土工格室在路网建设中的应用

胡时永

(安徽省池州市公路局,安徽池州 247100)

土工格室在路网建设中的应用

胡时永

(安徽省池州市公路局,安徽池州 247100)

根据路网项目的特点以及病害成因,将土工格室这一处理软基的方法运用到路网建设中来,从方案、材料、技术经济等方面进行了较为全面的比较分析,并对土工格室的质量控制及工艺提出了有参考性的要求。

土工格室;施工工艺;经济技术比较

0 引言

土工格室作为一种新型的合成材料,由于其力学性能好,施工方便和造价低等特点,越来越广泛地应用于公路路堤加筋、软土路基处理、边坡防护等工程中。经试验和工程实例应用证明,土工格室在提高一般填土承受动荷方面有很大的功效,在处理道路基床病害,固定松散介质的应用方面,具有其它土工材料不可替代的优势。土工格室的力学原理在中外的资料描述为:“一种蜂窝状三维限制系统,可以在很大范围内显著提高普通填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能”。它的关键原理就是三维限制。经过试验,在格室的限制作用下,中密砂的表观粘聚力可以增加三十几倍。

世行贷款安徽公路项目Ⅲ恢复工程S310寿县至霍邱段全长69.98km,为安徽省西北部的重要通道,也是六安市沿淮防洪抢险救灾的重要通道。项目经过区为淮河二道防洪区,路线两侧为淮河冲积滩地,地势低洼,地下水位高,土质多为粉性土、淤质土及膨性土,土质变化大。该路段最后一次改建于1996年,经过十多年的运营,尤其是近几年重车的行驶,致使全线呈现出较严重的破坏,路面出现长段落的网裂及不均匀沉降变形,严重影响道路的通行和通过能力;该段路基早期多为民工建勤填筑而成,填料多为腐植土、淤质土、过湿土及部分垃圾土,且碾压严重不到位,对水的敏感性非常大,秋冬季节承载力好,春夏两季病害发生严重,承载力极度下降。结合土工格室的特点,在该路段上运用了土工格室进行病害处理(主要应用于 K124+080～K133+960,K134+520～K135+480)。

1 格室材料的选择

土工格室材料要求具有较高抗拉、抗剪强度,并能适应地基的变形要求。本项目选择的是一种高强度聚乙烯片材,采用电阻加热法焊接,展开后呈六边形蜂窝状的三维主体网格结构,片室高为25厘米,幅宽3.0米,焊距为40厘米,格室焊点剥离强度大于10KN/M(实际为15.9 kN/m),联接剥离强度大于10kN/m,片材屈服强度不小于16MPa(实际28.6MPa),由合肥纵皖工程材料有限公司生产。

本项目的工程格室填料均采用级配碎石,其级配要求,同路网级配碎石的相关技术指标。

2 土工格施工工艺及质量控制

2.1 施工准备

先将病害路段的病害挖除至设计标高,一般挖深为35厘米,对挖除后段落进行整平检底并进行初步压实,压实度一般不小于90%,在初压后的基底铺10厘米厚砂垫层。

2.2 铺设及固定格室

沿路基横断面方向铺设。先将格室张拉开,使格室处于张紧状态,在铺设土工格室的始端,按土工格室的铆距尺寸,用专用工具将准备好的钢钎进行固定,钢钎外露部分的顶端不得高于格室高度,以低于格室顶点边缘5MM为宜;土工格室在未张拉之前,应根据病害处理的大小,用格室连接件连接好格室,并将连接好的土工格室挂在钢钎上,张拉控制应以格室纵横向张紧为度,并检查格室有无破损,处理好以后,准备往格室里填筑材料。

2.3 填筑碾压

格室内填料采用人工回填,填筑顺序应从一端及两侧向中间进行。填料应稍高于格室,并大致找平,填料完成后应用25吨及以上的静载压路机从中间向两边推进碾压。

施工的同时,先布置好水准测量仪,随时量测沉降量,并同时观测侧向位移情况,如发现异常现象应分析原因,及时给予纠正。

3 经济技术比较

按常规处理软基方法,在路网建设中多采用翻挖40～60厘米后用天然砂砾、级配碎石换填,或用灰土改良后回填级配碎石等,这里将常规处理方法与土工格室处理进行了技术经济比较,见下表(以100m2计):

处理方案 处理效果 造价 施工难易程度级配碎石短期效果较好,存在变形及轻度衰减,对周边有扰动处理不完全6450元 施工方便,对周边压实度控制较难级配碎石+灰土短期效果较好,对水较敏感,对周边有扰动,长期效果不好9180元 施工工艺复杂,质量控制难土工格室效果较好,对周边扰动影响小,长期效果好,水稳定强5105元 施工简单,质量易控制

从以上三种方案比较可以看出,采用土工格室从方案及经济技术方面都占有明显的优势。

4 结语

本项目所采用的土工格室设计厚度为 H=25cm,设计过厚,给张拉和填料压实增加了一定的施工难度,在铺设过程中,应尽量将土工格室拉紧,不得有折皱;土工格室张拉铺设后,应及时用料填充并压实,不得停放过长。从使用的情况来看,效果非常好,运行三个多月来,没有发生任何质量变化,弯沉位值从2.75mm提高到0.64mm,是一项值得广泛推广应用的一种好的处理软基技术方案。在实际应用中,我们经过总结认为:

(1)土工格室的选用高度不宜超过20cm,在实际工程应用中,宜采用高强土工材料生产的土工格室,抗形变能力更为理想,质量较好控制。

(2)采用土工格室处理软基的面积不宜过小,一般应处理大于30m2以上的软基路段,小面积病害处理效果不明显。

(3)填筑时宜用1.5吨铲车配合使用,工效提高明显。

(4)铺设土工格室时,应重点拉紧四周的格室片,尽量让格室填充的材料量大致相当,以增强整体强度效果,严防格室填料不满即进行碾压,或是格室片没有拉紧以及存在折皱而进行填筑。

[1] J T/T516-2004.公路工程土工合成材料[S].

[2] 夏志强,王继民.碾压混凝土在软土路基中的应用[J].市政技术,2006(1).

责任编辑:文 月

TU5

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1671-8275(2010)03-0019-01

2009-06-18

胡时永(1971-),男,安徽东至人,池州市公路局工程师。研究方向:路桥施工与管理。