浙江溫州土工格柵的應(yīng)用及作用機(jī)理土工格柵的應(yīng)用很廣泛，在水利工程、工民建工程和公路工程均有著大量應(yīng)用。公路方面主要集中在以下方面：1）布置在瀝青混凝土面層以下，減少反射裂縫、提高抗車(chē)轍能力和增加抗疲勞性能。2）應(yīng)用在粒料基層中間以防止產(chǎn)生過(guò)大的 變形和疲勞破壞。3）土方路基施工中軟弱地基的處理，保證路基承載能力，減少土方工程量。土工格柵的作用機(jī)理如下：1）格柵表面與混合料的摩擦作用。2）混合料對(duì)格柵筋肋條和節(jié)點(diǎn)的被動(dòng)阻抗力作用。3）格柵上的孔眼對(duì)混合料的鎖定作用。2．課題的提出改建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很大程度上取決于原路面的狀況。土工格柵放在什么位置，起什么改善作用是值得研究的問(wèn)題。本項(xiàng)目將結(jié)合豫20線(xiàn)茨溝至舞陽(yáng)界段改善工程，將土工格柵放在基層下部，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、施工工藝等方面的問(wèn)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)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了相關(guān)的研究，但大都是針對(duì)以上三個(gè)方面，沒(méi)有進(jìn)行以下研究：傳統(tǒng)理論與有限元相結(jié)合的研究、各種土工材料性能及其對(duì)比的研究、土工格柵應(yīng)用于基層以下的研究、土工格柵對(duì)路基加寬新舊結(jié)合部的研究。

浙江溫州土工格柵 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(guò)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(zhǎng)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(xiàn),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(zhǎng)度分別不小于1.5m、2m,平臺(tái)錯(cuò)臺(tái)處的回包長(zhǎng)度增長(zhǎng)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(guò)24 h,上下層土工格柵的搭接縫錯(cuò)開(kāi)設(shè)置,錯(cuò)開(kāi)長(zhǎng)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(mǎn)足相應(yīng)規(guī)范要求,另外應(yīng)避免運(yùn)料車(chē)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(guān)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(shuō),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(kāi)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(kāi)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(lèi)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(guò)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(xiàn)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(zhǎng)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(lèi)似問(wèn)題。