土工格栅的主要性能及其在路基工程中的应用

褚双义

（山西一建集团有限公司，山西 太原 030000）

1 土工格栅的主要性能

土工格栅的主要性能包括物理性能：单位面积质量、网孔尺寸、肋宽；力学性能：拉伸性能、剪切性能、拉拔性能；耐久性：蠕变特性、老化性能、耐腐蚀性等。

1.1 物理性能

可直观观测和量测的性质称为物理性质，就土工格栅而言，物理性质有单位面积质量，肋条数量，节点厚度、节点数量，网孔尺寸等[1]。土工格栅虽肋条较粗但轻质,它的网孔大小均匀，肋条厚度较节点厚度小。

1.2 力学性能

土工格栅的力学性能主要包括抗拉强度[1]、拉拔性能和抗剪强度。土工格栅的抗拉强度是通过肋条抗拉强度、格栅宽幅抗拉强度以及节点抗拉强度三方面的内容进行综合评价的。肋条抗拉强度是指单个肋条受拉破坏时的强度；格栅宽幅抗拉强度指对具有一定宽度和长度的土工格栅进行拉伸试验破坏时的强度；节点抗拉强度指将夹具直接夹住某个节点的横向肋条和纵向肋条进行拉伸破坏后的强度。单向土工格栅，纵向的抗拉强度、拉伸模量都很高。双向土工格栅，在纵、横向上抗拉强度都很大。三向土工格栅不仅在纵、横向有很大的抗拉强度，在与纵向呈60°方向上也有很高的抗拉性能[2]。

土工格栅的剪切强度指在直接剪切试验中测得的最大剪应力，通过直接剪切试验还可以获得土工格栅的粘聚力以及内摩擦角。

土工格栅的拉拔强度是指在拉拔试验中所能达到的最大应力，由土工格栅横向肋条前的主动阻力，横向肋条和纵向肋条上下面的剪切强度三部分组成。

1.3 耐久性

土工格栅的耐久性包括耐碱性、耐酸性，耐腐蚀性，蠕变特性以及老化性能等。

应力不变，应变随时间变化的现象称为蠕变[3]。使用土工格栅作为加筋材料的过程中，蠕变的发生不可避免，但是在建筑的使用期限内，其蠕变应该有一定的限值，不可超过此值，因此在工程实践中需要对设计荷载进行折减。

老化是指在土工格栅的使用过程中，因为受到光、热、氧等因素的作用，导致它的化学成分和分子排列结构发生变化，从而造成土工格栅的强度变低的现象。格栅的老化不仅会增加工程建设的成本，也会造成一些工程事故，因此在土工格栅的使用过程中，需要注意避免阳光直射。

2 土工格栅在路基应用的施工流程

2.1 施工准备

按设计要求选购土工格栅，按规范要求对土工格栅进行试验检测。合格后方可用于工程。

2.2 测量放样

对原地面进行复测，严格按照施工图放样, 对路基用地界、路堤坡脚等具体位置标识清楚。

2.3 下承层处理

原地面表层腐殖土、树根等清理完毕后，利用振动压路机对地基表层进行振动压实。下承层平整度≤15mm, 压实度≥93%, 并剔除表面坚硬和树状突起物。

2.4 开挖台阶

当原地面坡度陡为1∶5～1∶2.5 时，原地面应挖宽度不小于2 m 的台阶，并设置2%～4%内倾斜横坡，台阶根部宜采用小型夯实机夯实[4]。

2.5 铺设土工格栅

单层土工格栅铺设时应顺直，不得出现褶皱、扭曲、重叠等问题，且搭接宽度应≥50cm。双层土工格栅铺设时，上、下层接缝应错开，并且纵、横向搭接长度应≥50cm[5]。铺设施工过程中应防止土工格栅受损，且出现破损时应及修补或更换。

2.6 摊铺和压实

在48h 内按照路基“先轻后重、先慢后快、纵向进退、轮迹重叠”的碾压原则，利用重型或振动压路机对铺设完的土工格栅进行碾压夯实。宜采用人工振动夯实对路基边缘0.5 m 范围内的填料进行压实, 减小对路基边缘的扰动。

3 土工格栅在路基中的应用

3.1 冻土路堤加筋

多年冻土地段，采用土工格栅工艺后,在荷载作用下，利用双向土工格栅的特性，即在荷载作用下，纵、横向的嵌锁咬合力、摩擦力会增大，增大的摩擦力，再通过土体的拉应力将荷载力全部转移到钢筋体上，而承受了拉力作用的钢筋体会和其间承受压力的土体产生作用,使黏聚作用和嵌固作用在两者之间明显增加,从而增加土体内的土质密度,使路堤强度、刚度、稳定性均有提高[6]。

3.2 加筋土挡土墙

加筋土是指在土中加入筋材形成的复合土，利用加筋材料与土体之间的摩擦力，提高土体的强度、承载力、稳定性等性能。加筋原理即将土体中的筋材看作锚固体系，束缚土的变形，利用筋土之间的摩擦力使主动区的土体所受到的土压力与被固定在稳定区的土体的摩阻力相平衡，从而增强土体的稳定性，即筋土之间的摩擦力防止加筋材料被拉出，从而通过加筋材料将土压力传到稳定区。

4 结语

土工格栅在路基工程中的应用能有效增强路基的结构强度与使用性能，可有效控制和预防路基出现的开裂、沉降、结构不稳定的问题，能延长路基的使用寿命。相信在未来的工程中，土工格栅的应用将会发挥出更加良好作用，为我国工程建设与使用安全提供更好保障。