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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。
钢塑复合土工格栅:
钢塑复合土工格栅由高强度钢丝通过高密度聚乙烯包裹成高强度条带,按平面经纬成直角,经超声波焊接成型的土工合成材料,根据工程需要来用不同网孔直径及钢丝根数来改变筋带的拉力大小。
二、钢塑复合土工格栅有什么特性:
1、钢塑复合土工格栅的拉力由经纬编织的高强钢丝承担,在低应变能力下产生极高的抗拉模量,纵横向肋条协同作用,充分发挥格栅对土体的嵌锁作用。
2、钢塑复合土工格栅的纵横向肋条的钢丝经纬编织成网,外包裹层一次成型,钢丝与外包裹层能协调作用,破坏伸长率很低(不大于3%)。钢塑复合土工格栅的主要受力单元为钢丝,蠕变量极低。?
3、通过生产过程中塑料表面的处理,压制有粗糙的花纹,以增强格栅表面的粗糙程度,提高钢塑复合土工格栅与土体的摩擦系数。
4、钢塑复合土工格栅的幅宽可达6m,实现、经济的加筋效果。
5、钢塑复合土工格栅采用的高密度聚乙烯可以确保:在常温下不会受到酸碱及盐溶液,或油类的侵蚀;不会受到水溶解或微生物的侵害。同时,聚乙烯的高分子性能也足以抵抗紫外线辐射所造成的老化。格栅受力后纵横肋条协同作用,不会产生结点的拉裂或破损。而实际工程中,在填料的压实后,因此未受到紫外线光和氧的侵蚀,因此完全可以满足性工程建设的要求。
?三、钢塑复合土工格栅的工程应用:
?可用于公路、铁路、路堤、桥台、施工便道、码头、护岸、防洪堤、水坝、滩涂治理、货场、渣场、机场、运动场、环保建筑、软土地基加固、挡墙、护坡和路面抗劣等土木工程。?????特点:
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。
??四、钢塑复合土工格栅工程施工方法
1、土工格栅的铺设面应较为平整,铺设层经验收合格后,为防纵向歪斜现象,先按幅宽在铺设层划出白线或挂线,即可开始铺设,然后用U型钉固定格栅的端部(每米宽用钉4根,均匀距离固定)。
2、固定好格栅端部后,用铺设机或人工方法将格栅缓缓向前拉铺,每铺10米长进行人工调直一次,直至一卷格栅铺完,再铺下一卷,操作同前。
3、接铺:以卷长为单位作为铺设的段长,应铺格栅的段长内铺满以后,再整体检查一次铺设质量,然后接着铺设下一段。
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。