土工布及土工格柵在道路工程中的應(yīng)用分析

盧俊霞

(山西平陽(yáng)路橋有限公司，山西臨汾 041000)

0 引言

土工織物由于具有良好的隔離、排水、加筋等物理力學(xué)性能，以及良好的抗拉特性，已被廣泛應(yīng)用到公路施工的各個(gè)領(lǐng)域。在瀝青路面中使用可有效抑制反射性裂紋，提高面層抗開(kāi)裂能力，延緩和防治不均勻沉降，增強(qiáng)路面的整體強(qiáng)度，減少車轍、壅包。在軟土地基處置中采用土工格柵，可有效抑制沉降，均勻應(yīng)力分布，提高道路整體強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用年限。土工織物在公路邊坡防護(hù)中，可用于邊坡防護(hù)植草，防止水土流失，美化環(huán)境。

1 土工織物的特性及應(yīng)用

土工織物具有較高的抗拉強(qiáng)度和較低的延伸率，能夠使上面的負(fù)荷得到擴(kuò)散，提高了地基的承載力、增加路堤的穩(wěn)定性。土工織物用于軟土地基的加固，是由于土工織物能適應(yīng)地基變形，增加地基的抗剪強(qiáng)度，從而防止軟弱地基產(chǎn)生過(guò)大或不均勻沉降以致側(cè)向變形。土工布(格柵)在軟土地基加固中的主要作用為：排水、隔離、應(yīng)力分散、加筋補(bǔ)強(qiáng)等。玻璃纖維土工格柵由于有高抗拉強(qiáng)度和低延伸率、無(wú)長(zhǎng)期蠕變、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性、集料嵌鎖限制等優(yōu)點(diǎn)，從而在瀝青路面的施工中得到廣泛應(yīng)用。玻璃纖維土工格柵在瀝青路面的抗疲勞開(kāi)裂、耐高溫車轍、抗低溫縮裂、延緩反射裂縫等方面發(fā)揮著重要作用。在承壓地下水或地下水很多的地方修筑路基時(shí)，利用土工織物在原地面與路基交界處或路基內(nèi)部設(shè)排水隔離層，把從路面浸透來(lái)的水隔離，把地下水引入邊溝。過(guò)濾型土工格柵還具有既能保證空隙水可自由流出，同時(shí)又能截住細(xì)顆粒的良好水力特性。

土工織物的加筋效果與施工速度有關(guān)，施工速度快，加筋效果就比較顯著，施工速度慢，加筋效果就不明顯。

2 土工織物的分類及應(yīng)用范圍

土工織物一般可分為土工布、土工格柵、玻璃纖維土工格柵等，根據(jù)編制方法又可分為單向土工格柵、雙向土工格柵、土工格網(wǎng)、土工網(wǎng)墊等。土工布主要應(yīng)用于公路工程的防滲、排水、隔離等方面，土工格柵主要應(yīng)用于軟土路基加固、路堤邊坡加筋補(bǔ)強(qiáng)等，玻璃纖維土工格柵主要應(yīng)用于軟土地基加固、防治瀝青路面的反射裂縫等。

3 施工方法和要求

土工織物在實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)單易行，不需要特殊設(shè)備，施工方便，任何工地均可采用。

1)京昆與青蘭國(guó)家高速公路山西境臨汾聯(lián)絡(luò)線，部分路段地下水位較高，具較高壓縮性為區(qū)域性軟弱地基。對(duì)于沉降量不大的路堤，高路堤填土適當(dāng)采用土工布(格柵)墊隔，以減少路基不均勻沉降，加強(qiáng)路基剛度與穩(wěn)定性。本段采用雙層土工格柵包砂礫。先平整場(chǎng)地，清除表土并排干地表水(排水有困難的地方，采用拋片石擠淤)，鋪筑50 cm干壓砂礫，分兩層進(jìn)行碾壓。鋪筑第一層格柵，從需要處理的地段開(kāi)始，垂直路線鋪設(shè)，用木樁或石塊進(jìn)行固定就位，其搭接長(zhǎng)度為100 cm，相鄰格柵搭接長(zhǎng)度為30 cm，采用鐵絲綁扎固定，格柵在路基邊緣處，寬鋪2.5 m～3 m，待格柵上層砂礫鋪筑完畢后進(jìn)行回折，格柵上鋪筑的砂礫厚度為30 cm，壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度后，再鋪筑第二層土工格柵，與第一層格柵連接固定。土工格柵鋪筑要求平整，砂礫粒徑不超過(guò)5 cm，壓實(shí)度要求達(dá)到93%以上。

2)在軟土地基、沼澤，地基濕軟、地下水位較高的地方，采用土工織物作為隔離層，用于隔離層的土工織物最小抗拉強(qiáng)度不小于50 Pa。土工織物鋪筑在平整過(guò)的地面上，用木樁或石塊進(jìn)行固定就位，其搭接長(zhǎng)度為100 cm，在土工織物上鋪筑的材料要求采用透水性良好的粗粒土(礦渣、砂礫、碎石等，最大粒徑不超過(guò)30 cm)，采用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，鋪筑厚度不小于50 cm，并且施工時(shí)應(yīng)盡量減少對(duì)下層土的擾動(dòng)。隔離層高出地下水位30 cm以上。土工布還可用于路面基層水穩(wěn)砂礫的養(yǎng)護(hù)，透水性的土工布具有良好的過(guò)濾性，既能保證空隙水可自由流出，同時(shí)又能截住細(xì)顆粒。尤其是炎熱的夏季，在水穩(wěn)砂礫上覆蓋土工布，灑水養(yǎng)護(hù)，大大減少灑水次數(shù)，使基層得到很好的養(yǎng)護(hù)。

3)玻璃纖維土工格柵由于有高抗拉強(qiáng)度和低延伸率、無(wú)長(zhǎng)期蠕變、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性、集料嵌鎖限制等優(yōu)點(diǎn)，從而在瀝青路面的施工中得到廣泛應(yīng)用。玻璃纖維土工格柵在瀝青路面的抗疲勞開(kāi)裂、耐高溫車轍、抗低溫縮裂、延緩反射裂縫等方面發(fā)揮著重要作用。在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層，采用玻璃纖維土工格柵加筋處理，可有效抑制原路面伸縮，及水泥板塊損壞引起的反射性裂縫，提高面層開(kāi)裂能力。在舊瀝青路面維修中使用玻璃纖維土工格柵加筋處理，可防治和延緩因基層不均勻沉降、溫差等因素造成的裂縫，增強(qiáng)路面整體強(qiáng)度，減少車轍、壅包的形成。在軟土地基處治中及道路拓寬改造中采用玻璃纖維土工格柵可有效抑制沉降，均勻應(yīng)力分布，防治因地基不均勻沉降及新老路結(jié)合處造成的裂縫，提高道路整體強(qiáng)度，延長(zhǎng)道路使用年限。玻璃纖維土工格柵的鋪設(shè)比普通的土工格柵施工工藝更為嚴(yán)格，通常采用釘子固定法。先將土工格柵一端用鐵皮條和釘子固定在已經(jīng)灑布粘層瀝青的下層結(jié)構(gòu)上，然后用機(jī)械將格柵拉緊，再用釘子分段固定，固定完畢后，用膠輪壓路機(jī)碾壓穩(wěn)定，使格柵與原路表面粘結(jié)牢固，再進(jìn)行下部作業(yè)。

土工格柵墊層示意圖見(jiàn)圖1。

京昆與青蘭國(guó)家高速公路山西境臨汾聯(lián)絡(luò)線采用土工格柵處理軟土地基，經(jīng)過(guò)沉降觀測(cè)、水平位移觀測(cè)、地基承載力觀測(cè)等方面的觀測(cè)，認(rèn)定處理結(jié)果滿足承載力和沉降的要求，土工格柵處理軟弱地基，達(dá)到了預(yù)期的效果。

圖1 土工格柵墊層示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

在施工中，為解決軟弱地基可能出現(xiàn)的路基盆形沉降、失穩(wěn)和路橋沉降差等問(wèn)題，可采用土工布或土工格柵進(jìn)行處治，土工布及土工格柵在隔離、防滲、加筋補(bǔ)強(qiáng)、過(guò)濾排水、防護(hù)等方面發(fā)揮著作用，有效地解決軟土地基加固的難題。在瀝青路面中采用玻璃纖維土工格柵，可有效的防止反射裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

［1］ JTJ 017-96，公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范［S］.

［2］ 高速公路叢書(shū)編委會(huì).高速公路路基設(shè)計(jì)與施工［M］.北京：人民交通出版社，2009.

［3］ 高建虹.玻璃纖維土工格柵在瀝青路面上的應(yīng)用［J］.公路，2002(3)：95-98.

［4］ 薛瑞峰.土工格柵在公路建設(shè)中的性能及應(yīng)用［J］.山西建筑，2010，36(16)：253-254.