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鋼塑土工格柵在軟土地基的處理質(zhì)量直接影響到路基的基礎(chǔ)承載力,也是保證道路建成后、運(yùn)營的關(guān)鍵。軟基處理在道路工程中比較常見,軟基處理方法也很多。通過對前人研究成果的學(xué)習(xí),本文即是以某市北圍堤公路為例,分析軟土地基處理在公路施工中的應(yīng)用 一、公路軟基處理方法 (一)淤泥層厚度較小的路段:土工格柵+山皮石+土工格柵+改良土的方法。淤泥上有50~80cm亞粘性土,具有一定的穩(wěn)定性,且淤泥厚度在1~2米之間,地面積水較易排除,因此采用土工格柵+山皮土+改良土的措施。由于地下水位高,該公路沿線的軟土水穩(wěn)性差,浸水時承載力很低,土工格柵和山皮土配合可以提高路基填料的水穩(wěn)性,還可減弱地下水的毛細(xì)作用對路基產(chǎn)生不良影響。 (二)地處鹽池中,池中淤泥較厚,且水位較高路段:拋石擠淤+土工格柵+改良土。淤泥厚在2~3米之間,排水困難,也無法清淤,采用措施是拋石擠淤+土工格柵+改良土,同時加寬水面線以下的路堤寬度,這樣處理可以提高路基的整體穩(wěn)定性,并有效控制路基沉降。 二、公路軟基處理施工技術(shù) (一)軟土地基處理前應(yīng)完成以下工作: 軟基處治施工前,應(yīng)完成以下工作: 1、收集并熟悉有關(guān)施工圖、工程地質(zhì)報告、土工實(shí)驗(yàn)報告和地下管線、構(gòu)造物的布設(shè)等資料; 2、編制施工組織設(shè)計(jì)或施工大綱; 3、原材料、半成品、成品的檢驗(yàn); 4、施工機(jī)械設(shè)備的調(diào)試; 總之,在施工中應(yīng)遵循“按圖施工”的原則和“邊觀察、邊分析”的方法,做到經(jīng)濟(jì)、可行、、創(chuàng)新并有利于環(huán)保。 (二)公路軟基處理技術(shù) 1、淤泥層厚度較小的路段 淤泥層厚度較小的路段 施工主要機(jī)具:灰土拌和機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、振動壓路機(jī)、雙鋼振動壓路機(jī)、三輪壓路機(jī)、平地機(jī)、濕地推土機(jī)。 施工方法: (1)清表:將原地面整平,蘆根及腐殖土,并棄運(yùn)。 (2)測量放線:進(jìn)行中線測量,并根據(jù)中線、設(shè)計(jì)圖表、施工工藝測定出路基坡腳及兩側(cè)邊溝、路基邊線位置。 (3)鋪筑 層土工格柵:將土工格柵由一側(cè)沿挖好的溝壁向另一側(cè)橫向鋪設(shè),土工格柵搭接處不小于20cm,且沿搭接處方向采用22號鉛絲綁扎,待鋪筑完后用進(jìn)行排壓整平。鋪設(shè)范圍按設(shè)計(jì)寬度進(jìn)行控制。 (4)山皮土填筑:用裝載機(jī)、推土機(jī)并配以挖掘機(jī)進(jìn)行倒運(yùn)、鋪筑,鋪筑厚度控制在50cm以內(nèi)。山皮土填筑過程中嚴(yán)格進(jìn)行高程控制。在山皮土鋪筑完、整平后,采用壓路機(jī)按操作規(guī)程進(jìn)行碾壓。碾壓至山皮土上無明顯輪跡,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 (5)鋪筑第二層土工格柵:首先根據(jù)放樣位置將土工格柵在預(yù)留出上包量的前提下,由一側(cè)向另一側(cè)橫向鋪設(shè),其搭接及綁扎等同于 層土工格柵的施工方法,然后用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓整平。 (6)填筑 層改良土:(a)事先將石灰、土進(jìn)行化驗(yàn)分析,并對改良土按配合比進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)。根據(jù)其配合比于取土點(diǎn)進(jìn)行灰土拌合,拌合現(xiàn)場嚴(yán)格控制鋪土、鋪灰厚度及灰土的含水量。施工過程中嚴(yán)格控制厚度、寬度、壓實(shí)度等技術(shù)指標(biāo)。(b)首層填筑厚度為50cm,施工中嚴(yán)格控制鋪筑厚度及寬度,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行找平碾壓,其壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)控制在85%以上(首層表面下20cm內(nèi)檢測壓實(shí)度),壓實(shí)后及時檢測,達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行第二層改良土鋪筑。第二層改良土填筑厚度為30cm,其施工方法及檢驗(yàn)程序同首層改良土施工,其壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)控制在90%以上;第三層改良土填筑厚度為20cm,其施工方法及檢驗(yàn)程序同首層改良土施工,其壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)控制在90%以上。 (7)鋪筑第三層土工格柵:除不預(yù)留包裹量外,其它等同于第二層土工格柵。 (8)填筑第二層改良土:等同于 層改良土的施工方法,填筑厚度由第三層土工格柵至路面結(jié)構(gòu)層。 2、土工格柵(關(guān)鍵工序): 施工中應(yīng)注意事項(xiàng)有: (1)鋪設(shè)土工格柵時,應(yīng)注意均勻、平整。在斜坡上施工時,應(yīng)保持一定松緊度以避免石塊使其變形超出聚合材料的彈性極限。 (2)鋪設(shè)土工格柵時,應(yīng)注意端頭的位置和錨固。 (3)鋪設(shè)的關(guān)鍵是保證連續(xù)性,不使其出現(xiàn)扭曲、折皺、重疊,并要特別注意避免過量拉伸以避免超過其強(qiáng)度和變形的極限產(chǎn)生破壞或撕裂、局部頂破等。 (4)為保證土工格柵的整體性,施工中必須注意土工格柵的連接,常用的有搭接法與縫接法,縫接法又分對面縫與折疊縫兩種接法。 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn): (1)基本要求:土工格柵質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求,在平整的下承層上全斷面鋪設(shè),土工格柵應(yīng)拉直平順,緊貼下承層;錨固端施工符合設(shè)計(jì)要求;接縫搭接粘合強(qiáng)度符合要求;上下層土工格柵的搭接應(yīng)交替錯開。 (2)實(shí)測項(xiàng)目:土工格柵鋪設(shè)允許偏差 土工格柵鋪設(shè)允許偏差 表1  3、鹽池,池中淤泥較厚,且水位較高路段: (1)施工機(jī)具:挖掘機(jī),裝載機(jī),振動壓路機(jī),三輪壓路機(jī),濕地推土機(jī)等。 (3)施工方法:拋石擠淤與路基填筑。 ①池中淤泥較厚,且水位較高,常年積水且排水困難,采用措施是拋填片石,片石不宜小于30cm,拋填時,自中線向兩側(cè)展開,橫坡陡于1:10時,自同向低處展開拋填。使淤泥向兩邊擠出,片石拋出水面后應(yīng)用小石塊填塞墊平,以重型壓路機(jī)輾壓,其上鋪反濾層,再進(jìn)行填土。 ②首先根據(jù)設(shè)計(jì)拋石底腳,用竹竿明確坡角位置,然后由原有路往東用挖掘機(jī)配合濕地推土機(jī)由淤泥邊部向深處一級一級填筑,石塊規(guī)格控制在30cm左右,嚴(yán)禁出現(xiàn)石塊過大及腐殖石塊,待拋石頂面高出水面或淤泥頂面20cm后填筑石屑進(jìn)行初步找平,然后用采用50T振動壓路機(jī)碾壓,以利于將淤泥徹底擠出。 ③片石填筑完成后及時檢測填筑高度、寬度及壓實(shí)情況,自檢合格后方可進(jìn)行下一道6%改良土工序的施工。同時根據(jù)設(shè)計(jì)要求于 步改良土完工后進(jìn)行彎沉檢驗(yàn)。



土工格柵的應(yīng)用及作用機(jī)理土工格柵的應(yīng)用很廣泛,在水利工程、工民建工程和公路工程均有著大量應(yīng)用。公路方面主要集中在以下方面:1)布置在瀝青混凝土面層以下,減少反射裂縫、提高抗車轍能力和增加抗疲勞性能。2)應(yīng)用在粒料基層中間以防止產(chǎn)生過大的 變形和疲勞破壞。3)土方路基施工中軟弱地基的處理,保證路基承載能力,減少土方工程量。土工格柵的作用機(jī)理如下:1)格柵表面與混合料的摩擦作用。2)混合料對格柵筋肋條和節(jié)點(diǎn)的被動阻抗力作用。3)格柵上的孔眼對混合料的鎖定作用。2.課題的提出改建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),很大程度上取決于原路面的狀況。土工格柵放在什么位置,起什么改善作用是值得研究的問題。本項(xiàng)目將結(jié)合豫20線茨溝至舞陽界段改善工程,將土工格柵放在基層下部,主要解決土工格柵材料選擇、含有土工格柵的改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、施工工藝等方面的問題。為路面改建工程中合理應(yīng)用土工格柵提供科學(xué)依據(jù)。近年來,國內(nèi)外也進(jìn)行了相關(guān)的研究,但大都是針對以上三個方面,沒有進(jìn)行以下研究:傳統(tǒng)理論與有限元相結(jié)合的研究、各種土工材料性能及其對比的研究、土工格柵應(yīng)用于基層以下的研究、土工格柵對路基加寬新舊結(jié)合部的研究。




土工格柵 本項(xiàng)目將結(jié)合實(shí)體工程,主要解決土工格柵材料選擇、含有土工格柵的改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、施工工藝、檢測方法等方面的問題。為路面改建工程中合理應(yīng)用土工格柵提供科學(xué)依據(jù)。1)土工格柵材料選擇土工合成材料的質(zhì)量性能差異較大,具有不同的力學(xué)指標(biāo)。根據(jù)工程使用的情況不同,應(yīng)該選擇不同的土工合成材料。在工程設(shè)計(jì)與施工中,應(yīng)根據(jù)原路面的具體情況和工程特點(diǎn)要求,選擇符合力學(xué)性能的格柵材料。2)土工格柵改建路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析分析土工格柵位于基層下、基層上、面層下等位置時,在汽車荷載作用下,路面的彎沉、各層層底彎拉應(yīng)力的變化情況,路面裂縫處理情況和舊路加寬部位的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析,確定土工格柵的合理層位及所起作用。3)施工工藝研究在工程實(shí)施過程中,如何施工才能使土工格柵在改建路面結(jié)構(gòu)中取得良好的加筋效果,可通過試驗(yàn)路的鋪筑,總結(jié)施工工藝,尋求可行的檢測手段提出檢測方法。4.研究方法采用理論分析與室內(nèi)室內(nèi)外相結(jié)合的方法。技術(shù)路線如下:1)收集國內(nèi)外關(guān)于土工格柵在瀝青路面研究中的成果及經(jīng)驗(yàn)。2)土工格柵的物理力學(xué)性能試驗(yàn),為理論計(jì)算提供科學(xué)的依據(jù)。3)制作加格柵與未加格柵的半剛性水泥穩(wěn)定碎石材料試件,通過室內(nèi)梁的拉彎拉試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)對比分析格柵對提高基層的抗彎拉強(qiáng)度及疲勞特性所起的作用。4)理論計(jì)算及分析。5)通過改建前后的常規(guī)彎沉測試方法及運(yùn)營過程中的落錘式彎沉儀(FWD)現(xiàn)場彎沉測試,評定格柵對路面承載能力起到的作用。6)結(jié)論與建議。5.研究結(jié)論1)結(jié)合河南省洛界公路襄城茨溝至舞陽界段二級瀝青公路路面改建工程,提出在交通量較大,超重車具有單方向性的路幅舊路面上,即補(bǔ)強(qiáng)基層底面加鋪土工格柵的設(shè)計(jì)方案,提高改建路面的抗反射裂縫能力。2)對土工格柵材料性能進(jìn)行研究,提出適用的土工格柵類型、性能指標(biāo)和力學(xué)參數(shù)。正六邊形的土工格柵受力均勻、穩(wěn)定。建議選用對稱性好的材料,能使受拉時應(yīng)力傳遞均勻,風(fēng)格變形性好;土工格柵可以瘃減緩反射裂縫的發(fā)生;引用復(fù)合材料力學(xué)得出泊松比,可以為理論計(jì)算提供依據(jù)。3)對土工格柵加筋半剛性基層材料進(jìn)行彎拉、疲勞試驗(yàn),結(jié)果表明,在半剛性基層下加鋪土工格柵,可延緩半剛性基層的裂縫,增加疲勞壽命。4)應(yīng)用彈性層狀體系理論和有限元法,對土工格柵鋪設(shè)在改建路面不同層位、原有路面裂縫處理和舊路加寬部位時的路面結(jié)論進(jìn)行了理論分析并得出了類似的結(jié)論。在新建或改建路面基層底面加鋪土工格柵會:改變基層地面的層底拉應(yīng)力和路表彎沉;對路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的改善為理想;可以減薄半剛性基層厚度,減小的厚度與土工格柵模量成正比等。5)聯(lián)合應(yīng)用貝克曼梁和落錘式彎沉儀對試驗(yàn)路段路面進(jìn)行承載性能測試,表明加鋪土工格柵對路面整體強(qiáng)度和剛度均有提高作用,落錘式彎沉儀精度較高,可作為評價路面剛度的有交往檢測手段。6)提出了土工格柵改建路面工程應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析。以上結(jié)論中的第2)、3)和4)條的技術(shù)內(nèi)容在國內(nèi)外文獻(xiàn)中未見報道,該成果的部分技術(shù)在國際上具有一定的創(chuàng)造性,因此該成果在國內(nèi)外具有一定的先進(jìn)性。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,道路交通量不斷增加,國省干線公路交通趨于飽和,特別是近年來超限、超載、超重車輛的增多,致使路面嚴(yán)重超負(fù)荷,在設(shè)計(jì)年限內(nèi),過早的出現(xiàn)路面病害,嚴(yán)重制約了公路的運(yùn)輸條件及道路的通行能力,未能充分發(fā)揮國省干道的作用。



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