土工格栅在道路病害防治中的作用

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1、土工格栅在道路病害防治中的作用【摘要】道路的建设属线性工程，所经地区的地形、地质、水文等条件差异大，且高等级公路建设标准高、工程量大，所以在修建或营运的过程中会不可避免地遇到诸如路堤滑坡、塌陷、沉降等地质病害，为解决这一系列问题，各种新材料、新工艺应运而生，其中用土工格栅处理高等级公路工程病害就是比较典型和广泛的方式。【关键词】土工格栅抗剪铺设应用1.前言土工格栅自60年代末出现后，在土木工程中得到了广泛应用，目前国内已在铁路、公路、机场、水利、港口等方面开始应用。土工格栅具有抗拉强度高，延伸率低，与土石结合效果好，耐久性强，施工简便等特点，主要

2、用途是改善土体的工程性能，起到加固和稳定土体的作用。特别是对于软土、软弱土路基，土工格栅的应用能有效提高地基的承载力，增加扩散角，控制不均匀沉降。2.土工格栅在道路病害防治中的应用土工格栅(geogrid)是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔网格、较高强度的平面网状材土工格栅可分为拉伸和挤塑两大系列。拉伸系列是以聚乙烯或聚丙烯为原料，先挤压成薄片，再打出有规则的孔洞，然后在加热控制下进行定向拉伸而成。由于在制造过程中经过了加热定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，增强了分子链之间的联结力，因而此类土工格栅具有抗拉强度高、不易变形等特点。拉伸

3、系列的土工格栅按其制造时拉伸方式的不同又可分为单向土工格栅和双向土工格栅两类(见图1，图2)。图1单向土工格栅图2双向土工格栅挤塑系列是将聚乙烯或聚丙烯原料装入容器并在高温下熔化，送入模具，挤压成型后冷却而成。此类土工格栅制造工艺简单、成本较低，但抗拉强度较低，易变形。由于道路工程路基填料一般为粘土或细粒填料，路基体的抗拉、抗剪能力较差，所以，在道路工程病害的防治和处理中，具有较强抗拉能力的拉伸系列土工格栅就得到了较为广泛的应用。3.土工格栅在软土地基处理中的应用当公路穿越山区与河谷相间地带时，山冲、坳沟常因地势相对较低，沟谷内逐年堆积冲积土、残

4、坡积土，一般深达几米甚至十几米，加之沟谷内地势平缓，常年积水，使得土体常年饱水，天然含水量较高，地基承载力较低，形成典型的软弱地基。当公路路基建干此类软弱地基上时，由于地基土含水量高、承载力差，在路基填筑加载或通车后车载作用下，常常会产生大范围的沉降而导致路面开裂、破坏，直接影响道路通行能力，有些地基在荷载作用下，连同路基一起产生弧形剪切破坏，直接导致路基的整体性破坏，最终导致道路破坏、交通中断。为解决上述因软土地基导致的路基破坏，除加强排水或采取塑料排水板、砂桩、强夯等直接增强地基承载力的处理方式之外，常用的方法就是铺设土工格栅进行软土地基处理

5、。首先在经过排水疏干、清除淤泥后的软土地基上铺设一层>20cm厚的碎石并压实，这样既有利干提高地基与土工格栅间的摩擦力，又能迅速排除地基在加载后挤压出的水，然后在碎石层上铺设土工格栅，铺设时应使格栅处干平顺均匀状态，然后即时填筑填料，填料卸土高度一般不得大于1m，填筑时应严格按照“先两边、后中间”的原则对称填筑，严禁先填路堤中部，后填两边的方法，在第一层填土达到预定厚度并经碾压达到设计压实度后，将土工格栅反卷包回一定长度并绑扎(或缝合)在上一层土工格栅上，再进行上一层的填筑。土工格栅的铺设层数一般取决干软土地基承载力、路基填土高度，具体层数通过计

6、算得出。通过在软土地基上铺设土工格栅后，使得铺设土工格栅部分的路堤形成一个具有较强抗拉、抗剪能力的整体。由于土工格栅与填料颗粒的摩擦和嵌锁作用，能有效地控制路堤土体颗粒在荷载作用下的侧向位移和部分挤入软土地基的现象。同时，由于加铺土工格栅后形成的整体性和板块性，能够最大限度地将荷载向周围扩散，有效防止因应力集中而产生的地基不均匀沉陷和剪切破坏。当然，由于加铺土工格栅后并不能使路基体形成完整的固体特性，所以加铺土工格栅处理软土地基也是有限度的、有条件的。一般情况下，当软土地基含水量高，承载力较差时，一般采取加铺土工格栅与插设塑料排水板等其他方式共同

7、处理，效果更好。4.土工格栅在斜坡路堤处理中的应用公路穿越傍山坡时，因路线走向与山坡走向一致，路堤常修筑于斜坡之上，由于坡面上常覆盖一层腐植土或风化层，加之坡面较陡，使腐植土(或风化层)与下部基岩之间形成一个易滑面，路堤在填筑过程中或填筑后易整体或部分沿此易滑面滑动，造成路堤破坏。对于填土较高，路堤坡脚又落入沟谷等软土地基的情况，通常所采用的支挡或挖错台等措施就显得非常困难或效果不明显，对这种情况，除在斜坡上开挖错台外，在路堤底部加铺土工格栅最为有效。①在路基施工之前，应先平整场地，水田地段需进行地基处理，然后铺设砂砾石并压实。②在斜坡上开挖台阶

8、，并铺设土工格栅直至路堤边坡；土工格栅在台阶部分用钢筋锚固于台阶上。③分层填筑路堤填料并压实。④上一层土工格栅铺设及填料填筑。通过在斜坡