加筋砂垫层在高速公路软基处理中的应用

夏富友

摘 要：随着国民经济的深入发展，公路运输网络也在日益的完善，不仅有效的加强了区域间的联系，也为人们的日常出行提供了极大的便利。尤其是高速公路凭借其自身的独特优势，近年来的建设规模和数量不断的增大，所面临的建设环境也更加复杂。路基承担了高速公路工程大部分荷载压力，其承载能力直接影响了高速公路的稳定性和使用年限，因此需要根据工程的实际情况选取相应的施工技术，不断的提高路基的施工质量。本文主要对高速公路建设过程中加筋砂垫层的应用进行了深入的分析，探寻加强质量控制的有效措施，以期为具体的施工操作提供指导。

关键词：加筋砂垫层；高速公路；软土路基；质量控制

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）14-0094-02

在高速公路建设施工的过程中，路基施工是关键的组成部分，如果路基的承载能力达不到工程技术标准的需求，在后期会对道路的使用性能造成较大的影响。软土路基由于强度相对较低，土质松软，存在各向异向性，在施工的过程中必须根据工程的特点选取相应的技术来对软土路基进行处理，使其承载能力和稳定性得到有效的提高，保证路基的施工质量。加筋砂垫层的施工方式，通过将土工合成材料铺设在软土路基砂垫层中，增加路基受力的均匀性，改变了原有土层的受力特点，形成具有较强承载能力的复合地基，实现对软土路基的加固。

1 工程案例

在建中的某高速公路工程属于城市交通网络中的重要部分，道路全长为50.354km，局部施工路段位于河床位置，地质条件相对较差，经过技术人员对实际情况的勘测，上部分属于杂土层，厚度在2.3—4m之间，且土质密度处于不均匀的状态。由于受到河流的影响，在下层分布着大量的淤泥，厚度在5—10m左右，地基的承载能力较差，无法满足高速公路工程施工的的要求，经研究决定采用在砂垫层加铺土工合成材料的方式将对软土路基进行处理。根据工程的特点，采用土工织布（后面写的是土工格栅，请核实对照）作为加筋的主要材料，径向抗拉强度为40KN/m，延伸率控制在18%左右，加筋垫层的厚度设计为1.1m，严格按照相关的技术要求进行施工，有效的提高软土路基的承载能力。

2 加筋砂垫层的作用机理

在高速公路的建设中，如果路基的抗剪强度和承载能力无法满足施工要求，会导致高速公路的通行能力受到影响，必须采取相应的处理措施。加筋砂垫层施工主要是将一层或者多层的土工合成材料铺设在砂垫层中，使软土路基的承载能力和稳定性得到提升，减少后期路基的沉降和水平位移现象的出现。通过土工合成材料的铺设，使得路基的受力处于相对比较均匀的状态，浅层的侧向变形得到约束，能有效提高软土路基的稳定性和承载能力。为了取得最佳的加固效果，一般情况下土工合成材料的铺设方向应与路基土层中最大的抗应变方向保持一致。

3 软土路基处理中加筋砂垫层的应用分析

3.1 施工前的准备工作

3.1.1 施工材料的选择

在加筋垫层施工时需要根据高速公路工程的具体特点选用相应规格的加筋材料，确保土工合成材料的性能能够满足软土路基的要求。一般情况下加筋垫层中土工合成材料的主要是聚烯烃复合筋带，常用的加筋材料是土工格栅，这种材料具有较高的抗拉强度，在使用的过程中不易出现变形的问题。其次是对回填碎石材料的选择，主要是将其粒径控制在施工要求的范围内，其干密度保持在1.8g/cm3，颗粒级配标准如表1所示。

3.1.2 施工现场处理

在施工开始之前需要对路基表层进行清理，将施工范围内的碎石、植被以及杂物等清理干净，创造良好的施工环境。在必要的情况下需要对路基中不符合要求的土质进行换填。同时按照施工方案设计的要求对路基的施工参数进行测量，恢复路基中心线，确定坡脚线的位置。整平垫层铺设基底，避免在工作正面存在坑洞现象。

3.2 加筋砂垫层设计

在进行加筋砂垫层设计时应充分考虑到高速公路工程的地质条件，减少后期路基不均匀沉降问题的出现。为了实现良好的软基加固效果，合理的控制布筋的方向，使其与路基土层中最大的抗应变方向一致。可采用土工织布与土工格栅联合使用的方式，在保证提高路基承载能力的同时，实现了隔离排水的作用。此外加筋材料的变形模量应达到一定的标准，使得加筋砂垫层在受到外力荷载时，与填料产生相互作用的力。同时将蠕变允许值控制在合理的范围内，避免经过长期的碾压之后，出现筋材应力松弛的现象，降低对路基土层侧向变形的约束。当土工材料处于拉伸状态时，才能有效的对加固路基，改善软土路基强度不足的问题，所以在具体的施工中软土路基的填筑次序如图1所示。

3.3 基槽开挖

根据施工方案设计的要求开挖基槽，在此过程中需做好排水工作，在施工现场修建临时排水设施，避免在施工中出现积水的现象，不仅会影响正常的施工进度，还会降低基层土体的稳定性。在基槽开挖完成之后需要对开挖的尺寸和标高进行检查，保证基槽能够满足施工的要求。

3.4 砂垫层及土工合成材料铺设

在基槽开挖完成之后可铺设砂垫层，并进行整平和压实施工，在此过程中应避免基坑底部的土体结构受到破坏。随后可进行土工合成材料的铺设，首先按照施工方案设计的要求进行土工合成材料的拼接，确保拼接无误运送至施工现场铺设，在铺设时应保证材料处于平整顺着的状态，禁止出现褶皱的现象，对土工合成材料的使用性能造成影响。若在铺设的过程中出现破损的材料，需要及时更换，尽量减少铺设中接缝的出现。其次是土工合成材料的连接与固定，一般采用搭接的方式将土工合成材料连接在一起，在端部回折部分的长度应控制在2.5m以上。土工材料铺设的接缝处一般需要有0.8m左右的重叠范围，同时需要加强对于接缝处的固定工作，采用U型钉每隔1—1.5m进行固定。

4 加筋砂垫层施工质量的控制措施

（1）在对施工现场进行测量时，必须确保路基坡脚线位置的准确性，宽填的范围控制在50cm左右，并预埋相应的工作桩位为具体的施工操作提供标准。对路基的处理必须严格按照相关技术规范，保证基层不存在松散的土体、碎石等。同时在路基两侧开挖排水沟，一方面能够降低地下水位，另一方面也避免在施工过程中在工作面出現积水的现象。在排水沟开挖时，应充分考虑施工现场周边的自然环境，严格规范操作行为，防止由于土体的开挖造成水土流失、植被破坏等问题，对生态环境造成影响。

（2）土工合成材料的铺设是加筋砂垫层施工的关键环节，在铺设之前应确保基层不存在尖锐的石块或者土体，保证其平整度和压实程度满足施工标准，防止对材料造成损坏。土工材料铺设的方向与受力方向保持一致，在铺设的过程中不能存在褶皱或者扭结的现象。土工合成材料铺设应在路堤边坡向外延伸2.5m处结束，确保能够对固结路堤包边。在土工合成材料铺设完成之后，禁止车辆通行，避免车辆的碾压作用对材料造成损坏，确保基层与土工材料紧密的贴合在一起。

5 结语

综上所述，通过加筋砂垫层对于软土路基的处理，能够有效的提高高速公路工程的承载能力和稳定性，延长道路使用年限。在路基砂垫层中铺设一层或者多层的土工合成材料，改善了原有的路基土体结构，使基层的受力处于均衡的状态，约束了侧向变形，实现了对路基的加固，减少了不均匀沉降问题的出现。在具体的操作时应根据高速公路路基土质的实际情况，选取相应的土工合成材料，提高路基的施工质量。

参考文献

[1]贺军.桩承加筋垫层复合地基在高速公路加宽改造工程中的应用研究[J].科技风，2011年23期.