公路路堤施工中土工格栅加筋挡土墙技术分析

公路路堤施工中土工格栅加筋挡土墙技术分析摘要：我国公路至2010年底大致有400万公里，与建国初期的8.07万公里相比，增长了47倍。新型的公路施工技术也随着我国公路事业的磅礴发展被广泛使用，尤其是一种新型的路基柔性支挡结构―土工格栅加筋挡土墙技术在公路工程领域被广泛应用。该技术具有施工速度快、抗变形能力强、抗震性能好、稳定性高等特点，对于提高公路施工技术、保证施工质量、减少施工用地、降低施工成本等方面有着显著的效果。关键词：公路路堤；土工格栅；加筋挡土墙；公路建设；施工技术文献标识码：A就当前我国公路工程的发展趋势而言，土工格栅加筋支挡结构具有很大的发展前景。公路路堤施工中土工格栅加筋挡土墙其结构设计和施工工艺对支挡结构的安全起着非常重要的作用。与传统的路堤施工工艺相比，土工格栅可以对路堤边坡进行加固，在保证路堤路堤稳定性和耐久性的前提前下，可大幅度减少占地面积，同时降低公路工程的造价。1土工格栅加筋挡墙的加固原理简单来说，通过土工格栅可以改变土体的力学性能，土工格栅具有很大的抗拉强度，可以限制土体的侧向变形和路堤外侧土体隆起。格栅的网眼可以限制内部土体的横向移动，提高了土体的整体抗剪能力防止路基产生下沉塌陷，同时可以有效地防止水土流失。土工格栅具有一定的刚度，可以分散上层路面传递下来的压力，增大路基的承载力，延长路基的使用寿命。2施工技术要点2.1模块挡墙的技术 土工格栅加筋土挡土墙分为有面板加筋挡土墙和无面板加筋挡土墙。按照面板的安装形式面板加筋挡土墙又分为整体面板加筋挡土墙和拼装面板加筋挡土墙。在公路路堤的施工中拼装面板加筋挡土墙的应用比较广泛，常见的拼装面板模块有五种，分别是矩形、L型、六角形、槽型、十字型等。基于工程环境的不同面板模块的设计可灵活预制，因地制宜地选择面板模块设计可以为道路工程提供良好的视觉效果。无面板加筋挡土墙也叫做反包式加筋挡土墙，反包式加筋挡土墙的墙面是通过网眼袋填土再用土工格栅包裹而成，通过专用的连接棒把每层的土工格栅连接成一个整体，在网眼袋内填装适合在当地生长的花草种子、灌木种子等，经过几个月的生长就会形成一堵绿色的生态墙，在加固水土的同时还保护了土工格栅的使用安全，并能起到美化环境的作用。2.2土工格栅的铺设在选择土工格栅加筋土挡土墙的施工方案时，需充分考虑到支挡工程水文条件、地形地貌以及地质条件。为了保证加筋挡土墙总体的稳定性和内、外部的稳定性，在挡土墙的背部要留有足够大的空间作为加筋区域。在山岭重丘区公路工程交界处进行半挖半填或填挖结合施工时，土工格栅加筋土挡土墙可以充分发挥其特有的作用。在土工格栅铺设前，要对路基底面进行处理，必须保证路基底面平整、密实。不能存在对土工格栅有损害的坚硬物。土工格栅应沿着受力方向平铺、拉直，避免产生卷曲、扭结。在铺设土工格栅时，需采用自制的钢筋齿耙对格栅进行预张拉，改善加筋体的受力状况，保证了压实。土工格栅要向路堤边坡外伸出2.5m，以备在包边时对路堤进行加固。2.3平整墙面在施工现场中精确放出路堤边坡脚线做桩并洒灰线标记。按照设计要求对墙底范围内的地面进行开挖，开挖要平整，将基底软弱土层挖除。对加筋挡土墙基地进行压实，保证整个场地全面平整，满足第一层土工格栅的铺设要求。2.4路基填筑 可以通过焖土或翻晒的方式来控制填土的施工含水量，确保施工含水量在最佳含水量±2%之间；土工格栅完成铺设之后，不能让其长时间在太阳下曝晒，要及时按试验段确定的厚度和施工方法进行填土摊平压实；为避免损伤土工格栅，在进行填土时，填土的粒径要控制在15cm以下，仔细检查填料中是否夹杂石块；填土时，应先填格栅两端，然后依次扩大，车辆不可直接在铺好的格栅上行走，避免格栅隆起；在每层填料填筑完毕之后，都要用推土机和平地机进行整平，以确保路基与土工格栅紧密贴实。2.5反滤层填筑为了防止路基坍塌，在路堤的修筑中需要填筑反滤层。反滤层可以有效地阻止路基中的渗水把填料从泄水孔中带走，进而防止路基塌陷。路基两侧紧靠面板内侧设厚20cm砂夹卵石反滤层，在每层回囊拉筋铺设完成后进行分层填筑，填筑后采用小型机械压实。2.6边坡防护在路基填筑完成后，要及时对坡脚进行防护，对边坡进行整修，将包边格栅外的覆盖土人工夯拍密实，植草。3施工技术控制3.1拉筋铺设加筋挡土墙是由填土、拉筋带以及墙面面板三个部分组成的一个整体符合结构。由于墙面土自身压力、填料与筋带的摩擦力以及筋带的拉力三个力之间产生相互内力作用，只有这三个力达到一个平衡点才能保证复合结构达到内部的稳定性。依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡填料作用于墙面上的水平压力，使填料、拉筋带和墙面成为一个整体，来抵抗其后部填料产生的土压力。所以在砌筑加筋挡土墙时，首先要保证筋材质量和拉力强度符合施工标准，其次对于填料的选择也要择优使用，确保在工程完工后不会出现因材料自身质量问题而导致工程质量出现隐患。3.3墙面板的安砌 土工格栅加筋挡土墙的面板应该在坚固美观的前提下，保证易于安装、方便运输，面板强度不低于C20。根据面板形式和加筋材料的类型来选择连接方式，可以采用预设钢筋拉环或预留钢筋穿孔等形式，为了保证筋材在土体内能够均匀分布，上下相邻层的预埋拉环或钢筋穿孔在水平方向上要错开布置。安装第一层面板的安砌是控制整体墙面基线能符合设计要求的关键，必须在基础上画出第一层面板的外缘线，并通过经纬仪控制，在安砌完成后还要进行反复检查。3.4排水设施建设排水设施在任何公路工程的建设中都有着至关重要的作用。路堤施工中土工格栅加筋挡土墙，尤其要做好边坡内外的排水设施建设，在土体内要设置过滤、排水措施，路基施工过程中，在墙面按纵横间距1.0m上、下、左、右交错布置泄水孔，孔内预埋Φ50mmPVC塑料排水管，排水管伸入加筋土体的管身设梅花形钻孔，并用针刺无纺布包裹，采取疏导的方式进行排水，不能堵塞，防止填料流失。4土工格栅加筋路堤病害防治 加筋路堤的病害主要分为两大类：第一类是路堤稳定性失衡，主要表现在路堤内部失衡、路堤整体失衡和坡面局部失衡等；第二类是因变形导致路堤沉降过大和不协调变形过大。内部失衡包括筋材拔出和筋材断裂等，整体失衡包括路底基层局部滑动、地基承载力不足和地基土薄层挤出等。筋材的抗拉强度不够、筋土界面达不到强度指标、路堤填料质量差、地基土强度不够等因素是导致路堤发生病害的主要原因。其中导致加筋路堤产生变形的主要因素是填料压实度不足。为了更好地应对在路堤施工中可能出现的问题，在施工中使用高强度、高模量筋材，因为高强度高模量筋材在承受拉应力的同时还能承受剪应力，能够增加筋土体的粘聚力同时增大筋土体的内摩擦角，进一步提高加筋土结构的强度。对于软弱地基，路堤加筋可以减小路堤顶面的沉降，但效果并不明显，增加加筋的层数、使用优质的填料及增加地基土模量，可以显著提高加筋对控制沉降的效果。土工格栅有一定的刚度，可以使路面的承载负荷得到扩散，进而提高了地基的承载力，所以在铺设土工格栅时，要严格按照施工要求来进行施工，确保土工格栅在施工时路面整洁平整，没有坚硬土石和杂物。5结语土工格栅加筋挡土墙技术，在公路路堤施工中属于柔性支挡结构，自身具有很好的稳定性，同时可以满足工程设计和使用要求。土工格栅加筋挡土墙具有施工速度快、占地面积小、投入成本低和对环境的危害小等众多优点，对我国近十几年来公路事业的发展有很大的帮助。在施工过程中必须严把质量关，对施工的各个环节秉承科学合理的态度来进行，确保工程质量。虽然目前这种技术在公路工程上的运用有很多的成功案例，但是由于加筋材料与土体性质的复杂性，我们对加筋土的作用机理仍认识不足，在以后还需对这种技术继续加深研究。