公路施工中加筋技術的探討

劉志欽

（河南省濮陽市清豐縣公路管理局，河南 濮陽 457300）

1 路堤加筋

用于路堤加筋的土工合成材料可采用土工格柵、土工織物、土工網(wǎng)。所選用的土工合成材料應具有足夠的抗拉強度，具有較高的刺破強度，頂破強度和握持強度等。

1.1 采用加筋技術提高路基穩(wěn)定性

當路堤的穩(wěn)定性不足時，可采用土工合成材料加筋，以提高路堤的穩(wěn)定性。

1.1.1 結構形式

提高路基穩(wěn)定性加筋結構形式的選擇，應根據(jù)工程具體情況，遵循技術可行、經(jīng)濟合理、施工方便的原則綜合比較確定。

1.1.2 設計計算

加筋材料的鋪設層數(shù)、鋪設范圍應通過對加筋路堤的穩(wěn)定計算、土工合成材料錨固長度計算以及平面穩(wěn)定驗算確定。

加筋路堤整體穩(wěn)定性和堤身穩(wěn)定性驗算采用圓弧條分法進行計算，求得安全系數(shù)最小值和相應的臨界滑動面；當路堤下地基為淺層軟弱土層時，還應驗算加筋路堤的平面滑動的穩(wěn)定性，我國設計規(guī)范中已建立了一套相對成熟的設計計算方式。

1.2 采用加筋技術減小路基不均勻沉降

加筋對路堤的沉降特別是不均勻沉降有一定的減小和調(diào)節(jié)作用，這在許多工程中都已證實，但基本理論研究還不夠成熟，目前還沒有建立一套完整的設計計算方法，應用效果較好的主要結構形式如下：

1.2.1 軟土地基處理

處理軟土地基時，在路堤底部設置土工合成材料，其兼有過濾、排水、加筋、隔離等多種功能。采用土工合成材料對墊層和路堤下部加筋處理，不但提高路堤的穩(wěn)定性，還可以加強路基底部的完整性和連續(xù)性，無化應力分布，從而減少總沉降量和不均勻沉降。

排水墊層之上，盡量設置于路堤底部，且在路基全寬范圍內(nèi)滿鋪。

1.2.2 橋頭臺背路基填土加筋

臺背路基填土采用土工合成材料加筋主要是利用土工合成材料與構造物之間的鋪固力以及與路基填料之間的嵌鎖力和接口摩阻力，將結構物與路基填料聯(lián)為一體，以增強其整體性，減少兩者之間的不均勻沉降。加筋材料一般采用土工網(wǎng)或土工格柵，臺背填料選用水穩(wěn)性與壓實性能良好的材料，一般選擇礫石土、碎石土或天然砂礫填筑。

2 路面加筋

近年來路面結構中采用土工合成材料加筋，在工程實踐中得到廣泛的應用，路面工程中使用土工合成材料加筋主要是減少或延緩反射裂縫的數(shù)量，減少瀝青路面的車轍，在半剛性基層瀝青路面中還可適當提高（底）基層的疲勞壽命。

路面加筋防治裂縫的主要方法有（1）在路面面層上部采用土工合成材料加筋，減少溫度裂縫，加強路面面層，減少車轍，提高路面使用壽命（2）瀝青路面新路施工中，基層已有裂縫，為減少反射裂縫的影響，采用土工合成材料在基層和面層之間進行加筋處理（3）對于老路補強，橋面及橋頭路面鋪裝、舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面中使用土工合成材料加筋處治，可防止反射裂縫。

3 加筋土擋土墻

加筋土擋土墻由填土和填土中布置一定的筋帶以及墻面板三部分組成，從20世紀60年代初期發(fā)明以來，經(jīng)過三十多年的研究，發(fā)展和應用，加筋土擋土墻已成為土木工程中重要的擋土墻一類的建筑物。我國公路工程中，加筋土擋土墻主要應用于路基擋土墻、加筋土橋臺以及護坡工程。

3.1 加筋土擋土墻結構的特點

加筋土擋土墻結構能得到迅速的發(fā)展和應用是由于它具有以下的特點：（1）組成加筋土擋墻的面板和筋帶可以預先制作，在現(xiàn)場用機械（或人工）分層填筑，這種裝配方式的方法，施工簡便、快速、并且節(jié)省勞力和縮短工期；（2）加筋土擋土墻是柔性結構物，能夠適應地基輕微的變形。同時，由于具有一定的柔性，它的抗震動性強，是一種很好的抗震結構物（3）加筋土擋土墻節(jié)約用地，造型美觀。加筋土擋土墻造價比較低，加筋土擋土墻與鋼筋混凝土擋土墻相比，可節(jié)約造價一半；與石砌重力式擋土墻比較，也可節(jié)約造價20%以上，它具有良好的經(jīng)濟效益（5）加筋土擋土墻的工程安全性優(yōu)越。

3.2 加筋土擋土墻的基本結構和原理

加筋土擋土墻是由墻面板、填料、筋帶結合而成。在加筋土結構中，由填料自重和外力產(chǎn)生的側壓力作用與面板，通過面板上的筋帶連續(xù)件將此側壓力傳遞給筋帶，企圖將筋帶從填料中拉出，而筋帶材料又被子填料壓住，于是填料與筋帶之間的摩擦力阻止筋帶被拔出。摩擦力將填料和筋帶聯(lián)結起來，組成一合成體，加上墻面板，即形成一重力式擋土墻。

3.3 加筋土擋土墻的材料與構件

3.3.1 筋帶

筋帶的作用是承受垂直荷載和水平拉力作用，并與填料產(chǎn)生摩擦力，筋帶必須具有以下特性，抗拉性能強，不易脆斷，蠕變量小，與填料之間的摩擦系數(shù)大，具有良好的柔性、耐久性并且經(jīng)濟。

筋帶為帶狀，國內(nèi)以采用聚丙烯土工帶、鋼塑復合筋帶、鋼筋混凝土帶為主，國外廣泛使用鍍鋅鋼帶。對于高等級公路，從工程安全考慮，應選用鋼帶和鋼筋混凝土筋帶。

3.3.2 填料

填料是加筋土的主體材料，由它與筋帶產(chǎn)生摩擦力。填料應符合土工標準，化學標準和電化學標準。

土工標準包括力學標準和施工標準。規(guī)定力學標準是為了使填料和筋帶之間能發(fā)揮較大摩擦力，以確保結構穩(wěn)定，力學標準主要是確定填料的計算內(nèi)摩擦角和填料與筋帶間的視摩擦系數(shù)。施工標準是確保力學標準的重要條件，主要是確定填料的級配和壓實密度。

3.3.3 面板

面板的作用是防止填料側向擠出及傳遞土壓力。面板設計應滿足堅固、美觀以及運輸與安裝方便的要求，國內(nèi)常用的面板為混凝土或鋼筋混凝土預制件。面板的類型主要有十字型、六邊型、槽型、L型及矩形等。

3.4 加筋土擋土墻的計算

為保證加筋土擋土墻在使用過程中發(fā)揮應有的作用，設計時應進行內(nèi)部穩(wěn)定計算和外部穩(wěn)定計算。內(nèi)部穩(wěn)定計算包括筋帶的強度驗算和抗拔驗算，外部穩(wěn)定計算包括擋土墻沿基底滑動驗算、基底承載力驗算、承載地基與墻后土體的整體滑動驗算以及必要時的地基沉降量計算。

4 結束語

加筋技術采用材料的范圍廣泛，其工程應用是一項不斷發(fā)展完善的新技術。一方面新型材料不斷推出，另一方面應用的領域不斷擴展，應用的形式在不斷更新。

[1]高速公路格柵加筋技術.東南大學.2002-01-01

[2]周志剛,張起森,鄭健龍.土工加筋技術在公路鐵路工程中應用研究新進展.長沙交通學院學報.2002-03-30