土工隔栅加固软土路基的技术分析

张春林/身份证号：320823197407195036

土工隔栅加固软土路基的技术分析

张春林/身份证号：320823197407195036

随着我国高速公路建设的蓬勃发展，作为加固软土地基的土工隔栅得到了越来越广泛的应用。本文首先对土工隔栅加固软土路基作用机理做了概述，然后结合具体工程案例详细阐述了土工隔栅加固软土路基的技术要点。

土工隔栅；软土路基；锚固钢筋；回填；压实

一、土工隔栅加固软土路基作用机理及技术要求

（一）作用机理

土工隔栅作为一种新型的岩土工程材料，质地柔软、重量轻，其整体连续性好、抗拉强度高、耐腐蚀并且抗微生物侵蚀。使用土工隔栅来加固软土地区路基，施工方便、造价低。土工格栅能与土很好地结合，将其至于土体内部、表面或各层土体之间，依靠织物筋材的抗拉特性，通过它与周围土体间的摩擦和嵌固作用，改变了加筋土体内部应力场及位移场的分布，从而提高地基承载能力、减小路基的不均匀沉降并使路堤的稳定性得到提高。具体来说，其作用机理有以下三点：

1.土工隔栅加筋使土体位移场产生了显著的变化。软土地基通过土工隔栅加筋有效地限制了地基浅部土体的水平位移，特别是加筋使地表的最大水平位移不发生在堤趾处，对路堤填筑施工监测有一定借鉴意义。并且，加筋使得地基土最大侧向位移发生位置移向地基深处，从而增加了滑动体的抗滑力，使路堤的稳定性得以提高。

2.加筋对于减小和均衡沉降有一定的作用，使路堤的变形更趋向于整体下沉。

3.加筋的效果主要是通过约束堤底地表水平位移来实现的，通过约束堤底地表位移来改变软土地基中的应力场和位移场，从而达到减小位移和提高承载力的目的。

（二）技术要求

1.新建地段：当边坡高度6m≤H＜8m时，全坡面铺设幅宽2.5m的双向土工格栅；H≥8m时，全坡面铺设幅宽5.0m的双向土工格栅，且当H≥12m时间隔3.0m需全断面满铺设幅宽4～5m的土工格栅，边坡土工格栅各层间距离均匀0.6m，铺设后格栅边缘距坡面垂直距离为0.6m。

2.与既有线并行帮宽地段：当帮宽宽度小于2m时，于每一台阶面处铺设双向土工格栅。边坡高度3m≤H＜6m时，铺设幅宽2.5m的双向土工格栅；H≥6m时，铺设幅宽4～5m的双向土工格栅。边坡土工格栅各层间距离为0.6m。

二、工程概况

某高速公路其中的一个标段存在两段陡坡，在这两段陡坡的路基施工中采用了土工格栅技术对路基进行加固处理。该段陡坡的路基填筑高度达到23m，在工程中属于软土地基上高填方、高陡坡路堤。路基中的淤泥沉积厚度达到5～6m。因此在施工中，应采取措施提高地基的承载力，并减少路基的工后沉降。根据工程的实际情况，经过分析，本工程采用土工格栅技术进行处理。土工格栅采用的是单向拉伸高密度聚乙烯土工格栅。在填筑厚度8m、16m以及20m处分别设置土工格栅，从而确保路基的承载力和稳定性。

三、土工隔栅加固软土路基的技术分析

（一）施工准备工作

1.土工格栅材料的准备和要求。

在铺设施工之前应对土工格栅进行检查，如有发现皱折的地方，需要采用机械或者人工拉平的方式进行整平。施工中所采用的填料应满足的要求为∶

（1）透水性应满足要求，同时应确保填料的摩擦角在30度以内，如有必要应在施工现场对填料进行土工试验以确保满足要求。

（2）填料中应确保能够损伤塑料土工筋带的部分的含量满足要求，比如说具有尖锐棱角的部分，通常情况下其含量应控制在填料总量的15％以内。

（3）填料的最大粒径应满足要求，一般应控制在100mm以内。

2.台阶开挖。

地面横坡陡于1∶5的段落，先清除表面浮土后再开挖台阶，土质路段台阶宽不小于2m，石质路段台阶宽不小于1m。在挖方段路面底下开挖结合槽，土质路段下挖0.8m，石质路段下挖0.5m。在距双向土工格栅10cm以内的填土材料，其最大的粒径不得大于6cm过渡区和结合槽部位材料采用最大粒径10cm、级配良好的砂砾土，压实密度不小于96％。同时铺设双向土工格栅前，对层面进行平整，严禁有碎石、块石等坚硬凸出物。

（二）施工工艺

1.锚固钢筋布置。

锚固钢筋应按梅花型布置，横向填挖结合部处理段∶纵向钢筋间距为300cm，横向间距为100cm，呈4排布置;纵向填挖结合部处理段∶横向钢筋间距为300cm，纵向间距为100cm，呈4排布置。每一层格栅搭接长度为50cm，搭接点用铁丝固定，上下层格栅应错开2.5m。铺设双向土工格栅时，应平顺、不能褶皱，在挖方侧应进行有效的锚固，锚固钢筋由Φ10圆钢筋弯制而成。在土质挖方段锚固钢筋长度应大于30cm，在石方挖方段锚固钢筋不小于20cm。对于部分陡坎路段可适当增加格栅层数，其锚固长度长度不小于1m。

2.基床开挖。

在基床开挖施工中，需要特别注意的是基床开挖应确保满足设计和施工要求，同时在基坑中应做好防水和排水的措施，以减少水的不利影响。当基床开挖平整压实完成，经过检测确保合格之后即可进行砂砾垫层的铺设，其厚度应控制在30cm。砂砾垫层铺设完成之后应及时进行找平处理，垫层表面局部允许高度差应控制在10cm以内。

3.土工隔栅铺设。

砂砾垫层铺设完成之后，即可开始进行土工格栅的铺设。首先根据设计要求进行地层加筋格栅的裁剪，接着按照设计图纸的要求进行铺设。在坡面外格栅应预留出一定的长度以用于进行反包。在土工格栅铺设过程中，需要特别注意是，土工格栅的受力方向应沿着纵轴方向进行铺设。土工格栅沿着主要受力方向不宜设置接头缝。

当进行土工格栅的铺设时，应按照设计图纸中所设定的位置、长度和方向进行。沿着路线方向的搭接宽度应控制在10cm。铺设完成之后，采用U字型钉进行托进行土工格栅的固定，U型钉的间距应保持合适的距离。通过U型钉的固定可以防止在填料施工中土工格栅出现移位的问题。土工格栅沿着非主要受力方向的接缝采用尼龙绳进行绑扎，无需设置搭接。绑扎的间距应控制在1m。

4.回填。

当土工格栅按照要求铺设完成之后，应及时进行回填施工。土工格栅的暴露时间不宜过长，以防遭受太阳暴晒而出现老化的问题。在回填施工中，所采用的填料最大粒径不应超过碾压层间的1/2。在进行填料施工中，首先应先进行土工格栅两端的填筑，并形成纵向的站台或交通道，然后应依次扩大回填的范围。在填料的回弹施工过程中，已完工的土工格栅上禁止车辆通行。

5.压实找平。

当填料回填碾压完成之后，其表面应采用机械或人工的方式进行找平，并严格控制高差，通常情况下局部的高差应控制在5cm以内。当进行碾压施工时，应按照从两端向路中心的顺序进行碾压，不得出现方向碾压的现象。压路机应顺着路堤的纵向行驶，不得沿着横向进行行驶。当每层碾压完成之后，均应对其压实度进行检查，本工程的压实度的要求与一般路堤的要求一致。

（三）施工中应注意的问题

1.当进行压实施工时，应确保平整，同时应将尖刺突起物清除。当进行土工格子的铺设时，应沿着其主要受力方向进行铺设，铺设应确保平整。当填料填盖之后，在碾压之前应再次对土工格子进行绷紧处理，使得土工格栅处于绷直受力状态。

2.回填材料不得采用冻结土、沼泽土以及生活垃圾等。通常情况下应优先采用砾类土和砂类土，这是因为其力学性能稳定，同时受含水量的影响较小。

3.当土工格栅铺设完成之后，应及时进行回填，并按照先两端后中间的顺序进行。在进行碾压施工时，压轮不得直接与筋材接触。不得允许车辆在未经压实的加筋体上行走。

4.在加筋土施工过程中，应根据要求做好墙体内外的排水处理。边坡应做好防护处理以方便雨水和路表水对坡脚造成冲刷破坏。在土体内部应设置滤水和排水措施，必要时，应设置土工布和透水管以加强土体内部的排水效果。采取疏导的方式进行排水，不得出现堵塞的问题，否则可能会埋下安全隐患。

四、结语

综上，土工格栅在公路软土路基中应用可以有助于提高地基的承载力、增强地基的稳固性能，并且能够有效的减小土体的侧向位移。从本工程实施效果表明，土工格栅具有强度大、承载力强、耐久性强，同时施工方便，使用寿命长度等优势，可有效地应用于同类工程当中。

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