土工格栅在地基加固及边坡防护的应用

土工格栅在路基地基加固和边坡防护中的应用铁十七局五处 迟桂彬孙斌内容提要：本文结合朔黄线的施工实例，介绍了土工格栅在高填方路基基底加固和边坡防护中的应用。并对土工格栅的规格、型号、材料性能及在施工过程中投入的机械设备、采用的施工方法及效果亦作了较为详细的阐述。关键词：土工格栅地基加固应用一、 工程概况朔黄铁路北大牛车站位于山西省原平市大牛店镇境内，中心里程为 DK67+230，从DK67+310〜+450为站内集中土方工程，长度为83.57m。路基面宽26.15m，最大填方高度为20.10m，填方数量为17.7万m3。其中1-4m盖板（肋板）箱涵一座，土工格栅就用在该段高填方路基基底加固和边坡防护中。二、 施工条件该段路基位于库区内，从60年代阳武河管理委员会兴修暗渠以来，该处就长年积水，最大水深达5米，平常也是常年积水。树木茂密，杂草丛生，树木数量达5600多棵。在DK67+3881-4.0m盖板箱涵基坑开挖中，发现地质与原设计不符，经局朔黄指挥部中心试验站进行检测，发现基底承载力在90〜115Kpa左右，根本达不到涵洞基底和高填方路基承载力的要求。DK67+3881-4.0m盖板箱涵设计基底允许承载力>150KPa，路基设计0〜6.5m为140KPa；6.5〜8.1m为400KPa。可当基坑开挖到5m时，其承载力只能达到115KPa；开挖到设计标高，其承载力也只有130KPa。总之，无论涵洞基底还是路基基底的承载力都达不到设计要求。从涵洞的基坑开挖发现地质与原设计不符，经轻型动力触探试验，其承载力如下：轻型动力触探试验报告施工单位：铁十七局五处 报告编号：98探-006工程名称：1-4.0m板涵基础 报告日期：98-3-26工程地点：DK67+400 试验编号：98探-5056粘性土承载力标准（GBJ7-89）N10(击/30cm)15202530Fk(KPa)105145190230深度（cm）上中下击承载力击承载力击承载力0-300181001811018115820181301812518123（试验资料由局朔黄指挥部中心试验站提供）三、施工方法的选择原设计该段高填方路基基底为新黄土（II），涵洞基底为砂类卵石，根据涵洞基坑开挖发现地质资料与设计不符的实际情况，结合朔黄重载铁路不是“三边”工程的“三边”工程，由设计单位、监理单位和施工单位进行及时的变更处理。其方法是：首先切断上游水源，抽干积水，挖除树根，清除表层1.5m厚的淤泥，涵洞基底继续下挖1m，进行砂砾换填，而后进行涵洞基础的施工；路基基底进行晾晒，而后整平碾压，再满铺SDL50型土工格栅二层进行加固处理，路基边坡坡度放缓，并采用SDL25型土工格栅防护，每侧2m。反压护道及容易受水浸泡部位采用干砌片石防护厚度0.3m。四、材料1、土工格栅土工格栅是目前国内一种最新的土工建筑材料，它具有拉伸强度高（＞100KN/m，延伸率＜15%。），尺寸稳定性好，耐腐蚀，抗老化（设计使用寿命120年，地下），使用温度宽（-50〜+120°C）等特性，已广泛用于险坡防护、松软地基处理、加筋土挡墙工程及一些高承载力的结构中，是建筑行业中具有划时代意义的新型材料。土工格栅用于铁路路基加固防护，格栅和路面材料融合在一起，可有效地分配荷载，防止道碴流失和路基变形，提高路基的稳定性，承受更大的变荷载。因此从路基部位的受力大小，根据设计要求，该段采用SDL50型和SDL25型两种规格型号的土工格栅。土工格栅性能参数规格型号幅度每延米力断裂伸长率（＜%）卷长单向拉伸格栅（DG）DG501150501530DG801150801530DG110115011L01530双向拉伸格栅（DG）SG14000横间拉力（＞KN/m）纵间拉力（＞KN/m）15401814SG2400028.416.115402、砂垫层砂垫层采用中（粗）砂，含泥量及其它杂质应小于5%。五、 机械选用25T平板式振动压路机和50T平板拖式振动压路机各一台，140推土机一台，工人7〜8人配合施工。六、 施工方法1、首先精确放出路基边坡线，为了保证路基宽度，每侧各加宽0.5m，把晾晒好的基底土进行整平后用25T振动压路机静压两遍，再用50T震压四遍，不平整的地方人工配合整平。2、 铺垫0.3m厚的中（粗）砂，人工配合机械整平后，25T的震动压路机静压两遍。3、 铺设SDL50型土工格栅。铺设方法：沿路基横向断面一次性进行，根据所铺路基宽度在两侧预留2米，保证能折翻上层中（粗）砂，相邻的两幅土工格栅需搭接0.2m，并沿路基横向对土工格栅搭接部分每隔1.0m用8#铁丝进行穿插连接。4、第一层土工格栅铺好后，开始填设第二层0.2m厚的中（粗）砂，其方法：汽车运砂到工地卸于路基一侧，而后用推土机向前赶推，先把路基两侧2m范围内填筑0.1m后，把第一层土工格栅折翻上来再填上0.1m的中（粗）砂，禁止两侧向中间填筑和推进，禁止各种机械在没有填筑中（粗）砂的土工格栅上通行作业。这样能保证土工格栅平整，不起鼓，不起皱，待第二层中（粗）砂平整后，要进行水平测量，防止填筑厚度不均匀，待抄平无误后用25T震动压路机静压两遍。5、 第二层土工格栅施工方法同第一层方法一样，最后再填筑0.3m的中（粗）砂，填筑方法同第一层一样，用25T压路机静压两遍以后，这样路基基底加固就处理完毕。6、在第三层中（粗）砂碾压好后，沿线路纵向在边坡两侧各铺设SDL25型土工格栅两幅，搭接0.16米，并用同样方法连接好，然后开始土方施工作业。铺设SDL25型土工格栅进行边坡防护，必须每层测量出铺设的边线，每侧要保证边坡整修后土工格栅埋于边坡内0.10m。7、 边坡SDL25型土工格栅每填筑两层土，即厚度0.8m时就需两侧同时铺设一层土工格栅，然后以此类推，直至铺到路肩表面土下。8、 路基填筑好后，及时进行边坡整修，并进行坡脚的干砌片石防护，对该段路基除每侧加宽0.3m外，并预留1.5%的沉落量。七、 质量检验从该段路基施工看质量有保证，从测量资料看沉落量均匀，并且沉落量数值不大。从七月份到十月五日完工的路基，通过测量观测沉落为15cm左右，并且没有发现纵横向路基开裂，边坡稳定，无坍塌现象，满足设计要求。八、 效果分析本工程共使用20000平方米SDL50型土工格栅，12300平方米SDL25型土工格栅，中（粗）砂12320立方米，其加固成本为81.7万元，而抛填片石需184万元，旋喷桩需130.9万元，换填需用175万左右。总之采用土工格栅加固地基同采用其它方案比较降低了工程成本，加快了施工速度。