为迎合现代社会经济的发展需求,缓解交通运输行业的压力,早期建成的高速公路已难以有效的承担起繁重的交通运输量,这也是当下我国很多地区高速公路路面扩宽与改建的主要原因。为提升高速公路等级,以初有公路为基础,加宽扩建路基是一种便捷、高效、经济的方法,而在路基扩宽的过程中,合理使用土工格栅加筋优化技术对提升扩宽施工质量具有很大现实意义。
1 土工格栅和土体之间相互作用机理
土工格栅具有类型繁多、连贯性优良、自重轻盈、抗拉强度大、成本较低廉、耐磨性好、抗老化等诸多优势,是最近几年中新开发的一种高强度土工合成材料。既往有试验研究发现[1],土工格栅的设计使用年限能达到120年,是一种性能优良的工程材料。现阶段,业内人员普遍认为土体与土工格栅两者存在如下几种作用机制:①两者表层会形成一定摩擦作用;②结合点与土工格栅肋条间形成的被动抗阻作用;③在网孔结构的支撑下,土工格栅网格上下层的填料能相互作用,进而发挥锁定土体的功效。
2 工程案例
公路为甲市到乙县一段,在2008年底就已完工并投运,本地经济的发展,对交通提出的要求相应增加,导致公路逐渐步入到超负荷运行状态中,故而对该区段公路进行扩建改造是本地政府机关与人们期待所属。已知甲市到乙县段的公路扩建工程全长为156.0㎞,且会将最初的双向四车道拓展为双向八车道。工程现场地质勘查发现,地面以下的土层依次为粉土(厚度为4.4m)、淤泥质粉质黏土(厚度为5.8m)、粉质黏土(厚度为11.2m)。
3 土工格栅加筋优化技术的应用实践
3.1 加强新旧路基间变形问题的调控
新旧路基间的沉降是公路路基加宽施工期间主要的控制标准之一,因为本扩建工程中旧路基的沉降固结时间漫长,经加宽施工处理后其自体沉降现象不显著,而新路基竣工后沉降较显著,进而延伸出新旧路基间沉降差的问题,尤其是在软弱地基施工期间,以上现象会更为显著。
3.2 设定土工格栅加筋优化技术参数
土工格栅弹性模量对新老路基沉降程度形成的影响是极为明显的。为明确土工格栅的加固效果,可通过分析其弹性模量进行。在数值模拟软件的协助下,分别选择0. 1、 0.5、1.0、2.0GPa计算,进而获得路基表层沉降的最大值,图1是土工格栅弹性模量的关系图[2]。对图1图像走势进行分析,发现当土工格栅的弹性模量从0.5GPa上升到1 GPa时,路基的地沉降量最大值由10.2m降到6.7m,降低率达到了34.3%,在以上过程中,横坡比也出现降低,降到3.3%。故而依据数值模拟结果,立足于工程扩建过程的技术与经济水平,获得土工格栅最佳弹性模量对应值为1 GPa,在该数值下能保证扩建后的路基各项指标均处于最优水平。
1 土工格栅和土体之间相互作用机理
土工格栅具有类型繁多、连贯性优良、自重轻盈、抗拉强度大、成本较低廉、耐磨性好、抗老化等诸多优势,是最近几年中新开发的一种高强度土工合成材料。既往有试验研究发现[1],土工格栅的设计使用年限能达到120年,是一种性能优良的工程材料。现阶段,业内人员普遍认为土体与土工格栅两者存在如下几种作用机制:①两者表层会形成一定摩擦作用;②结合点与土工格栅肋条间形成的被动抗阻作用;③在网孔结构的支撑下,土工格栅网格上下层的填料能相互作用,进而发挥锁定土体的功效。
2 工程案例
公路为甲市到乙县一段,在2008年底就已完工并投运,本地经济的发展,对交通提出的要求相应增加,导致公路逐渐步入到超负荷运行状态中,故而对该区段公路进行扩建改造是本地政府机关与人们期待所属。已知甲市到乙县段的公路扩建工程全长为156.0㎞,且会将最初的双向四车道拓展为双向八车道。工程现场地质勘查发现,地面以下的土层依次为粉土(厚度为4.4m)、淤泥质粉质黏土(厚度为5.8m)、粉质黏土(厚度为11.2m)。
3 土工格栅加筋优化技术的应用实践
3.1 加强新旧路基间变形问题的调控
新旧路基间的沉降是公路路基加宽施工期间主要的控制标准之一,因为本扩建工程中旧路基的沉降固结时间漫长,经加宽施工处理后其自体沉降现象不显著,而新路基竣工后沉降较显著,进而延伸出新旧路基间沉降差的问题,尤其是在软弱地基施工期间,以上现象会更为显著。
3.2 设定土工格栅加筋优化技术参数
土工格栅弹性模量对新老路基沉降程度形成的影响是极为明显的。为明确土工格栅的加固效果,可通过分析其弹性模量进行。在数值模拟软件的协助下,分别选择0. 1、 0.5、1.0、2.0GPa计算,进而获得路基表层沉降的最大值,图1是土工格栅弹性模量的关系图[2]。对图1图像走势进行分析,发现当土工格栅的弹性模量从0.5GPa上升到1 GPa时,路基的地沉降量最大值由10.2m降到6.7m,降低率达到了34.3%,在以上过程中,横坡比也出现降低,降到3.3%。故而依据数值模拟结果,立足于工程扩建过程的技术与经济水平,获得土工格栅最佳弹性模量对应值为1 GPa,在该数值下能保证扩建后的路基各项指标均处于最优水平。
3 施工技术时间
(1)施工过程
为保证整个施工过程有序推进,则做好施工前期准备工作
具有很大现实意义,在公路路基改建前期,一定要对初有路基
整体调研,进而有针对性的拟定施工方案。笔者认为在制定施
工方案期间,一定要以现有信息、数据等为支撑,进而从根本
上保证施工方案的合理性,促进路基扩建施工作业顺利推进。
针对初有路基存在的断裂带、塌陷等问题全面勘查,分析成因
并予以相应的解除措施。施工前期全面掌握旧路基所在的软弱
土层地质状况,尽量规避不良的地层条件,以防对工程质量、
施工进度等形成负面影响。
(2)土工格栅铺设与摊铺碾压处理
在挖掘基床前期,一定要对砂垫层做出有效处理,在碾压
质量得到保障以后,方可敷设土工格栅。土工格栅施工期间,
加筋处理是最关键的内容,在该项工序运行期间,一定要维持
钢筋在不同方向受力的匀称性,纵向搭接长度与相关标准规范
相符合,通常在10cm以内。钢筋搭接位置应尽量保证其密封
性,同时使用U型钉固定土工格栅。在以上施工项目整体完成
后,才可以填充土料。为进一步保证填筑施工质量,笔者认为
在满足线管规范标准及要求的基础上,应尽量减少或规避出现
倾斜状况,为次可以应用挂线填筑法进行,使用铁钉对铺筑完
成后的土工格栅进行加固处理。在格栅敷设操作结束后,应由
起始点朝向前端进行碾压出来,针对中层面的铺筑工作,则建
议采用机械化方式进行。在碾压施工期间,需保证筋材间施工
流程紧密结合,不可有缝隙出现,减少对施工质量形成的负面
影响,针对没有进行碾压施工的区段,杜绝出现行人和车辆通
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