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摘要:公路、铁路建设随着我国经济的快速稳定发展,作为撑起国民经济发展重要的交通运输线,在工程质量和通车里程上都得到质的飞跃,对我国经济的发展起到了举足轻重的作用。公路、铁路建设的重要基础是路基,特别是在一些高需要高填方地段,以及特殊地质构造地段,如:滑坡地带,对路基的要求就更高。本文对土工格栅在路基填方中的应用开展详细的阐述,为我国公路、铁路路基高难度、高技术的建设提供一些参考和帮助。
关键词:土工格栅;路基;填筑施工
1土工格栅的功能及特点
1.1 加筋作用
由于土工格栅在抗拉强度和张拉模量方面独具优势,凭借自身的物理特性土工格栅能将荷载和应力进行均匀的扩散。对沥青结构层来说,其徐变作用在一定程度上可以有效降低,进而防止沥青面层开裂;对软弱地基而言,可以大大减少作用于软基上的荷载压力。
1.2抗变形作用
当局部不均匀的外力作用于土工格栅时,导致网孔在不同程度上发生变形,土工格栅凭借自身的特性能够将非均布荷载进行均匀传递。
1.3压实作用
在形状方面,由于土工格栅约束层的网孔形状是相同的,不会影响上下层颗粒之间剪切阻力,并且格栅的刚度、网孔的嵌锁作用、抗拉强度三者之间相互作用,在一定程度上阻止了局部位移变形,巩固和强化了颗粒材料间的压实作用。
1.4强度大,变形小、蠕变性小
这使得土工格栅能够应用到多种土壤环境中去,并且还能够满足高大挡土墙、桥台、陡坡的性能要求。
从土工格栅的铺设到搭接再到定位、平整不需耗费大量的人力物力就能够轻松完成。土工格栅不论是应用在道路工程还是铁路工程中,它的施工过程非常方便,操作简单,这就大大的缩短了工期,降低了费用成本。
1.5土工格栅的力学性能非常高
虽然土工格栅重量很轻,但它的刚度和抗拉强度都很出色;而且它具有非常高的承载能力;在网孔与网孔之间存在嵌锁作用、咬合作用保证它有良好的稳定性,能够产生较大的摩擦力起到约束土壤侧向移动的作用。
1.6老化速度慢,寿命长,具有耐酸、碱性,耐腐蚀性
对于塑料土工格栅来说,它具有良好的耐高温,耐低温的性能也非常优越,并且耐老化;耐腐蚀性,能够抵抗酸性、碱性物质的腐蚀。而玻璃格栅寿命在50-70年之間,具有熔点高的特性,并且整体性非常好。
由于土工格栅具备上述优势,被广泛应用于建筑工程、水利工程等领域,通常情况下,土工格栅作为加筋土结构中的筋材或土工复合材料的筋材等。
2土工格栅的应用
土工格栅是一种用聚丙稀、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压面成的二维网格状或具备一定高度的三维立体网格屏栅。在土木工程应用中主要承受水平拉力,其形状多为蜂窝形、棱形或圆孔形。目前其评价指标有两项:抗拉强度和抗老化性能。
名称:网眼尺寸(mm)极限强度(KN/m) 2%应变时的产品刚度((kN/m) 2%应变时的产品刚度模量((kN/m)
聚丙乙烯格栅 35*35 30-50 400-800 4000-5000
通化快大茂至下排高速公路在施工过程中,需加宽部分K15+622―K20+336共计4.714公里,不计桥涵、挖方路基,两侧加宽路基长度为2.786公里,平均填高3.5米。因后中宽部分与原路基在施工时间上相差10月,且原路基已经过了一个产冻融期,路基工后沉降变形已基本稳定,为保证路基的整体性,我们在施工过程中采取以下措施:
(1)路基底面处理
清除新加宽部分路基下的软弱层,采用排水固结方式填筑一层砂砾后,再铺设塑料土工格栅+30cm砂砾垫层作为整体的垫褥层,以提高原地基的强度均匀性。在铺设塑料土工格栅时,纵向搭接宽度不小于20cm,横边搭接宽度不小于50cm,且沿纵向边缘应绑扎。
(2)路基帮宽时,要向旧路基内侧清阶除至路肩内侧2米,且挖成台阶状,填筑材料选择上尽量选用与原路基同质的填料,但仍可能产生不均匀沉降,使新旧路基接触面之间可能产生次生滑动面。因此可将填方每隔50cm加铺一层塑料土工格栅,使下滑力沿土工格栅分解,防止滑动面的形成,减少不均匀沉降。在路基填筑至上路堤后,可每隔100cm铺一层土工格栅。
(3)土工格栅铺设时,应将强度高的方向垂直于路堤轴线,铺设土工格栅的土层应平整,表面严禁有碎、块石等等坚硬凸出物;土工格栅端部采用20cm∮10 U型锚钉固定,每米宽用4根,均匀距离固定;铺设土工格栅时不允许有褶皱,应人工拉紧,土工格栅摊铺后应及时填筑填料,以避免长受到长时间阳光直接暴晒。碾压按施工规范正常进行。
3施工要点总结
(1)施工要求压实平整、呈水平状、清除尖刺突起物。在平整压实的
场地上,安装铺设的格栅其主要受力方向(纵向)应垂直于路堤轴线方向,铺设要平整。当填盖一层土后未碾压前,再次用人工或机具张紧格栅,使格栅在土中为绷直受力状态。
(2)根据本工程和其它工程的实践证明,除冻结土、沼泽土、生活垃
圾、白垩土、硅藻土外均可用做填料。但砾类土和砂类土力学性能稳定,受含水量影响很小,宜优先选用。
(3)当格栅铺设定位后,应及时填土覆盖,及时完成碾压,避免长期暴晒。碾压的顺序是先两侧后中间。碾压时压轮不能直接与筋材接触,未压实的加筋体不允许车辆在上面行驶,以免筋材错位。施工中随时检查土工格栅的质量,发现有折损、刺破、撕裂等损坏时,视程度修补或更换。压实度必须达到设计要求,这也是加筋土工程的成败关键。
(4)在加筋土工程中,一定要作好墙体内外的排水处理;要做好护脚,防冲刷;在土体内要设置滤、排水措施,必要时,应设置土工布、透水管。采取疏导的方式排水,不能堵塞,否则产生隐患。
(5)对于施工人员缺乏对土工格栅正确认识的现象,施工管理人员可在施工前可组织专门的人员培训,对施工人员进行技术交底,增强施工人员的质量意识和责任意识。
4结语
路基的稳定对于高速公路而言十分的重要,很多工程在运行中出现问题都是由于路基处理的不够科学。近年来兴起的土工格栅证明在处理路基时十分有效,因此也得到了逐步推广。
参考文献:
[1]钱坤.公路路基路面及挡土墙灵活性设计综述[J].工程建设与管理,2010(6).
[2]付丽娟,王志强.《浅谈高速公路路基路面的施工质量控制》.《科技风》, 2010 年18期.
(作者单位:连云港港务工程建设有限公司)
关键词:土工格栅;路基;填筑施工
1土工格栅的功能及特点
1.1 加筋作用
由于土工格栅在抗拉强度和张拉模量方面独具优势,凭借自身的物理特性土工格栅能将荷载和应力进行均匀的扩散。对沥青结构层来说,其徐变作用在一定程度上可以有效降低,进而防止沥青面层开裂;对软弱地基而言,可以大大减少作用于软基上的荷载压力。
1.2抗变形作用
当局部不均匀的外力作用于土工格栅时,导致网孔在不同程度上发生变形,土工格栅凭借自身的特性能够将非均布荷载进行均匀传递。
1.3压实作用
在形状方面,由于土工格栅约束层的网孔形状是相同的,不会影响上下层颗粒之间剪切阻力,并且格栅的刚度、网孔的嵌锁作用、抗拉强度三者之间相互作用,在一定程度上阻止了局部位移变形,巩固和强化了颗粒材料间的压实作用。
1.4强度大,变形小、蠕变性小
这使得土工格栅能够应用到多种土壤环境中去,并且还能够满足高大挡土墙、桥台、陡坡的性能要求。
从土工格栅的铺设到搭接再到定位、平整不需耗费大量的人力物力就能够轻松完成。土工格栅不论是应用在道路工程还是铁路工程中,它的施工过程非常方便,操作简单,这就大大的缩短了工期,降低了费用成本。
1.5土工格栅的力学性能非常高
虽然土工格栅重量很轻,但它的刚度和抗拉强度都很出色;而且它具有非常高的承载能力;在网孔与网孔之间存在嵌锁作用、咬合作用保证它有良好的稳定性,能够产生较大的摩擦力起到约束土壤侧向移动的作用。
1.6老化速度慢,寿命长,具有耐酸、碱性,耐腐蚀性
对于塑料土工格栅来说,它具有良好的耐高温,耐低温的性能也非常优越,并且耐老化;耐腐蚀性,能够抵抗酸性、碱性物质的腐蚀。而玻璃格栅寿命在50-70年之間,具有熔点高的特性,并且整体性非常好。
由于土工格栅具备上述优势,被广泛应用于建筑工程、水利工程等领域,通常情况下,土工格栅作为加筋土结构中的筋材或土工复合材料的筋材等。
2土工格栅的应用
土工格栅是一种用聚丙稀、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压面成的二维网格状或具备一定高度的三维立体网格屏栅。在土木工程应用中主要承受水平拉力,其形状多为蜂窝形、棱形或圆孔形。目前其评价指标有两项:抗拉强度和抗老化性能。
名称:网眼尺寸(mm)极限强度(KN/m) 2%应变时的产品刚度((kN/m) 2%应变时的产品刚度模量((kN/m)
聚丙乙烯格栅 35*35 30-50 400-800 4000-5000
通化快大茂至下排高速公路在施工过程中,需加宽部分K15+622―K20+336共计4.714公里,不计桥涵、挖方路基,两侧加宽路基长度为2.786公里,平均填高3.5米。因后中宽部分与原路基在施工时间上相差10月,且原路基已经过了一个产冻融期,路基工后沉降变形已基本稳定,为保证路基的整体性,我们在施工过程中采取以下措施:
(1)路基底面处理
清除新加宽部分路基下的软弱层,采用排水固结方式填筑一层砂砾后,再铺设塑料土工格栅+30cm砂砾垫层作为整体的垫褥层,以提高原地基的强度均匀性。在铺设塑料土工格栅时,纵向搭接宽度不小于20cm,横边搭接宽度不小于50cm,且沿纵向边缘应绑扎。
(2)路基帮宽时,要向旧路基内侧清阶除至路肩内侧2米,且挖成台阶状,填筑材料选择上尽量选用与原路基同质的填料,但仍可能产生不均匀沉降,使新旧路基接触面之间可能产生次生滑动面。因此可将填方每隔50cm加铺一层塑料土工格栅,使下滑力沿土工格栅分解,防止滑动面的形成,减少不均匀沉降。在路基填筑至上路堤后,可每隔100cm铺一层土工格栅。
(3)土工格栅铺设时,应将强度高的方向垂直于路堤轴线,铺设土工格栅的土层应平整,表面严禁有碎、块石等等坚硬凸出物;土工格栅端部采用20cm∮10 U型锚钉固定,每米宽用4根,均匀距离固定;铺设土工格栅时不允许有褶皱,应人工拉紧,土工格栅摊铺后应及时填筑填料,以避免长受到长时间阳光直接暴晒。碾压按施工规范正常进行。
3施工要点总结
(1)施工要求压实平整、呈水平状、清除尖刺突起物。在平整压实的
场地上,安装铺设的格栅其主要受力方向(纵向)应垂直于路堤轴线方向,铺设要平整。当填盖一层土后未碾压前,再次用人工或机具张紧格栅,使格栅在土中为绷直受力状态。
(2)根据本工程和其它工程的实践证明,除冻结土、沼泽土、生活垃
圾、白垩土、硅藻土外均可用做填料。但砾类土和砂类土力学性能稳定,受含水量影响很小,宜优先选用。
(3)当格栅铺设定位后,应及时填土覆盖,及时完成碾压,避免长期暴晒。碾压的顺序是先两侧后中间。碾压时压轮不能直接与筋材接触,未压实的加筋体不允许车辆在上面行驶,以免筋材错位。施工中随时检查土工格栅的质量,发现有折损、刺破、撕裂等损坏时,视程度修补或更换。压实度必须达到设计要求,这也是加筋土工程的成败关键。
(4)在加筋土工程中,一定要作好墙体内外的排水处理;要做好护脚,防冲刷;在土体内要设置滤、排水措施,必要时,应设置土工布、透水管。采取疏导的方式排水,不能堵塞,否则产生隐患。
(5)对于施工人员缺乏对土工格栅正确认识的现象,施工管理人员可在施工前可组织专门的人员培训,对施工人员进行技术交底,增强施工人员的质量意识和责任意识。
4结语
路基的稳定对于高速公路而言十分的重要,很多工程在运行中出现问题都是由于路基处理的不够科学。近年来兴起的土工格栅证明在处理路基时十分有效,因此也得到了逐步推广。
参考文献:
[1]钱坤.公路路基路面及挡土墙灵活性设计综述[J].工程建设与管理,2010(6).
[2]付丽娟,王志强.《浅谈高速公路路基路面的施工质量控制》.《科技风》, 2010 年18期.
(作者单位:连云港港务工程建设有限公司)