土工格栅在软土地基处理中的应用

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一、工程概况

　　三凯高速公路全长88.22公里，双向四车道，设计行车速度为80公里/小时。由于沿线地理环境及选线条件的限制，路线途经多处不良地质路段。本文所涉及的软土地基路段位于K102+700～K104+300地段，其路基横断面为半填半挖路基，填土高度为20米左右。

　　二、沿线工程地质环境

　　该段软土路基位于麻栗小河一级冲沟中，冲沟流向与路线走向相反，呈U字形，底宽40-180m，较平坦，两岸谷地呈30-40倾斜。冲沟上覆回填土、冲洪积及残积土。填土由板岩碎块石、杂色粘土混杂堆积，结构松散，层厚0.5-0.7m。冲积层软土。残坡积层由软至可塑状粘土、砂土组成，含板岩碎石，呈稍密至中密状。分布连续，强度低，层厚2.08-8.68m，为下层软土。下伏强风化粉砂质板岩，受区域地质构造的影响岩层节理发育，岩体破碎。根据地勘测报告K103+035-K103+460段软土厚度为2.40-11.90米，其状态为软塑状。物理力学指标：天然含水量≥35%，亦大于液限；天然孔隙比为0.952-1.272，压缩系数a1～2=0.51-0.66MP　a-1，属于高压缩性软塑土层。残坡积软土层[σ。]=103Kpa，冲洪积软土层[σ。]=68 Kpa.特别是在路线K103+700-K103+915及K103+035-K103+460段，为保证施工及运营阶段的安全性稳定性，并减小砼沉降，必须采取措施对路基底进行处理。

　　三、路基中的土工格栅垫层

　　（1）方案的确定。

　　该段经设计单位、业主、监理三方共同研究决定采用换填，土工格栅垫层等措施进行软基处理，并同时布设纵、横向排水渗沟。

　　（2）土工格栅垫屋综合处理地基的原理。

　　土工格栅层处理地基（软土地基）的机理表现在下面几个方面：

　　①土工格栅有一定的刚度，从而使上面的负荷得到扩散，提高了地基的承载能力。

　　②由于土工格栅的抗拉强度大，它的存在可增加路堤的稳定性。

　　③土工格栅与砂垫层或填土层（0.5m厚）共同作为一层，这一层具有同路基及地基或软土地基不同的刚度，它既是路堤的柔性筏基，又是地基及软土的排水通道。所以在地基变形显得均匀，差异沉降较小。

　　④由于格栅网眼的存在制约了颗粒材料的横向移动，形成了良好的嵌锁作用。通过这种机械咬合作用使土体具有较好的整体抗剪能力。

　　（3）材料的性能及要求。

　　砂垫层要求用洁净的中粗砂，含泥量应小于5%，以利形成排水通道。土工格栅是一种新型的聚合物材料，经双向定向拉伸后，它的纵、横向抗拉强度均匀，且具有良好延性、高抗疲劳性和耐腐蚀性。其重量较轻，方便施工。本次地基处理所用的土工格栅是QLGSG50-50型，延伸率为5%，其纵、横向抗拉强度均为50kN/m双向土工格栅，网孔尺寸为15mm×15mm，幅宽为4m，幅长为50m。

　　（4）土工格栅垫层处理地基的施工程序及要点。

　　①先平整场地，清表土并排干地表水。

　　②在地基上铺一层10cm的砂垫层，然后铺上一层SS-20型土工格栅（采用横铺），土工格栅沿横断面铺设，格栅的强度高的方向（纵向）应垂直于路基的中线，应尽量避免沿这个方向的接缝，各层土工格栅的两端需进行回包，回包长度分别不小于1.5m、2m，平台错台处的回包长度增长至3.5m。回包段应折覆盖在压实的填料面上，平整顺适，外侧用土覆盖，格栅的铺设应平顺，保持一定的松紧度，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物，局部起伏差不得大于5cm，格栅的纵向搭接重叠宽度不小于30 cm，搭接缝采用塑料带绑扎，间距为50cm，对铺设好的格栅每隔1.5m用勾头钉固定于地面，以保证格栅以下承面密贴，铺设好的格栅应及时回填，防止日晒老化，筋材暴露时间不宜超过24h，上下层土工格栅的搭接缝错开设置，错开长度不应小于50cm，并用下层土工格栅回包，与上层格栅形成一整体，两层格栅间的填土厚度为50cm。

　　③路基土应分层填筑并满足相应规范要求，另外应避免运料车在已摊铺好并张紧定位的格栅上直接碾压。④施工中应控制路堤的填土速率并加强沉降和侧向位移的观测，防止路堤失稳。