论文部分内容阅读
摘要：随着我国道路交通事业的快速发展，高填深挖路基形式越来越多见。高填方路基在质量方面要求相对较高，施工难度大，施工质量不易控制，经常会出现路基不均匀沉降的问题。作者就土工格栅在高填方路基中的应用做了相关分析。
关键字：土工格栅 高填方路基 填筑施工
前言
路基是道路工程的主体和基础，它和路面共同作用承受行车荷载在和自然因素的作用。道路的结构形式和强度直接影响道路的使用品质。而路基病害的类型多种多样，产生原因也是错综复杂的，但是归根结底都是由于路基整体稳定性和强度不足造成的。因此，路基工程中的中心问题是路基的整体稳定性和路基的抗变形能力，前者是保证行车的首要条件，后者直接影响路面使用性能和寿命。路基是按照路线的平面和纵断面要求和一定技术要求开挖或是填筑的土质或石质带状构造物，是道路的主要工程结构物。它即时线路的主体有时路面的基础，它的质量的好坏，直接影响道路的使用品质。路基是设置在地表，暴露在大自然中，一般都要绵延百公里，甚至上千公里，道路沿线地质、水文、地貌及气候条件多变。路基建设过程中，大量的土石方工程改变了沿线的自然状态，对道路通过区域生态平衡造成一定影响，因此要在施工中给予重视。
1.土工格栅的性能特点
土工格栅（geogrid）是一种土工合成材料，它的原材料是聚丙烯、高密度聚氯乙烯、高分子聚合物等，在这些原材料当中再加入些许添加剂之后，经过热塑、热熔之后对其进行模压、拉伸之后而成的。土工格栅最后的形式在于对聚合物的拉伸、挤压，拉伸、挤压过后可以形成二维开孔网格状格栅结构；也可以形成具有长、宽、高的三维立体开孔网格屏栅。之所以叫做土工格栅就是因为这种聚合材料被使用在土木工程施工当中。土工格栅的特点如下：
1）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。
2）具有耐酸、碱性，耐腐蚀性，老化速度慢寿命长。对于塑料土工格栅来说，它具有良好的耐腐蚀性，能够抵抗酸性、碱性物质的腐蚀；耐高温，耐低温的性能也非常优越，并且耐老化。而玻璃格栅具有熔点高的特性，并且整体性非常好，寿命在50-70年之间。
3）土工格栅的力学性能非常高。虽然土工格栅重量很轻，但它具有非常高的承載能力；而且它的刚度和抗拉强度都很出色；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。
4）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。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。
2.土工格栅在高填方路基施工中的应用
2.1 土工格栅的作用机理
1）能够分散应力。土工格栅在使用中，能够通过其优异的抗拉性能，将路基组合形成一个整体，并将受到的应力均匀的扩散。它的作用就如同钢筋在钢筋混凝土中的作用一样，当局部有受力情况时，土工格栅产生的拉应力能够使得整个网片一起受力，形成整体效应，就不会有不均匀受力的情况出现，从而有效的避免了不均匀沉降现象的发生。土工格栅的作用不只如此，它还能够进一步增加土体的抗剪能力来防止土体局部产生弯沉现象的出现；土工格栅网片的整个效应还能够保证边坡具有更好的稳定性，不宜产生过大变形的问题。
2）加筋功能。土工格栅具有良好的抗拉强度，能够对软弱地基进行加固补强处理，减少作用在软弱地基上的荷载压力；土工格栅的网片结构还能够凭借与土体的摩擦力来限制土壤的各向位移，提高土体抗拉能力和抗剪强度，进而提高地基的整体强度和稳定性。
3）有利于排水，防止路基翻浆。土工格栅的网格结构的铺设，能够将不同的两种材料隔离开来，使得不同材料之间不至于相互混合；土工格栅的存在还能在一定程度上减少毛细现象的发生，降低了地下水对地基的危害。土工格栅的网格结构也有利于孔隙水压的疏散，这对地基的稳定性非常重要。
2.2 土工格栅在高填方路基施工中的应用
土工格栅应用在高填方路基中首先要确定设置土工格栅的部位，层数等。在设计时主要依据的思路是，先确定设置土工格栅的层面，之后根据土工格栅的力学性能确定设置的层数。例如在沈阳至大连高速公路改扩建工程中，施工地形内河网众多，水田居多，很不利于路基的稳定。在利用土工格栅施工时，施工方在路基顶面以下20cm处铺设一层钢塑复合带格栅，此时，土工格栅的设计结构和联合力以每延米纵断裂荷载为60KN/m、以每延米横断裂荷载为20KN/m为控制荷载进行设计。在土工格栅设计时要在保证其具有足够的强度，还要对材料的顶破强度、刺破强度、握持抗拉强度及其延伸率、撕裂强度等性能进行核算。具体工程中要根据工程结构性质、尺寸大小、使用要求、荷载量、施工条件和土工合成材料本身的特性来确定。
1）认真做好施工前的准备工作，第一样就是要保证施工放样的准确无误。精确的施工放样有利于之后对路基宽度的控制以及保证合格的松铺厚度。为了施工放样的精准，可以利用标杆法沿纵、横方向每20m设置一根立杆。施工放样之后要对路基表面进行清理，清理路基范围内的杂草、杂物、树根、腐殖土、松软土等杂质，清理完毕之后对整个场地进行平整。在对基底土清理平整之后还要按照路基施工原则利用振动压路机或是重型轮胎压路机进行碾压夯实，按照碾压原则“先轻后重，先静后振，先低后高，先慢后快，轮迹重叠”进行，要防止出现漏压的现象，并且保证碾压的质量达到合格。？
2）进行土工格栅的铺筑。当碾压效果达到标准后，就能够进行下一步的土工格栅铺设了，铺筑土工格栅时的主要有下列几步施工工序：首先是进行清理整平，之后进行铺筑施工，对铺筑了的土工格栅进行整平并进行固定，最后的工序就是要进行回填摊平的操作，再一次进行压实处理保证压实效果符合要求。在铺设土工格栅时要保证土工格栅平整、连续，不要出现凹凸不平、起皱折叠、扭曲不顺的情况。除此之外还要注意铺设是保证土工格栅的连续性，铺设时搭接长度要严格遵守相关要求和规范中的规定，最少不小于20cm。当填方高度在20m以下时，每40～50cm就要铺设一层土工格栅；当填方高度20 cm以上时，每80cm就要铺设一层土工格栅。铺设好一层土工格栅之后就要及时进行填土碾压，不要让土工格栅长期暴露在阳光下或是其他有腐蚀性环境下，这样会降低其使用性能。
3）对铺设好的土工格栅进行锚固。可以利用U型钉对铺设好了的土工格栅进行锚固处理，锚固时先锚固土工格栅的一端，在用横梁将土工格栅人工拉紧，不让其出现起皱现象。在斜坡上的土工格栅锚固时要留有一定的松弛度，防止石块引起土工格栅的变形过大。
3.结论
总之，土工格栅这种土工合成材料已经广泛应用于公路、铁路修建中，并取得了一些成果。虽然我国对土工格栅的引进和研究落后于其他国家，但是国内多数高等院校对土工格栅做了进一步的研究，形成了对土工格栅作用机理、影响因素的理论体系。总体上来说土工格栅的各项性能指标、使用效果、经济性能、施工操作性都有着极为广泛的应用前景和空间。
参考文献：
[1] 中华人民共和国交通部.交通工程土工合成材料（土工格栅）[M]. JT/T 480-2002.
[2] 熊朝辉. 土工格栅处理软土地基的设计、施工与检测[J].公路与汽运，2002（5）：94-95.
[3] 李强，周志刚，郑健龙.土工格栅加筋柔性桥台筋材设计方法研究[J].长沙交通学院学报，1999，15（2）：70-74.
关键字：土工格栅 高填方路基 填筑施工
前言
路基是道路工程的主体和基础，它和路面共同作用承受行车荷载在和自然因素的作用。道路的结构形式和强度直接影响道路的使用品质。而路基病害的类型多种多样，产生原因也是错综复杂的，但是归根结底都是由于路基整体稳定性和强度不足造成的。因此，路基工程中的中心问题是路基的整体稳定性和路基的抗变形能力，前者是保证行车的首要条件，后者直接影响路面使用性能和寿命。路基是按照路线的平面和纵断面要求和一定技术要求开挖或是填筑的土质或石质带状构造物，是道路的主要工程结构物。它即时线路的主体有时路面的基础，它的质量的好坏，直接影响道路的使用品质。路基是设置在地表，暴露在大自然中，一般都要绵延百公里，甚至上千公里，道路沿线地质、水文、地貌及气候条件多变。路基建设过程中，大量的土石方工程改变了沿线的自然状态，对道路通过区域生态平衡造成一定影响，因此要在施工中给予重视。
1.土工格栅的性能特点
土工格栅（geogrid）是一种土工合成材料，它的原材料是聚丙烯、高密度聚氯乙烯、高分子聚合物等，在这些原材料当中再加入些许添加剂之后，经过热塑、热熔之后对其进行模压、拉伸之后而成的。土工格栅最后的形式在于对聚合物的拉伸、挤压，拉伸、挤压过后可以形成二维开孔网格状格栅结构；也可以形成具有长、宽、高的三维立体开孔网格屏栅。之所以叫做土工格栅就是因为这种聚合材料被使用在土木工程施工当中。土工格栅的特点如下：
1）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。
2）具有耐酸、碱性，耐腐蚀性，老化速度慢寿命长。对于塑料土工格栅来说，它具有良好的耐腐蚀性，能够抵抗酸性、碱性物质的腐蚀；耐高温，耐低温的性能也非常优越，并且耐老化。而玻璃格栅具有熔点高的特性，并且整体性非常好，寿命在50-70年之间。
3）土工格栅的力学性能非常高。虽然土工格栅重量很轻，但它具有非常高的承載能力；而且它的刚度和抗拉强度都很出色；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。
4）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。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。
2.土工格栅在高填方路基施工中的应用
2.1 土工格栅的作用机理
1）能够分散应力。土工格栅在使用中，能够通过其优异的抗拉性能，将路基组合形成一个整体，并将受到的应力均匀的扩散。它的作用就如同钢筋在钢筋混凝土中的作用一样，当局部有受力情况时，土工格栅产生的拉应力能够使得整个网片一起受力，形成整体效应，就不会有不均匀受力的情况出现，从而有效的避免了不均匀沉降现象的发生。土工格栅的作用不只如此，它还能够进一步增加土体的抗剪能力来防止土体局部产生弯沉现象的出现；土工格栅网片的整个效应还能够保证边坡具有更好的稳定性，不宜产生过大变形的问题。
2）加筋功能。土工格栅具有良好的抗拉强度，能够对软弱地基进行加固补强处理，减少作用在软弱地基上的荷载压力；土工格栅的网片结构还能够凭借与土体的摩擦力来限制土壤的各向位移，提高土体抗拉能力和抗剪强度，进而提高地基的整体强度和稳定性。
3）有利于排水，防止路基翻浆。土工格栅的网格结构的铺设，能够将不同的两种材料隔离开来，使得不同材料之间不至于相互混合；土工格栅的存在还能在一定程度上减少毛细现象的发生，降低了地下水对地基的危害。土工格栅的网格结构也有利于孔隙水压的疏散，这对地基的稳定性非常重要。
2.2 土工格栅在高填方路基施工中的应用
土工格栅应用在高填方路基中首先要确定设置土工格栅的部位，层数等。在设计时主要依据的思路是，先确定设置土工格栅的层面，之后根据土工格栅的力学性能确定设置的层数。例如在沈阳至大连高速公路改扩建工程中，施工地形内河网众多，水田居多，很不利于路基的稳定。在利用土工格栅施工时，施工方在路基顶面以下20cm处铺设一层钢塑复合带格栅，此时，土工格栅的设计结构和联合力以每延米纵断裂荷载为60KN/m、以每延米横断裂荷载为20KN/m为控制荷载进行设计。在土工格栅设计时要在保证其具有足够的强度，还要对材料的顶破强度、刺破强度、握持抗拉强度及其延伸率、撕裂强度等性能进行核算。具体工程中要根据工程结构性质、尺寸大小、使用要求、荷载量、施工条件和土工合成材料本身的特性来确定。
1）认真做好施工前的准备工作，第一样就是要保证施工放样的准确无误。精确的施工放样有利于之后对路基宽度的控制以及保证合格的松铺厚度。为了施工放样的精准，可以利用标杆法沿纵、横方向每20m设置一根立杆。施工放样之后要对路基表面进行清理，清理路基范围内的杂草、杂物、树根、腐殖土、松软土等杂质，清理完毕之后对整个场地进行平整。在对基底土清理平整之后还要按照路基施工原则利用振动压路机或是重型轮胎压路机进行碾压夯实，按照碾压原则“先轻后重，先静后振，先低后高，先慢后快，轮迹重叠”进行，要防止出现漏压的现象，并且保证碾压的质量达到合格。？
2）进行土工格栅的铺筑。当碾压效果达到标准后，就能够进行下一步的土工格栅铺设了，铺筑土工格栅时的主要有下列几步施工工序：首先是进行清理整平，之后进行铺筑施工，对铺筑了的土工格栅进行整平并进行固定，最后的工序就是要进行回填摊平的操作，再一次进行压实处理保证压实效果符合要求。在铺设土工格栅时要保证土工格栅平整、连续，不要出现凹凸不平、起皱折叠、扭曲不顺的情况。除此之外还要注意铺设是保证土工格栅的连续性，铺设时搭接长度要严格遵守相关要求和规范中的规定，最少不小于20cm。当填方高度在20m以下时，每40～50cm就要铺设一层土工格栅；当填方高度20 cm以上时，每80cm就要铺设一层土工格栅。铺设好一层土工格栅之后就要及时进行填土碾压，不要让土工格栅长期暴露在阳光下或是其他有腐蚀性环境下，这样会降低其使用性能。
3）对铺设好的土工格栅进行锚固。可以利用U型钉对铺设好了的土工格栅进行锚固处理，锚固时先锚固土工格栅的一端，在用横梁将土工格栅人工拉紧，不让其出现起皱现象。在斜坡上的土工格栅锚固时要留有一定的松弛度，防止石块引起土工格栅的变形过大。
3.结论
总之，土工格栅这种土工合成材料已经广泛应用于公路、铁路修建中，并取得了一些成果。虽然我国对土工格栅的引进和研究落后于其他国家，但是国内多数高等院校对土工格栅做了进一步的研究，形成了对土工格栅作用机理、影响因素的理论体系。总体上来说土工格栅的各项性能指标、使用效果、经济性能、施工操作性都有着极为广泛的应用前景和空间。
参考文献：
[1] 中华人民共和国交通部.交通工程土工合成材料（土工格栅）[M]. JT/T 480-2002.
[2] 熊朝辉. 土工格栅处理软土地基的设计、施工与检测[J].公路与汽运，2002（5）：94-95.
[3] 李强，周志刚，郑健龙.土工格栅加筋柔性桥台筋材设计方法研究[J].长沙交通学院学报，1999，15（2）：70-74.