(wěn)定碎石材料試件，通過室內(nèi)梁的拉彎拉試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)對(duì)比分析格柵對(duì)提高基層的抗彎拉強(qiáng)度及疲勞特性所起的作用。4）理論計(jì)算及分析。5）通過改建前后的常規(guī)彎沉測(cè)試方法及運(yùn)營過程中的落錘式彎沉儀（FWD）現(xiàn)場(chǎng)彎沉測(cè)試，評(píng)定格柵對(duì)路面承載能力起到的作用。6）結(jié)論與建議。5．研究結(jié)論1）結(jié)合河南省洛界公路襄城茨溝至舞陽界段二級(jí)瀝青公路路面改建工程，提出在交通量較大，超重車具有單方向性的路幅舊路面上，即補(bǔ)強(qiáng)基層底面加鋪土工格柵的設(shè)計(jì)方案，提高改建路面的抗反射裂縫能力。2）對(duì)土工格柵材料性能進(jìn)行研究，提出適用的土工格柵類型、性能指標(biāo)和力學(xué)參數(shù)。正六邊形的土工格柵受力均勻、穩(wěn)定。建議選用對(duì)稱性好的材料，能使受拉時(shí)應(yīng)力傳遞均勻，風(fēng)格變形性好；土工格柵可以瘃減緩反射裂縫的發(fā)生；引用復(fù)合材料力學(xué)得出泊松比，可以為理論計(jì)算提供依據(jù)。3）對(duì)土工格柵加筋半剛性基層材料進(jìn)行彎拉、疲勞試驗(yàn)，結(jié)果表明，在半剛性基層下加鋪土工格柵，可延緩半剛性基層的裂縫，增加疲勞壽命。4）應(yīng)用彈性層狀體系理論和有限元法，對(duì)土工格柵鋪設(shè)在改建路面不同層位、原有路面裂縫處理和舊路加寬部位時(shí)的路面結(jié)論進(jìn)行了理論分析并得出了類似的結(jié)論。在新建或改建路面基層底面加鋪土工格柵會(huì)：改變基層地面的層底拉應(yīng)力和路表彎沉；對(duì)路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的改善為理想；可以減薄半剛性基層厚度，減小的厚度與土工格柵模量成正比等。5）聯(lián)合應(yīng)用貝克曼梁和落錘式彎沉儀對(duì)試驗(yàn)路段路面進(jìn)行承載性能測(cè)試，表明加鋪土工格柵對(duì)路面整體強(qiáng)度和剛度均有提高作用，落錘式彎沉儀精度較高，可作為評(píng)價(jià)路面剛度的有交往檢測(cè)手段。6）提出了土工格柵改建路面工程應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析。以上結(jié)論中的第2）、3）和4）條的技術(shù)內(nèi)容在國內(nèi)外文獻(xiàn)中未見報(bào)道，該成果的部分技術(shù)在國際上具有一定的創(chuàng)造性，因此該成果在國內(nèi)外具有一定的先進(jìn)性。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，道路交通量不斷增加，國省干線公路交通趨于飽和，特別是近年來超限、超載、超重車輛的增多，致使路面嚴(yán)重超負(fù)荷，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，過早的出現(xiàn)路面病害，嚴(yán)重制約了公路的運(yùn)輸條件及道路的通行能力，未能充分發(fā)揮國省干道的作用。