玻璃纤维格栅施工

钢塑土工格栅在软土地基的处理质量直接影响到路基的基础承载力，也是保证道路建成后、运营的关键。软基处理在道路工程中比较常见，软基处理方法也很多。通过对前人研究成果的学习，本文即是以某市北围堤公路为例，分析软土地基处理在公路施工中的应用 一、公路软基处理方法 （一）淤泥层厚度较小的路段：土工格栅＋山皮石＋土工格栅＋改良土的方法。淤泥上有50~80cm亚粘性土，具有一定的稳定性，且淤泥厚度在1~2米之间，地面积水较易排除，因此采用土工格栅＋山皮土＋改良土的措施。由于地下水位高，该公路沿线的软土水稳性差，浸水时承载力很低，土工格栅和山皮土配合可以提高路基填料的水稳性，还可减弱地下水的毛细作用对路基产生不良影响。 （二）地处盐池中，池中淤泥较厚，且水位较高路段：抛石挤淤＋土工格栅＋改良土。淤泥厚在2~3米之间，排水困难,也无法清淤,采用措施是抛石挤淤＋土工格栅＋改良土,同时加宽水面线以下的路堤宽度，这样处理可以提高路基的整体稳定性,并有效控制路基沉降。 二、公路软基处理施工技术 （一）软土地基处理前应完成以下工作： 软基处治施工前，应完成以下工作: 1、收集并熟悉有关施工图、工程地质报告、土工实验报告和地下管线、构造物的布设等资料； 2、编制施工组织设计或施工大纲； 3、原材料、半成品、成品的检验； 4、施工机械设备的调试； 总之，在施工中应遵循“按图施工”的原则和“边观察、边分析”的方法，做到经济、可行、、创新并有利于环保。 （二）公路软基处理技术 1、淤泥层厚度较小的路段 淤泥层厚度较小的路段 施工主要机具：灰土拌和机、挖掘机、装载机、振动压路机、双钢振动压路机、三轮压路机、平地机、湿地推土机。 施工方法： （1）清表：将原地面整平，芦根及腐殖土，并弃运。 （2）测量放线：进行中线测量，并根据中线、设计图表、施工工艺测定出路基坡脚及两侧边沟、路基边线位置。 （3）铺筑 层土工格栅：将土工格栅由一侧沿挖好的沟壁向另一侧横向铺设，土工格栅搭接处不小于20cm，且沿搭接处方向采用22号铅丝绑扎，待铺筑完后用进行排压整平。铺设范围按设计宽度进行控制。 （4）山皮土填筑：用装载机、推土机并配以挖掘机进行倒运、铺筑，铺筑厚度控制在50cm以内。山皮土填筑过程中严格进行高程控制。在山皮土铺筑完、整平后，采用压路机按操作规程进行碾压。碾压至山皮土上无明显轮迹，达到设计要求。 （5）铺筑第二层土工格栅：首先根据放样位置将土工格栅在预留出上包量的前提下，由一侧向另一侧横向铺设，其搭接及绑扎等同于 层土工格栅的施工方法，然后用压路机进行碾压整平。 （6）填筑 层改良土：（a）事先将石灰、土进行化验分析，并对改良土按配合比进行标准击实试验。根据其配合比于取土点进行灰土拌合，拌合现场严格控制铺土、铺灰厚度及灰土的含水量。施工过程中严格控制厚度、宽度、压实度等技术指标。（b）首层填筑厚度为50cm，施工中严格控制铺筑厚度及宽度，严格按设计要求进行找平碾压，其压实标准控制在85％以上（首层表面下20cm内检测压实度），压实后及时检测，达到设计要求后方可进行第二层改良土铺筑。第二层改良土填筑厚度为30cm，其施工方法及检验程序同首层改良土施工，其压实度标准控制在90％以上；第三层改良土填筑厚度为20cm，其施工方法及检验程序同首层改良土施工，其压实度标准控制在90％以上。 （7）铺筑第三层土工格栅：除不预留包裹量外，其它等同于第二层土工格栅。 （8）填筑第二层改良土：等同于 层改良土的施工方法，填筑厚度由第三层土工格栅至路面结构层。 2、土工格栅（关键工序）： 施工中应注意事项有： （1）铺设土工格栅时，应注意均匀、平整。在斜坡上施工时，应保持一定松紧度以避免石块使其变形超出聚合材料的弹性极限。 （2）铺设土工格栅时，应注意端头的位置和锚固。 （3）铺设的关键是保证连续性，不使其出现扭曲、折皱、重叠，并要特别注意避免过量拉伸以避免超过其强度和变形的极限产生破坏或撕裂、局部顶破等。 （4）为保证土工格栅的整体性，施工中必须注意土工格栅的连接，常用的有搭接法与缝接法，缝接法又分对面缝与折叠缝两种接法。 质量标准： （1）基本要求：土工格栅质量符合设计要求，在平整的下承层上全断面铺设，土工格栅应拉直平顺，紧贴下承层；锚固端施工符合设计要求；接缝搭接粘合强度符合要求；上下层土工格栅的搭接应交替错开。 （2）实测项目：土工格栅铺设允许偏差 土工格栅铺设允许偏差 表1　　3、盐池，池中淤泥较厚，且水位较高路段： （1）施工机具：挖掘机，装载机，振动压路机，三轮压路机，湿地推土机等。 （3）施工方法：抛石挤淤与路基填筑。 ①池中淤泥较厚，且水位较高，常年积水且排水困难，采用措施是抛填片石，片石不宜小于30cm，抛填时，自中线向两侧展开，横坡陡于1：10时，自同向低处展开抛填。使淤泥向两边挤出，片石抛出水面后应用小石块填塞垫平，以重型压路机辗压，其上铺反滤层，再进行填土。 ②首先根据设计抛石底脚，用竹竿明确坡角位置，然后由原有路往东用挖掘机配合湿地推土机由淤泥边部向深处一级一级填筑，石块规格控制在30cm左右，严禁出现石块过大及腐殖石块，待抛石顶面高出水面或淤泥顶面20cm后填筑石屑进行初步找平，然后用采用50T振动压路机碾压，以利于将淤泥彻底挤出。 ③片石填筑完成后及时检测填筑高度、宽度及压实情况，自检合格后方可进行下一道6％改良土工序的施工。同时根据设计要求于 步改良土完工后进行弯沉检验。

土工格栅垫层处理软土地基表现在以下几个方面。 1、土工格栅有一定的刚度,从而使上面的负荷得到扩散,提高了地基的承载力。 2、由于土工格栅和土工布的抗拉强度大,它的存在可增加路堤的稳定性。 3、由于格栅能适应地基变形,砾石又能与格栅网孔互相锁合在一起,形成稳固的平面,防止砾石下陷,增加地基的抗剪强度,从而防止软弱地基产生过大或不均匀沉降以至侧向变形。 4、砂砾垫层及盲沟的的作用。 砂砾垫层可保证路堤排水良好,有软土地基时,砂砾垫层及盲沟形成一个综合排水通道,通过上部的路堤荷载作用,可加速软土地基的排水固结,并在施工阶段完成大部分沉降。 2.3材料的性能与要求 砂砾垫层要求用洁净的砂砾石,粒径为3～6cm,含泥量小于5％,以利形成排水通道。 土地格栅采用CE131型土工网,该材料系高密度聚乙烯(HDPE)配以抗老化剂经挤压旋转模塑成型。具有强度高、耐腐蚀和使用寿命长等特点。其重量较轻,方便施工。CE131土工格栅,其纵、横向抗拉强度≥5.8N/m；网孔尺寸为27mm×27mm；幅长30m；幅宽2.5m；材料标准重660g/m2。 土工布采用SWC50-4型裂膜丝机织土工布,其经向断裂强度≥2500N/m；纬向断裂强度≥200N/m；断裂伸长率≤25％；经向撕破强度≥1200；单位面积质量240g/m2,幅度4m。 2.4土工格栅垫层处理地基的程序 1、先平整场地,表土并排干地表水。 2、在地基上铺设层格栅,铺网从处理地段的一端开始,垂直路线铺设,并沿线路走向一幅接一幅向前摊铺。横向铺网与路堤两边纵向盲沟相接,相邻幅土工格栅搭接长度为20cm,搭接边用U型钉固定。另外,格栅靠路堤处,应回拆2.5以利格栅稳固,然后在格栅上摊铺厚40cm,粒径3～6cm的砾石。平整后,用轻型压路机振碾3～5遍,接着在砾石层铺土工布,开始分层填土碾压。 3、路基土应分层填筑并满足相应规范的要求。另外,应避免运料车在已摊铺好并张紧定位的格栅上直接碾压。 4、施工中应控制路堤的填土速率并加强沉降和侧向位移的观测,防止路堤失稳。

随着加筋技术的发展和土工合成材料加筋理论的不断完善，新型的土工加筋材料不断涌现。土工格栅的出现，对公路工程的发展起到了重要的推动作用。但由于不同的土工产品的作用不同，正确选择合适的材料对公路工程的质量保证起到了关键作用。 土工格栅是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开口网格、较高强度的平面网状材料。常用的聚合物有聚丙烯、高密度聚乙烯、玻璃纤维、涤纶、合成纤维等。土工格栅分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和玻纤聚酯土工格栅四大类。 一、塑料土工格栅 塑料土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材，按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材（原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯）上冲孔，然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成，而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。 （一）塑料土工格栅的基本特性 1、力学性能：由于在制造过程中，经过了定向拉伸，使聚合物分子沿拉伸方向定向排列，加强了分子链间的联结力，大大提高了其抗拉强度，甚至比软钢强度还大，延伸率却很小。土石料在网格内互锁力增高，它们之间的磨擦系数也显著增大。 2、抗温度性能：由于拉伸作用，使其抗高温性能也提高。 3、耐久性能：由于土工格栅中加入炭黑等老化材料，使它具备较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗老化等耐久性。 4、施工性能：土工格栅重量轻，与土或碎石咬合力强；抗酸碱、耐腐蚀、耐老化；柔性、质轻易施工。塑料土工格栅是有一定柔性的塑料平面网材，易于现场裁剪和连接（可用聚乙烯绳或连接棒连接），也可重叠搭接，便于现场组装成所需形状，且在施工过程中折曲影响小，施工简单，不需要特殊的施工机械和专业技术人员。 （二）塑料格栅视单、双向应用场合分别如下： 单向土工格栅适用于公路及铁路路基、路堤、边坡加筋、各类挡墙加筋、江河海坝的加筋及堆场加筋、桥台加筋、较浅层基础的加筋。广泛应用于各类加筋挡土墙。双向格栅适用于公路及铁路路基、路堤加筋、浅层基础加筋、大型广场、车场、码头货场、堆场等 性承载的地基增强，河道路基加筋，防治沥青混凝土路面反射裂缝等。广泛应用于路基、路堤加筋和浅层基础加筋。 二、钢塑土工格栅 钢塑土工格栅以高强钢丝（或其他纤维），经特殊处理，与聚乙烯（PE），并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，且表面有粗糙压纹，则为高强加筋土工带。由此单带，经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用特殊强化粘接的熔焊技术焊接其交接点而成型，则为加筋土工格栅。 （一）钢塑土工格栅的工程作用： 1、强度大、蠕变小、适应各类环境土壤，完全可以满足高等级公路中的高大挡墙使用。 2、能有效的提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、极大程度的增强地基的承载力、有效的约束土体的侧向位移，增强地基稳固性能。 3、与传统格栅相比更具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点。 4、更适应于深海作业、堤岸加固，从根本上解决了其他材料做石笼因长期受海水冲蚀而造成的强度低、耐腐蚀性能差、使用寿命短等技术难题。 5、能有效的避免在施工过程中被机具碾压、破坏而造成的施工损伤 （二）钢塑土工格栅在工程的适用范围 公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等。 　　三、玻璃纤维土工格栅 玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为材质，采用一定的编织工艺制成的网状结构材料，为保护玻璃纤维、提高整体使用性能，经过特殊的涂复处理工艺而成的土工复合材料。玻璃纤维的主要成份是：氧化硅、是无机材料，其理化性能极具稳定，并具有强度大、模量高，很高的耐磨性和优异的对寒性，无长期蠕变；热稳定性好；网状结构使集料嵌锁和限制；提高沥青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性沥青使其具有两重的复合性能，极大地提高了土工格栅的耐磨性及剪切能力。 （一）玻璃纤维土工格栅的工程性能： 1、抗拉强度极高，延伸率很低；抗拉强度能达到100 kN/m，断裂延伸率为3％左右。 2、没有长期蠕变性；玻琉纤维格栅不发生蠕变，这保证产品能够长期使用。 3、高温稳定性：玻璃纤维格栅熔点在1 000℃以上，在160℃热铺沥青混凝土上不受任何影响。 4、与路面混合料具有很好的相容性：玻璃纤维土工格栅经表面有机涂层处理以后与混凝土混合料有机物具有很好的相容性，特别是沥青材料，从而改善了玻璃纤维土工格栅不耐磨、不耐折的缺点。 5、化学稳定性：经过特殊处理后，玻璃纤维格栅能防止各类化学侵蚀，抵抗生物侵蚀和气候变化。 6、嵌锁和限制作用：沥青混凝土混合料穿过玻璃纤维土工结构，形成了复合嵌锁结构。这种限制能够阻止混凝土混合料的运动，使沥青混凝土混合料可以得到更好的压实，获取更大的承载力，并且能够提高传递荷载能力，减少变形，增强沥青混凝土路面。将其变为一整体结构，犹如混凝土中加入钢筋一样，具有良好的结构强度，在道路罩面中起到骨架作用。 玻璃纤维格栅的应用 （二）玻璃纤维格栅的适用范围 玻璃纤维格栅适用于沥青混凝土路面加筋、路面反射裂缝防治及新旧路面的衔接等变形量不是很大的场合。玻璃纤维格栅用于沥青道路时发挥的作用有抗疲劳开裂、抗低温收缩、耐高温车辙和延缓反射裂缝。