本文是一篇道路養(yǎng)護(hù)論文范文，論述了土工格柵在道路病害防治中的運(yùn)用，選自期刊《公路交通科技》自1984年創(chuàng)刊以來(lái)，以“報(bào)道公路建設(shè)科研成果，展示公路建設(shè)新產(chǎn)品、新技術(shù)”為使命，致力于為公路建設(shè)的科研人員、公路建設(shè)者們服務(wù)。
　　【摘要】;道路的建設(shè)屬線性工程，所經(jīng)地區(qū)的地形、地質(zhì)、水文等條件差異大，且高等級(jí)公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、工程量大，所以在修建或營(yíng)運(yùn)的過(guò)程中會(huì)不可避免地遇到諸如路堤滑坡、塌陷、沉降等地質(zhì)病害，為解決這一系列問題，各種新材料、新工藝應(yīng)運(yùn)而生，其中用土工格柵處理高等級(jí)公路工程病害就是比較典型和廣泛的方式。

　　【關(guān)鍵詞】:土工格柵,抗拉,抗剪,鋪設(shè),不均勻沉降

　　1前言

　　土工格柵自60年代末出現(xiàn)后，在土木工程中得到了廣泛應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)已在鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、水利、港口等方面開始應(yīng)用。土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高，延伸率低，與土石結(jié)合效果好，耐久性強(qiáng)，施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，主要用途是改善土體的工程性能，起到加固和穩(wěn)定土體的作用。特別是對(duì)于軟土、軟弱土路基，土工格柵的應(yīng)用能有效提高地基的承載力，增加擴(kuò)散角，控制不均勻沉降。

　　2土工格柵在道路病害防治中的運(yùn)用

　　土工格柵(geogrid)是聚合物材料經(jīng)過(guò)定向拉伸形成的具有開孔網(wǎng)格、較高強(qiáng)度的平面網(wǎng)狀材料。根據(jù)制作工藝，土工格柵可分為拉伸和擠塑兩大系列。

　　拉伸系列是以聚乙烯或聚丙烯為原料，先擠壓成薄片，再打出有規(guī)則的孔洞，然后在加熱控制下進(jìn)行定向拉伸而成。由于在制造過(guò)程中經(jīng)過(guò)了加熱定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，增強(qiáng)了分子鏈之間的聯(lián)結(jié)力，因而此類土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高、不易變形等特點(diǎn)。拉伸系列的土工格柵按其制造時(shí)拉伸方式的不同又可分為單向土工格柵和雙向土工格柵兩類(見下圖)。

　　單向土工格柵雙向土工格柵

　　擠塑系列是將聚乙烯或聚丙烯原料裝入容器并在高溫下熔化，送入模具，擠壓成型后冷卻而成。此類土工格柵制造工藝簡(jiǎn)單、成本較低，但抗拉強(qiáng)度較低，易變形。

　　由于道路工程路基填料一般為粘土或細(xì)粒填料，路基體的抗拉、抗剪能力較差，所以，在道路工程病害的防治和處理中，具有較強(qiáng)抗拉能力的拉伸系列土工格柵就得到了較為廣泛的應(yīng)用。

　　3土工格柵在軟土地基處理中的應(yīng)用

　　當(dāng)公路穿越山區(qū)與河谷相間地帶時(shí)，山?jīng)_、坳溝常因地勢(shì)相對(duì)較低，溝谷內(nèi)逐年堆積沖積土、殘坡積土，一般深達(dá)幾米甚至十幾米，加之溝谷內(nèi)地勢(shì)平緩，常年積水，使得土體常年飽水，天然含水量較高，地基承載力較低，形成典型的軟弱地基。當(dāng)公路路基建干此類軟弱地基上時(shí)，由于地基土含水量高、承載力差，在路基填筑加載或通車后車載作用下，常常會(huì)產(chǎn)生大范圍的沉降而導(dǎo)致路面開裂、破壞，直接影響道路通行能力，有些地基在荷載作用下，連同路基一起產(chǎn)生弧形剪切破壞，直接導(dǎo)致路基的整體性破壞，最終導(dǎo)致道路破壞、交通中斷。

　　為解決上述因軟土地基導(dǎo)致的路基破壞，除加強(qiáng)排水或采取塑料排水板、砂樁、強(qiáng)夯等直接增強(qiáng)地基承載力的處理方式之外，常用的方法就是鋪設(shè)土工格柵進(jìn)行軟土地基處理。

　　首先在經(jīng)過(guò)排水疏干、清除淤泥后的軟土地基上鋪設(shè)一層>20cm厚的碎石并壓實(shí)，這樣既有利干提高地基與土工格柵間的摩擦力，又能迅速排除地基在加載后擠壓出的水，然后在碎石層上鋪設(shè)土工格柵，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)使格柵處干平順均勻狀態(tài)，然后即時(shí)填筑填料，填料卸土高度一般不得大于1m，填筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照“先兩邊、后中間”的原則對(duì)稱填筑，嚴(yán)禁先填路堤中部，后填兩邊的方法，在第一層填土達(dá)到預(yù)定厚度并經(jīng)碾壓達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度后，將土工格柵反卷包回一定長(zhǎng)度并綁扎(或縫合)在上一層土工格柵上，再進(jìn)行上一層的填筑。土工格柵的鋪設(shè)層數(shù)一般取決干軟土地基承載力、路基填土高度，具體層數(shù)通過(guò)計(jì)算得出。

　　通過(guò)在軟土地基上鋪設(shè)土工格柵后，使得鋪設(shè)土工格柵部分的路堤形成一個(gè)具有較強(qiáng)抗拉、抗剪能力的整體。由于土工格柵與填料顆粒的摩擦和嵌鎖作用，能有效地控制路堤土體顆粒在荷載作用下的側(cè)向位移和部分?jǐn)D入軟土地基的現(xiàn)象。

　　同時(shí)，由于加鋪土工格柵后形成的整體性和板塊性，能夠最大限度地將荷載向周圍擴(kuò)散，有效防止因應(yīng)力集中而產(chǎn)生的地基不均勻沉陷和剪切破壞。

　　當(dāng)然，由于加鋪土工格柵后并不能使路基體形成完整的固體特性，所以加鋪土工格柵處理軟土地基也是有限度的、有條件的。一般情況下，當(dāng)軟土地基含水量高，承載力較差時(shí)，一般采取加鋪土工格柵與插設(shè)塑料排水板等其他方式共同處理，效果更好。

　　4土工格櫥在斜坡路堤處理中的運(yùn)用

　　公路穿越傍山坡時(shí)，因路線走向與山坡走向一致，路堤常修筑于斜坡之上，由于坡面上常覆蓋一層腐植土或風(fēng)化層，加之坡面較陡，使腐植土(或風(fēng)化層)與下部基巖之間形成一個(gè)易滑面，路堤在填筑過(guò)程中或填筑后易整體或部分沿此易滑面滑動(dòng)，造成路堤破壞。對(duì)于填土較高，路堤坡腳又落入溝谷等軟土地基的情況，通常所采用的支擋或挖錯(cuò)臺(tái)等措施就顯得非常困難或效果不明顯，對(duì)這種情況，除在斜坡上開挖錯(cuò)臺(tái)外，在路堤底部加鋪土工格柵最為有效。

　�、僭诼坊�施工之前，應(yīng)先平整場(chǎng)地，水田地段需進(jìn)行地基處理，然后鋪設(shè)砂礫石并壓實(shí)。

　�、谠谛逼律祥_挖臺(tái)階，并鋪設(shè)土工格柵直至路堤邊坡；土工格柵在臺(tái)階部分用鋼筋錨固于臺(tái)階上。

　�、鄯謱犹钪�路堤填料并壓實(shí)。

　�、苌弦粚油凉じ駯配佋O(shè)及填料填筑。

　　通過(guò)在斜坡路堤底部鋪設(shè)土工格柵，使得路堤整體性大大增加，并且由于土工格柵與臺(tái)階之間的摩擦力與錨固力，使得這部分路堤具有了較強(qiáng)的抗拉能力和抗剪切能力，可有效地防止路堤整體沿斜坡面的滑動(dòng)或部分路堤的剪切破壞。

　　5土工格櫥在路基不均勻沉降處理中的應(yīng)用

　　1、路基填挖交界處的不均勻沉降處理

　　在路基填挖交界處，由于天然土基與路基填料的特性差異，或由于路基填料含水量過(guò)高、壓實(shí)度不夠，在路基填筑后常發(fā)生沉降或路基填料的側(cè)向位移，并集中地反應(yīng)在填挖分界處，最終導(dǎo)致路面開裂甚至斷裂破壞。

　　在填挖交界處的路堤中鋪設(shè)土工格柵利用土工格柵與填土顆粒的摩擦作用和嵌鎖作用，有效地限制了土體顆粒的側(cè)向位移，同時(shí)由于加鋪土工格柵后使路基具有了較好的整體性和剛度，能有效地均化路基沉降，防止因不均勻沉降引起的路面開裂。

　　2、構(gòu)造物臺(tái)背回填土不均勻沉降的處理

　　構(gòu)造物臺(tái)背回填土常因夯壓不便或壓實(shí)不夠而存在壓實(shí)度不足的情況，加之填料與構(gòu)造物剛度懸殊，回填土在填土自重及車載作用下發(fā)生較大沉降，在回填土與構(gòu)造物臺(tái)背處形成較大的差異沉降，從而導(dǎo)致在構(gòu)造物與路基接頭處發(fā)生跳車、路面開裂等現(xiàn)象。同樣，在構(gòu)造物臺(tái)背回填土中鋪設(shè)土工格柵亦能有效地防止不均勻沉降的產(chǎn)生。

　　其要點(diǎn)是在鋪設(shè)土工格柵時(shí)將土工格柵固定在構(gòu)造物臺(tái)背上，通過(guò)土工格柵較強(qiáng)的抗拉能力，利用土工格柵與構(gòu)造物之間的錨固力以及與回填土之間的嵌鎖力和表面摩擦力，將結(jié)構(gòu)物與回填土聯(lián)為一體，以增強(qiáng)其整體性，使構(gòu)造物與回填土之間的不均勻沉降在一定范圍內(nèi)得到很大的均化和緩解，而不是集中的反映在構(gòu)造物與回填土交界處，有效地防止了在橋臺(tái)、涵背等構(gòu)造物處的跳車、路面開裂等現(xiàn)象。

　　6結(jié)束語(yǔ)

　　土工格柵的鋪設(shè)使土工格柵與填料組成了一個(gè)復(fù)合體，土工格柵的作用主要體現(xiàn)在水平加筋上。使土體能承受較大拉力，增加了地基土的抗剪強(qiáng)度，提高了路堤的穩(wěn)定性，同時(shí)復(fù)合體具有一定的剛度，上部荷載得到有效的調(diào)整，使不均勻沉降減少，均勻度好。由于復(fù)合體能承受較大拉力，地基受力變小，路堤中心沉降明顯減小。由于土工格柵與填料的整體作用，不僅減少了不均勻沉降，而且還可減少地基的總沉降，適應(yīng)路堤的快速填筑，而荷載的迅速增加，加快了軟土的固結(jié)作用，從而使沉降加快，減少后期沉降，形成一種良性循環(huán)。

　　土工格柵良好的物理力學(xué)特性、簡(jiǎn)便的施工方式、良好的經(jīng)濟(jì)效益正被廣大的公路建設(shè)者所認(rèn)識(shí)，并被廣泛地運(yùn)用到解決軟土地基問題、斜坡路堤、路堤加固等方面；實(shí)踐證明，這種方式有著良好的實(shí)際效果和明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于采用土工格柵處理路基問題并不能提高地基的承載力，也不能有效地阻止地基沉降，因此，只有在地基具有較好的承載力(或經(jīng)處理后具有較好的承載力)，在填土自重與交通荷載作用下，不致破壞而產(chǎn)生大的沉降時(shí)，土工格柵加固路堤才會(huì)產(chǎn)生明顯的效果。

　　參考文獻(xiàn)

　　[i]JTJT019—98，公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]

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