[摘要]結合高速公路路基設計,介紹了土工格柵的基本效能以及路基土工格柵墊層的設計施工方案及要點和使用效果。
[關鍵詞]土工格柵軟土地基施工
一、工程概況
三凱高速公路全長88.22公里,雙向四車道,設計行車速度為80公里/小時。由於沿線地理環境及選線條件的限制,路線途經多處不良地質路段。本文所涉及的軟土地基路段位於K102+700～K104+300地段,其路基橫斷面為半填半挖路基,填土高度為20米左右。
二、沿線工程地質環境
該段軟土路基位於麻慄小河一級沖溝中,沖溝流向與路線走向相反,呈U字形,底寬40-180m,較平坦,兩岸谷地呈30-40傾斜。沖溝上覆回填土、衝洪積及殘積土。填土由板岩碎塊石、雜色粘土混雜堆積,結構鬆散,層厚0.5-0.7m。沖積層軟土。殘坡積層由軟至可塑狀粘土、砂土組成,含板岩碎石,呈稍密至中密狀。分佈連續,強度低,層厚2.08-8.68m,為下層軟土。下伏強風化粉砂質板岩,受區域地質構造的影響岩層節理髮育,巖體破碎。根據地勘測報告K103+035-K103+460段軟土厚度為2.40-11.90米,其狀態為軟塑狀。物理力學指標:天然含水量≥35%,亦大於液限;天然孔隙比為0.952-1.272,壓縮係數a1~2=0.51-0.66MP??a-1,屬於高壓縮性軟塑土層。殘坡積軟土層[σ。]=103Kpa,衝洪積軟土層[σ。]=68 Kpa。特別是在路線K103+700-K103+915及K103+035-K103+460段,為保證施工及運營階段的安全性穩定性,並減小砼沉降,必須採取措施對路基底進行處理。
三、路基中的土工格柵墊層
(1)方案的確定。該段經設計單位、業主、監理三方共同研究決定採用換填,土工格柵墊層等措施進行軟基處理,並同時佈設縱、橫向排水滲溝。(2)土工格柵墊屋綜合處理地基的原理。土工格柵層處理地基(軟土地基)的機理表現在下面幾個方面:①土工格柵有一定的剛度,從而使上面的負荷得到擴散,提高了地基的承載能力。②由於土工格柵的抗拉強度大,它的存在可增加路堤的穩定性。③土工格柵與砂墊層或填土層(0.5m厚)共同作為一層,這一層具有同路基及地基或軟土地基不同的剛度,它既是路堤的柔性筏基,又是地基及軟土的排水通道。所以在地基變形顯得均勻,差異沉降較小。④由於格柵網眼的存在制約了顆粒材料的橫向移動,形成了良好的嵌鎖作用。通過這種機械咬合作用使土體具有較好的整體抗剪能力。(3)材料的效能及要求。砂墊層要求用潔淨的中粗砂,含泥量應小於5%,以利形成排水通道。土工格柵是一種新型的聚合物材料,經雙向定向拉伸後,它的縱、橫向抗拉強度均勻,且具有良好延性、高抗疲勞性和耐腐蝕性。其重量較輕,方便施工。本次地基處理所用的土工格柵是QLGSG50-50型,延伸率為5%,其縱、橫向抗拉強度均為50kN/m雙向土工格柵,網孔尺寸為15mm×15mm,幅寬為4m,幅長為50m。(4)土工格柵墊層處理地基的施工程式及要點。①先平整場地,清表土並排乾地表水。②在地基上鋪一層10cm的.砂墊層,然後鋪上一層SS-20型土工格柵(採用橫鋪),土工格柵沿橫斷面鋪設,格柵的強度高的方向(縱向)應垂直於路基的中線,應儘量避免沿這個方向的接縫,各層土工格柵的兩端需進行回包,回包長度分別不小於1.5m、2m,平臺錯臺處的回包長度增長至3.5m。回包段應折覆蓋在壓實的填料面上,平整順適,外側用土覆蓋,格柵的鋪設應平順,保持一定的鬆緊度,表面嚴禁有碎、塊石等堅硬凸出物,區域性起伏差不得大於5cm,格柵的縱向搭接重疊寬度不小於30 cm,搭接縫採用塑料帶綁紮,間距為50cm,對鋪設好的格柵每隔1.5m用勾頭釘固定於地面,以保證格柵以下承面密貼,鋪設好的格柵應及時回填,防止日晒老化,筋材暴露時間不宜超過24 h,上下層土工格柵的搭接縫錯開設定,錯開長度不應小於50cm,並用下層土工格柵回包,與上層格柵形成一整體,兩層格柵間的填土厚度為50cm。③路基土應分層填築並滿足相應規範要求,另外應避免運料車在已攤鋪好並張緊定位的格柵上直接碾壓。④施工中應控制路堤的填土速率並加強沉降和側向位移的觀測,防止路堤失穩。
