土工格栅在路基填筑中的应用

张振刚

(忻保高速公路建管处，山西忻州 034000)

随着公路交通量和汽车载重量的猛增，对路基整体性的要求逐年提高。纵向填挖交界处和半填半挖路基路床顶面加铺土工格栅可增大路基的承载力，延长路基的使用寿命，防止路基不均匀沉陷、改善路基使用性能。

1 加筋土工格栅的主要技术特征

在路基土方施工中，土工格栅是由聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而形成的同时具有较高的抗拉强度和弹性模量的立体网格屏栅，与其他土工合成材料相比，具有加固路基、防止变形、分散荷载等特定的作用。将土工格栅埋置于土中可以用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材。在路基土方施工中，对于土体不稳定的填挖交界处，双向土工格栅及钢塑加筋土工格栅的应用最为有效。作为一种路用材料，在路基补强施工中，可使粒状填料与网格互相锁合在一起，形成稳定的平面，防止填料下陷，并可将垂直荷载分散，在高填方及半填半挖地段可采用多层补强的方法;在路面施工中，将网格与路面材料掺合在一起，可以有效地分散传递荷载，防止路面裂纹，并可承受一定冲击载荷，防止翻浆造成的路面沉陷和裂纹。地形处于山岭重丘区的高速公路段内，山岭重叠，沟壑纵深，将土工格栅用于高填方及半填半挖路段，可有效减少路基与桥台的沉降差，降低车辆与路基振动，减缓路基结构变形，提高车辆行驶的安全舒适性能。

1.1 双向土工格栅

双向土工格栅是用高分子聚合物通过挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而成，通过工艺过程使聚合物的长链碳氢分子沿拉伸方向重新排列成一直线，因而具有较高的抗拉强度和较低的延伸率。其抗拉强度已接近于软钢，同时孔眼具有对土的锁定作用，使得在纵向和横向上都具有很大的拉伸强度。这种结构在土壤中同样也能提供一个有效的力的承担和扩散的理想连锁系统，适用于大面积永久性承载的地基。通过有效的施工作业可以起到提高地基承载力、限制土体的侧向位移、扩散应力的作用。

1.2 钢塑加筋土工格栅

钢塑加筋土工格栅是由钢塑加筋带复合而成，其表面经延压具有规则的粗花纹，铺设于换填土层中可承受巨大的抗应力和与填土之间的摩擦力，整体上限制了地基土的剪切、侧面挤出及隆起。由于加筋土垫层的刚度较大，有利于上部基础荷载的扩散并较均匀地向下传递，可较好地提高地基的承载力并约束土体的侧向位移，增强地基稳固性能。在施工中还可有效地避免被施工机具的碾压而造成的破坏。

2 设计要求

GSL35/PE双向钢塑土工格栅，其技术要求符合交通部行业标准JT T480-2002交通工程土工合成材料(土工格栅)的技术标准。要求双向土工格栅极限抗拉强度不小于35kN/m。

填土高度不大于3m时，铺设1层土工格栅，格栅满铺于路面底面以下80cm处，即路床底部;填土高度大于3m时，增设2层土工格栅，分别位于路面底面以下1.8m及2.8m处。同时对填挖交界处的填方路基的压实度要求提高2%，必要时采用重锤夯实，以确保路基稳定。填方高度大于10m的路基，采用加筋土路堤收缩坡脚，加筋边坡采用1∶1，每10m高处设一级2m宽平台。坡面采用拱形骨架内种草防护。土工格栅沿坡高层层水平铺设，竖向间隔为0.5m，第一级边坡筋带长度按16m，8m依次变化，第二级边坡筋带长度按16m，8m，8m依次变化。

3 土工格栅施工

3.1 施工工艺流程

清理、检测下承层→人工铺设土工格栅→搭接、绑扎、固定→摊铺上层路基土→碾压→检测。

3.2 机械配置

选用20t～40t小吨位振动压路机和50t以上拖式振动压路机各一台，推土机、平地机各一台。

3.3 施工方法

1)为了确保路基整体稳定性，每侧应各加宽0.5m。对含水量适中的路基表面进行整平后用压路机稳压两遍，再用50t振动压路机静压4遍。

2)按设计文件要求先铺垫30cm厚的砂砾，人工配合平地机整平后，振动压路机静压两遍。

3)土工格栅的铺设。首先用锚钉固定稳固格栅端部，用铺设机或人工将格栅缓缓向前拉伸拉铺，在铺设过程中，随时安排专人检查格栅平整度，要求格栅底面必须平整、密实，确保格栅平铺，拉直，按卷交替，连续铺设。

4)首层土工格栅铺设完成后，随即开始铺设第二层厚20cm的砂砾:汽车运砂砾卸于路基一侧，而后整平机向前推进。应先对路基两侧2m范围内填筑10cm厚度，把第一层土工格栅折翻上来再填筑剩余10cm的砂砾，禁止两侧向中间填筑和推进，严禁各种机械在没有铺筑砂砾的土工格栅上行驶作业，这样可最大程度地保证土工格栅平整，不起鼓，不起皱，提高路用性能。第二层砂砾填筑平整后，及时检查铺筑厚度，检测无误后用振动压路机静压两遍。

5)以此方法类推，进行第二层土工格栅的铺筑，第二层铺筑完成后再填筑砂砾，振动压路机静压两遍后，即完成路基基底的加固措施。

6)依据设计图纸要求，砂砾碾压完成后，沿路线纵向在边坡两侧各铺设土工格栅两幅，搭接宽度20cm，按上述方法搭接固定牢固后开始进行土方施工作业。

7)高填方路基边坡土工格栅的防护施工中，每填筑两层土就需两侧同时铺设各一层土工格栅，然后以此类推，直至铺到路肩表层土下。

3.4 施工中的注意事项

1)对铺设现场的下承层表面必须要求压实平整，无尖刺凸起物或砾石凸起。填土层表面应平整，严禁有碎、块石等坚硬凸出物，在距土工格栅8cm以内的路堤填料，其最大粒径不得大于6cm。

2)在铺设安装、连接固定过程中，土工格栅主要受力的纵向方向应垂直于路基的轴线方向，格栅网格表面要确保平整，不允许有褶皱，格栅四边张紧。必要时可以采用插钉等措施固定土工格栅于填土层表面。

3)顶层格栅的纵向受力方向要求是通长无接头，双幅搭接处可以人工绑扎搭接，搭接宽度应大于20cm。如铺设宽幅中，设置的格栅在两层以上，层间应错缝设置。大面积铺设后，需安排专人调整其平直度。覆盖一层砂砾未碾压前，应再次用人工或机具张紧格栅，力度要均匀，使格栅在土中始终保持为绷直受力状态。

4)土工格栅上的第一层填土摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机，填料的摊铺与填筑从路基的纵向轴线位置开始，对称地向两侧填土。车辆、施工机械沿路堤的轴线方向行驶。土工格栅摊铺以后应及时摊平填料，间隔时间不应超过48h，加筋路堤的边坡防护应和路堤的填筑同时进行，在夏季施工时如不能及时填筑，应及时对已铺筑完成顶面的土工格栅采取覆盖等临时保护措施，以避免其受到阳光、雨水的直接暴晒和侵蚀。

5)填料的选择和压实:格栅施工中的填料应优先选取砾类土和砂类土等力学性能稳定、受含水量影响小的土质。所选填料粒径不得大于铺筑层厚的2/3或15cm，同时控制填料级配，以保证压实密实性。格栅铺设搭接完成后，应及时填土覆盖。为确保施工的连续性，应合理安排作业计划，采取铺设、回填的循环流水作业法。施工中控制好最佳含水量，为提高路基整体稳定性，碾压的顺序是先两侧后中间。碾压中压轮不能直接与筋材接触，未压实的格栅不允许车辆在上面行驶，以免筋材错位。

3.5 防、排水措施

路基填筑施工中，及时做好各类临时防排水措施，避免土工格栅下承层出现翻浆、泥泞的现象，必要时在土体内设置滤、排水设施。

4 土工格栅试验检测

土工格栅常规检测包括:外观、物理性能(包括:单位面积质量测定、幅度测定、网孔尺寸测定);力学性能(包括:条带拉伸试验、接头/接缝宽条拉伸试验、粘焊点极限剥离力试验);抽检频率:每批次进场检验一次，每检验批代表数量不超过500卷;取样方法:在同批土工格栅产品中随机抽取5卷，每卷截取1m作为样品，共5件。相关试验检测标准:GB T17689-2008土工合成材料(塑料土工格栅);JT T480-2002交通工程土工合成材料(土工格栅);JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程等。

［1］张建良，焦二中，车志强.土工格栅在高填方挡土墙中的应用［J］.山西建筑，2005，31(14):76-77.

［2］陈谦应.土工格栅加筋支挡结构在山区高等级公路中的应用［A］.全国第五届土工合成材料学术会议，全国第五届土工合成材料学术会议论文集［C］.2000.