雙向土工格柵在公路工程加筋碎石技術(shù)研究
作為一種土工合成材料,雙向土工格柵相比其他土工合成材料,其性能、功效較為獨特。土工格柵對碎石加筋作用可分為兩類,其一格柵對其網(wǎng)孔內(nèi)碎石土的阻力;其二格柵對其界面兩側(cè)碎石土的聯(lián)鎖、咬合摩擦力。只有在某種特殊應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下,土工格柵張力膜效應(yīng)才能作用于某些材料。在土工格柵阻力及界面咬合摩擦力影響下,格柵周圍極易產(chǎn)生復(fù)合加固帶,且對加筋碎石產(chǎn)生制約,促使密實碎石土出現(xiàn)剪脹現(xiàn)象,進而產(chǎn)生側(cè)向變形,最終達到土工格柵加筋碎石復(fù)合體強度、變形模量增強的作用,也就是說,利用土工格柵可對土體側(cè)向膨脹變形加以制約,進而實現(xiàn)加固土體的作用。
按照Mohr-Coulomb強度標(biāo)準(zhǔn)合理選擇土工格柵加筋碎石土,通過加筋作用可增強加筋碎石土復(fù)合體的粘聚力。加筋碎石墊層施工中所選用的碎石材料需具備弱風(fēng)化、強硬度、高強度等特點,以此達到復(fù)合體強度增強,壓密性良好的作用。同時還可以減小側(cè)向變形,得到良好加筋效果。
某公路工程總長度為1.98km,為四幅橫斷面形式。該道路所在場地具有較為平坦的地形,地下水位埋深范圍為2.0~5.2m,-0.32~0.69為土層液限指數(shù)平均值,粉質(zhì)中液限粘質(zhì)土為路基土,屬于潮濕―過濕類型。為達到路基加固效果,本工程選取土工格柵加筋碎石墊層法進行施工。按照地質(zhì)地形實際情況,1:0.5為土工格柵邊坡坡率,10m為邊坡高度,且將排水溝設(shè)置到坡腳位置,邊溝設(shè)置到道路邊。
根據(jù)工程實際情況下,需將3層雙向土工格柵鋪設(shè)到邊坡基底位置,選取碎石墊層格柵,1.8m厚。且選取C15現(xiàn)澆混凝土用于土工格柵邊坡頂部作為壓頂,邊坡坡面植草綠化防護。填筑土工格柵基底、斜坡位置,并將2m寬臺階開挖到原地面。
雙向土工格柵加筋碎石施工工藝:
軟土路基作為公路工程施工的主要病害,將雙向土工格柵加筋碎石樁合理應(yīng)用于軟基處理中,可有效提升地基承載力,達到良好施工效果。為此,施工單位必須在充分了解雙向土工格柵加筋碎石樁作用機理的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場實際情況,規(guī)范施工工藝,只有這樣才能最大限度提高工程整體質(zhì)量。
1、施工材料準(zhǔn)備
(1)填料。填料所選取的材料以砂性土、砂礫及碎石等為主,其具有較強滲水性。禁止選取淤泥、腐質(zhì)土。所選填料內(nèi)存在有機料、生活垃圾較多則不得使用。相比填料壓實厚度,填料粒徑不得大于其75%,并在15cm以內(nèi)控制最大粒徑。如粗粒料不夠圓滑、過于尖銳,在筋帶表層攤鋪時不得使用。碎石規(guī)格以2種為主,即30~50mm與50~70mm,配置比例為70:30。
(2)加筋材料。土工格柵、土工帶等為加固路基的土工合成材料。作為一種新型土工合成材料,塑料土工格柵的優(yōu)點為較強整體結(jié)構(gòu)、較大摩擦系數(shù)等,在軟基加固施工中得到了廣泛應(yīng)用。
2、測量放樣
按照設(shè)計要求進行樁頂標(biāo)高測量確定,并進行樁位放線及控制樁設(shè)置。同時,核查現(xiàn)場材料,對加筋土擋墻基礎(chǔ)線進行測定。除此之外,還需對加筋土邊坡斷面進行核對,并對格柵鋪設(shè)進行復(fù)核。根據(jù)施工規(guī)定,做好場地清理工作。
3、基礎(chǔ)工程
開挖施工前,需先做好定位測量工作,并將開挖線準(zhǔn)確標(biāo)出,與基礎(chǔ)外緣相比,槽底平面尺寸應(yīng)多出300mm。當(dāng)縱向高度具有較大變化時,順著縱向基槽底按照階梯狀進行開挖施工,要求在3m內(nèi)控制各臺階長度。
4、鋪設(shè)土工格柵
鋪設(shè)土工格柵前,需先檢測各類施工材料,保證其滿足設(shè)計要求。主要檢測項目為孔隙尺寸、延伸率、耐久性等。鋪設(shè)土工格柵時,可選取搭接法進行相鄰兩幅縱向連接,0.25cm為搭接寬度。連接土工格柵受力方向時,要求在設(shè)計允許強度以上控制連接強度。根據(jù)設(shè)計長度要求,嚴(yán)控土工格柵下料施工,要求多出300到500mm左右。土工格柵和坡面成垂直狀,且在平整壓實填料上鋪設(shè),避免重疊、彎折,且防止直接接觸硬質(zhì)棱角填料。為防止攤鋪、碾壓填料時,擾動格柵,需固定好土工格柵尾部。
5、攤鋪及碾壓
根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況,進行填石采集場的合理確定。施工狀態(tài)下對填料最大干密度、最佳含水量加以確定,這也是碾壓填料施工中衡量壓實度的標(biāo)準(zhǔn)。選取網(wǎng)眼袋裝填料碼砌施工坡面位置,且將坡面綠化草籽裝入坡面網(wǎng)眼袋內(nèi)。卸料時,需在1.5m以內(nèi)控制機具和坡面的間距,如土工格柵沒有覆蓋于填料上,機械不得在其上方行駛,避免對下層格柵擾動。攤鋪時可選取人工+機械法,保證攤鋪厚度相同,具有平整的表面,且在3%以上設(shè)置橫坡。機械攤鋪施工中,要求機械行駛方向平行于坡面,嚴(yán)禁車停在沒有覆蓋填料的格柵上。當(dāng)機械和坡面之間的距離在1.5m以內(nèi)時,則攤鋪方式可改為人工。攤鋪平整各層填料后,需及時進行碾壓施工。碾壓施工機械以振動壓路機為主,按照“輕壓一重壓、格柵中間一尾部一靠坡面位置”順序施工。當(dāng)碾壓機械和坡面之間的距離僅有1m時,需選取小型機械進行碾壓施工,要求先輕壓坡面隨后逐步碾壓到路線中間位置,嚴(yán)禁擾動坡面。根據(jù)設(shè)計要求,需在95%以上控制路基壓實度。
6、質(zhì)量控制
(1)土工格柵鋪設(shè)前應(yīng)先進行下承層平整,因本文選取碎石作為填料,嚴(yán)禁其損壞土工織物。鋪設(shè)時應(yīng)做好拉緊施工,且與下承層緊貼,避免產(chǎn)生褶皺現(xiàn)象。特殊情況下,在平整下墊層后,確保表面圓潤、無棱狀尖銳物的情況下,即可將土工格柵材料鋪設(shè)到碎石墊層內(nèi),且將中粗砂保護層(5cm厚)鋪設(shè)到土工格柵材料與碎石中間,防止碾壓過程中損害土工格柵材料。
(2)鋪筑土工合成材料后,需立即進行填料填筑施工,嚴(yán)禁材料長期暴曬。碾壓施工中不得選取高頻振動方式,應(yīng)以靜壓為準(zhǔn),且選取中低速前行。要求同時施工加筋土路堤和兩邊路堤,且對連接位置進行合理施工。
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,我國公路建設(shè)規(guī)模越來越大。在軟土路基加固補強施工中,為達到地基承載力有效提升,沉降降低的目的。可選取雙向土工格柵加筋材料,該材料具有均勻穩(wěn)定的性質(zhì)、較高強度等特點,能夠和各類粗粒土構(gòu)成加筋層,具有良好的加固效果。