1、浅谈土工格室在市政道路软基处理中的应用摘要：城市新建道路路基填土高度较小，遇浅层湿软地基时，地基处理方式应充分考虑行车荷载所引起的路基不均匀沉降，及施工压实因素。通过对城市地面式快速路软基路段路基设计分析，在保证路基沉降、强度、水稳定性满足要求的前提下，对土工格室加筋垫层处理方法进行了深入的研究，为类似工程的设计和优化提供了新的思路。 关键词： 城市道路软基处理土工格室 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 1 概述 新建城市道路受设计标高限制，路基填土高度较低，设置路面、路床、基底压实度过渡层等结构层后一般需反开挖。在一些平原地区，地下水、软土埋藏浅，反开挖后土体呈流塑、软塑
2、状态，基底湿软，回弹模量低。这种情况随着城市规模的发展越来越普遍，如果不采取有效措施，那么道路施工过程中将面临路基压实度、强度等达不到规范要求，以及施工作业困难等问题；同时通车后，路基易发生不均匀沉降，路面将产生局部病害，导致道路整体服务功能降低。 由于道路填土高度较低，路基总沉降较小，采用复合地基处理会较大地增加投资而显得不够经济，而采用加筋土垫层往往更能切实处理好此类问题。 2 土工格室加筋土垫层的技术特点 土工格室是一种采用高强度聚乙烯片材，经超声波焊接等方法连接,展开后呈蜂窝状的三维立体网格结构材料,属于特种土工合成材料。与砂砾填料共同构成较高加筋强度的垫层。这些垫层设置后，可以加固道
3、路的路基，其最大的特点是可以完成岩土工程中常规方法难以处理的多种疑难问题，如桥头跳车、软基沉陷(整体沉陷及不均匀沉陷)、翻浆等。土工格室具有材质轻，耐磨损，耐老化，耐化学腐蚀，适用温度范围宽，拉伸强度高，刚性、韧性好，抗冲击力强，尺寸相对稳定，运输方便等特点。在施工中连接简单易行，施工方法简单，从而简化了施工工序，提高了施工速度。 3 土工格室加筋土垫层的加固机理 土工格室加固原理如下图： 图 1 设置土工格室垫层前 当地基浅层分布软弱土层时，整体表现为地基承载力较低，当荷载作用时，地基破坏模式如图 1。对于类似工程，以往一般需全部换填软弱土层或采用复合地基处理方式，以满足设计和施工要求。投入
4、成本高，且施工周期长。 铺设土工格室垫层后，当有荷载施加到充满填料的土工格室上面时，由于格室的侧限作用和格室与填料间的相互摩擦，使得整个土工格室垫层形成一个板体效应，上部荷载通过这个板体效应，均匀传递到下部土层，同时由于应力扩散作用，作用在地基上的整个荷载比不设置加筋垫层时要小，从而减小了地基的变形，同时，铺设土工格室以后所产生板体效应可以有效控制不均匀沉降的发生。如图 2。 图 2 设置土工格室垫层后 另外，格室的侧限作用对基层滑动面的形成或发展有很好的控制作用，使地基的破坏向深层发展，因而地基承载力得以提高。 4 土工格室加筋土垫层在城市道路软基处理中的应用 由土工格室的加固机理来看，土工
5、格室对于软土埋深浅、路基填土高度较低的市政道路软基处理，具有一定的实用价值。具体从以下两个方面进行分析： 一方面，由于市政道路的填土高度较低，在类似软基路段，即使考虑行车荷载的影响，一般路段路基总沉降和工后沉降往往都能满足要求。从沉降控制来看，不需要对软土要做专门的处理。 另一方面，由于浅层软弱土层的存在，若不处理，地基承载力较低，施工时大型设备不具备进场条件，路基施工过程中易出现弹簧土现象，路基压实度得不到保证，竣工后也极易出现不均匀沉降，引发一系列路基路面的病害。 所以，对于此种情况，地基处理的重点是提高地基的承载力和控制路基的不均匀沉降。那么，结合上述土工格室加筋土垫层的技术特点和加固机
6、理来看，土工格室加筋土垫层无疑具备传统处治方法所不能比的技术经济优势。 下面以某城市主干道为例对土工格室加筋土垫层与传统处理方法进行比较。 1）地质概况 勘察揭示：本路段通过地区为滨海平原工程地质区，主要软土层位1-2 层、1-4 层、2-4 层及 3-4 层软土。 其中 1-2 层软土基本全线分布，仅在部分地段缺失，土性为淤泥、淤泥质粉质粘土（粉土） ，灰褐色灰色，流塑，土质不均，局部地段夹粉砂、粉土薄层，具高孔隙比，高压缩性。一般厚度 5m 左右。 图 3 地质剖面图 1-2 层软土主要指标见下表 表 1 软土指标表 2）处理方案比较 对该项目特殊路基方案做以下几个方面的比较： 表 2 换
7、填法处理浅层软土方案比较表 表 3 处理方案实例比较表 由上表可见，对于低填路段，土工格室加筋土垫层具有明显的技术经济优势。采用本方案处理后，道路总体沉降量减小，基底整体强度大大提高，设置垫层后，反开挖段路床底可不设置压实度过渡层，直接填筑路床，总体造价较低。 此外，当路基处于潮湿、过湿状态时，砂砾垫层还能起到阻止毛细水侵入路基的作用，使路基处于干燥、中湿状态，从而保证路路基的强度，提高了水稳定性。 3）施工工艺简介 土工格室+砂砾垫层处理方案在铁路工程中已得到广泛应用，设计的砂砾垫层一共分为 3 层，其施工流程如下： 施工准备平整场地铺第 1 层砂砾垫层铺土工格室填充第 2层砂砾铺第 3 层
8、砂砾垫层路基施工。 具体步骤如下： 1、做好路基临时排水设施，清除原地面表层种植土、草皮、草根等杂物,反挖至基底设计标高,用轻型压路机进行碾压整平并做成不小于 1%的路拱。 2、铺设第 1 层厚 0.15砂砾垫层,并用人工夯实整平,并做成与路拱横坡相同的坡度。 3、以路线中心为轴线展铺土工格室,片板垂直路线,沿路线纵向拉伸并拉直、绷紧、展开方阵,满足要求后,在周边网眼中间隔用钢钎锚固以固定方阵,防止回缩变形。每个方阵前后左右间应按设计连结牢固,连接强度不低于设计容许强度。 4、从两边向中间人工抛填砂, 并用人工夯实整平,高于格室顶 10c后方可轻型压路机进行碾压,格室内砂砾应达中密以上。 5、
9、铺设第 3 层 15cm 砂垫层,采用振动压路机进行碾压,并形成向两侧 2%的横坡。 6、砂砾垫层厚度达设计要求后,进行上部路基的施工。 对于此类工程，土工格室宜采用高度 200mm，焊距 400mm。砂砾垫层厚度取 60cm，用砂含泥量不得大于 5，不含有机质、垃圾等杂物，宜采用级配良好、最大粒径不超过 3cm 的中粗砂。 5 结语 城市道路路基填土高度一般较低，对于地面式快速路或者地面辅道低填反挖路段，当软土厚度薄、埋深浅时，路基总体沉降量较小，宜采用浅层部分换填加筋垫层法处理。由于反开挖后基底湿软，处理时主要以控制路基不均匀沉降为原则，同时需考虑施工便捷等因素。砂砾垫层+高强度土工格室方
10、案可以极大的改善基底湿软带来的系列问题，提高路基整体强度，协调路基不均匀沉降，减小路基总沉降，处理效果良好，相比传统处治方式具有成本低、施工速度快等优势。 本文通过对低填路段湿软地基填筑方案和基底处理设计的实践，介绍了在这种特殊地质条件下城市道路路基的设计方案及技术优势，为类似工程的设计和优化提供了新的思路。 参 考 文 献 1 邬瑞光. 城市道路过湿段地基处理的实践J. 山西交通科技, 2005, (6): 68. 2 王卫国. 土工格室加固软土地基的施工技术J. 路基工程, 2004, (2): 5051. 3 陈志芳.城市道路低填路段湿软地基路基设计J. 城市建设理论研究, 2012, (3): 162163. 4 荀勇 盐城地区软土性质调查及试验分析J. 盐城工学院学报, 1999, (6): 1113. 5 王协群 土工格式加筋地基的承载力J. 长江科学院院报, 2004, (4): 6062.
