[12-11 16:58:43] 来源：http://www.tmgc8.com 公路工程 阅读：3974次
（河南省南阳市公路工程处 河南 南阳 473000）
摘要：本文结合在高等级公路的施工技术经验,探讨了土工合成材料在高填方路段的加筋应用,分析了加筋土作用机理,有利于土工合成材料在高填方路堤路段的加筋应用推广,为此类高填方路堤路段的结构设计与施工提供参考。
关键词：土工合成材料高路堤路段加筋土
1、为了解决在公路建设中经常遇到的在高填方路堤路段沉降变形、失稳等现象对路面结构的破坏,近年在高速公路建设中人们开始重视高填方路堤路段沉降变形、稳定性、整体强度等问题,并采取相应的处治措施.工程实践业已证明,应用土工合成材料处治高填方路堤路段,不失为一种有效的工程技术措施.当修筑高桥引道时要采用高填方路堤,局部路段也可能采用高填方方案。一般根据填料的不同,以砂砾土为填料时高度超过12m,其他填料时高度超过20m都可称为高填方路堤。高填方路堤与普通路堤相比,具有明显的特点,该特点主要集中在“高”上面,第一,无论是路堤地基还是路堤本身都应有足够强度和稳定性。第二,由于高路堤难免带来比较大的工后沉降,所以需要严格控制施工时良好的填筑压实度。还有,在排水等方面,坡面防护方面也需要进行详细的设计,保证高路堤良好的运营。
2、加筋土的土工合成材料种类及应用现状
(1)土工织物,包括编织型土工织物和非编织型土工织物。前者应用普遍,后者变形量大,仅用于应力水平较低的加筋工程中。(2)筋材制品,包括土工格栅、土工网、土工垫、土工格室和条带筋材等。这类制品一般具有较高的抗拉强度和较低的延伸率,他们和周围土的相互作用好,摩阻力和咬合力高。(3)加筋复合制品,例如用聚酯、玻璃纤维或钢筋作为加筋制成复合土工织物,以条带、绳索、连杆或板条等形式与土工织物复合。(4)土工合成纤维,即将合成材料制成的网片拌入土内,或直接在施工现场喷射纤维丝掺入土中,形成所谓的网片土或纤维土。加筋材制品中的土工格栅在高填方路堤施工中得到了广泛运用。加筋高填方路堤作为一门新技术,它不同于软基处理、加筋挡墙等其他的加筋技术,有其自身的特点,例如填方高度的增加,必然造成路堤中过大的局部沉降,同时会增大筋材承受的应力,易造成筋材的失效等。所以现在国内对该技术的应用尚处在探索以及规范的健全与完善阶段。
3、土工格栅的施工方法及要求施工简便,容易保证质量,是土工合成材料的特点之一。其中,实践用过的土工格栅为一种重量轻,具有一定柔性的塑料平面网材。易于现场裁剪和连接(可用聚乙烯绳或连接棒连接)也可以重叠搭接,便于施工现场组装成所需构造形状。且土工格栅在施工过程中折曲影响较小,施工简单,不需要专用特殊施工机械和专业技术工人。做好施工准备工作之后,进行土工格栅的施工,顺序为:(1)平整场地;(2)展开土工格栅;(3)在土工格栅上填筑路基;(4)压实。土工格栅铺设时,应将强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向。土工格栅之间的连接应牢固,在受力方向连接处的强度不得低于材料设计拉强度,且其叠合长度不应小于15cm,土工格栅的铺设不允许有褶皱,应用人工拉紧,必要时可采用插钉等措施固定于填土层表面。铺设土工格栅的土层表面应平整,表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物;在距土工格栅8cm以内的路堤填料,其最大粒径不得大于6cm。土工格栅铺设后应及时填筑填料,以避免其受到阳光过长时间的直接暴晒。一般情况下,间隔时间不应超过48h。填料应分层摊铺、分层碾压,所选填料及其压实度达到《公路路基设计规范》规定的要求,土工格栅上的第一层填土摊铺采用轻型推土机或前置式装载机。一切车辆、施工机械只允许沿路堤的轴线方向行驶。填料的摊铺与填筑可从路堤的中线位置开始,对称的向两侧填土。加筋路堤的边坡防护应和路堤的填筑同步进行,对于土工格栅包裹的结构形式,在夏季施工如防护工作迟后,则应及时对坡面的土工格栅采取临时保护措施,以免土工格栅被阳光长时间暴晒。
4、应用加筋土的体会：通过土工格栅,加筋应该有足够的数量才能发挥其良好工程特性,所以多层方案是加筋的首选式,特别是当需要用土工合成加筋材料来处理填方路堤过大局部沉降的时候。同时需要慎重对待高填方中路堤底部的加筋应用,注意防止筋材因应力过大而局部失效。在加筋填方路堤设计应用时,建议在路堤的填筑的底部铺设一定高度的灰土稳定层,计算表明这样的稳定层对加筋路堤的内力以及变形控制作用比较明显,其可以有效的分担筋材的受力,特别是因为该层处在高填方路堤的底部,而该处为路堤受力变形最大的区域。稳定层的厚度可以根据实际工程施工的条件以及经验,建议在0.5m以上。路堤加筋的位置不应靠近路堤顶部,而主要应在路堤的下半部分,其中具体的最佳位置与加筋目的以及实际的土质有关。当以控制过大的竖向沉降为主要加筋目的时,建议加筋位于竖向沉降的集中区域,而该区域随着填方高度的增加,中心有上移的趋势,同时范围会扩大,在筋材应力允许的情况下,尽量选择靠近路堤的底部区域,加筋的形式应以通铺为主;如果加筋的主要目的是为了控制路堤的整体稳定性,则加筋的最佳区域可以通过前面推导的方法直接试算,随着路堤高度的增加,此时加筋的最佳位置也是有上移的趋势。加筋路堤中的加筋材料的选择非常重要,特别是其弹性模量、抗拉强度以及筋土作用强度等指标。在实际的工程应用中应尽量选用弹性模量高的产品,而这一指标往往被设计人员忽略,甚至厂家也往往不对这方面的性能加以重视。抗滑力矩取决于加筋拉力的大小和方向,对于加筋拉力的大小有三种取值方法:极限抗拉强度、长期允许设计强度和对应于一定应变的强度,从使用的安全性的角度考虑,短期设计应该是考虑用对应一定应变的设计强度作为设计值,但是在长期设计中,因为加筋材料有一定的蠕变及老化特性,偏安全考虑需要用长期设计强度作为其设计值。通过稳定性的计算,可以得知加筋对于高填方路堤的稳定性有着比较明显的提高作用,在一定程度的陡坡形式路堤中有比较好的增稳作用,在方案设计合理的情况下,可以进行该形式的路堤应用推广。另外,加筋也可以对于填土较差的变坡型路堤进行改善,增加路堤的稳定性。www.tmgc8.com
5、结语：从土工格栅在高填路段路堤的应用,由于其结构合理、受力条件好、施工简便,我们可以看出土工合成材料加筋技术大大了节约资金,提高工程质量和档次,缩短施工时间,能大大解决路堤(地基)过大的沉降变形或不均匀沉降变形问题以及路堤的稳定性问题。因此,土工合成材料加筋技术在高路堤路段中必将有着广泛的应用前景。
