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摘 要:土工格室,一种高强度聚乙烯三维立体网格片材,在公路工程施工中处理软基沉陷、翻浆、桥头跳车、塌方等不良地质条件或质量缺陷效果显著。由于土工格室具有材质轻、耐久性好、适用范围广、施工方法简单等诸多优点,近年来在我国高速公路中越来越被广泛应用。
关键词:高速公路;施工方法;聚乙烯
中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)08-0031-01
土工格室是一种蜂窝状三维限制系统,它的关键原理就是三维限制。土工格室铺设于路基填充介质中后,有效限制了填充材料的侧向滑移,可以提高地基材料的抗剪力和摩擦力,从而在很大范围内显著提高普通填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能。高速公路路基容易出现沉陷、翻浆及桥头跳车等病害,一是因为雨水渗透、材料流失、基地下沉,二是因为路基路面在车轮荷载长期碾压、振动力的作用下,材料向路基断面两侧横向位移。以往的公路的主行车道上经常会明显感觉到路面被压出了一条“S”型沟状带,汽车行驶时会出现明显的颠簸感觉,在道桥连接段会出现明显的“桥头跳车”现象。那是因为汽车行驶在路基上时,不良地质地段或施工有质量缺陷的路段,填料发生了侧向滑移,车辆反复碾压就会压出两道深深的辙印,被压部分深深下陷,车辙两侧会高高隆起。后面的车辆如果继续沿着车辙前进,沉陷部分会进一步下沉、隆起部分会进一步隆起,从而使路基行驶环境恶化,直至无法通行。如果在容易出现病害或质量缺陷的地段铺设了土工格室,则路基在集中载荷作用下,受力的主动区把所受的力传递给过渡区,但由于格室壁的侧向限制和相邻格室的反作用力,以及填料与格室壁的摩擦力所形成横向阻力,抑制了过渡区和被动区的横向移动倾向,从而使路基的承载能力得以提高。很显然,如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三个区域移动就可以取得提高地基承载力的效果,这就是土工格室的限制原理。试验表明,在格室的限制作用下,中密砂的表观粘聚力可以增加30倍以上。
和常规的土工合成材料相比,土工格室具有材质轻,耐久性好,适用范围广,施工方法简单等诸多优点。首先,土工格室具有耐磨性、耐老化、耐腐蚀、拉伸强度高及韧性好等优点,它的使用对提高路基稳定和使用寿命,降低工程维护费用效果明显。其次,土工格室适用温度范围宽,不受不同地域及不同施工时间的温度限制。再次,土工格室的施工方法简单,易于操作,能够有效加快施工进度。最后,土工格室材质轻,运输方便,并且可以就地或就近取材,材料购置费用和运输费用低。此外,在格室内充填砂砾或碎石等非粘性材料时,土工格室加固层又是一个水平排水通道,可加快饱和土固结过程中空隙水压力消散速度,从而加速土体的固结。
土工格室的施工方法非常简单,具体施工顺序为:①用推土机和平地机将施工场地整平,并清除现场杂物。②分层(层厚不大于25 cm)铺设路基填料,并分层用压路机按照路基或台背的填筑方法压实填料。③每填筑厚度不大于50 cm填料铺设一层土工格室(根据加固要求确定土工格室的层间距,层间距越小,加固效果越好),铺设工程中要拉紧,不得有褟皱,并要注意保护土工格室,避免用损伤或割断格室。④重复二、三工序。⑤填筑到设计标高后,修正边坡完工。
土工格室施工完毕后,根据填料情况和设计目标,可以选用不同方法检测路基的密实度、变形量和承载力。可以通过测定地基在反复荷载作用下,压力和回弹变形之间的关系,并根据施加的压力和对应的回弹模量,计算地基的回弹模量。也可以通过测定地基在静压力作用下,压力与变形、变形与时间的关系,并根据施工的荷载和对应的变形值,计算地基的变形模量。
实践证明,土工格室是一种处理软弱地基、各种路基结合部等不良地质因素,避免路基沉陷、路基垮塌及桥头跳车等质量病害的良好筑路材料。使用土工格室护坡,配合植草,既可固土护坡,又可绿化、保护生态环境。近年来山西省高速公路施工中,土工格室在处理湿软地基及桥台台背中应用广泛,并取得了良好的经济成效和社会效益。
Application of Earthwork Standard Room in Highway
Duan Qiang
Abstract: The earthwork standard room, one kind of high strength polyethylene three dimensional three-dimensional grid sheet material,processes the soft base settlement, the frost heave, the bridge head in the highway engineering construction to jump off, the landslide and so on unfavorable geological condition or the quality flaw effect is remarkable. Because the earthwork standard room has the material quality to be light,the durability is good, the applicable scope is broad, job practice simple and so on many merits,in recent years more and more widely is applied in our country highway.
Key words: highway; construction; polyethylene
关键词:高速公路;施工方法;聚乙烯
中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)08-0031-01
土工格室是一种蜂窝状三维限制系统,它的关键原理就是三维限制。土工格室铺设于路基填充介质中后,有效限制了填充材料的侧向滑移,可以提高地基材料的抗剪力和摩擦力,从而在很大范围内显著提高普通填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能。高速公路路基容易出现沉陷、翻浆及桥头跳车等病害,一是因为雨水渗透、材料流失、基地下沉,二是因为路基路面在车轮荷载长期碾压、振动力的作用下,材料向路基断面两侧横向位移。以往的公路的主行车道上经常会明显感觉到路面被压出了一条“S”型沟状带,汽车行驶时会出现明显的颠簸感觉,在道桥连接段会出现明显的“桥头跳车”现象。那是因为汽车行驶在路基上时,不良地质地段或施工有质量缺陷的路段,填料发生了侧向滑移,车辆反复碾压就会压出两道深深的辙印,被压部分深深下陷,车辙两侧会高高隆起。后面的车辆如果继续沿着车辙前进,沉陷部分会进一步下沉、隆起部分会进一步隆起,从而使路基行驶环境恶化,直至无法通行。如果在容易出现病害或质量缺陷的地段铺设了土工格室,则路基在集中载荷作用下,受力的主动区把所受的力传递给过渡区,但由于格室壁的侧向限制和相邻格室的反作用力,以及填料与格室壁的摩擦力所形成横向阻力,抑制了过渡区和被动区的横向移动倾向,从而使路基的承载能力得以提高。很显然,如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三个区域移动就可以取得提高地基承载力的效果,这就是土工格室的限制原理。试验表明,在格室的限制作用下,中密砂的表观粘聚力可以增加30倍以上。
和常规的土工合成材料相比,土工格室具有材质轻,耐久性好,适用范围广,施工方法简单等诸多优点。首先,土工格室具有耐磨性、耐老化、耐腐蚀、拉伸强度高及韧性好等优点,它的使用对提高路基稳定和使用寿命,降低工程维护费用效果明显。其次,土工格室适用温度范围宽,不受不同地域及不同施工时间的温度限制。再次,土工格室的施工方法简单,易于操作,能够有效加快施工进度。最后,土工格室材质轻,运输方便,并且可以就地或就近取材,材料购置费用和运输费用低。此外,在格室内充填砂砾或碎石等非粘性材料时,土工格室加固层又是一个水平排水通道,可加快饱和土固结过程中空隙水压力消散速度,从而加速土体的固结。
土工格室的施工方法非常简单,具体施工顺序为:①用推土机和平地机将施工场地整平,并清除现场杂物。②分层(层厚不大于25 cm)铺设路基填料,并分层用压路机按照路基或台背的填筑方法压实填料。③每填筑厚度不大于50 cm填料铺设一层土工格室(根据加固要求确定土工格室的层间距,层间距越小,加固效果越好),铺设工程中要拉紧,不得有褟皱,并要注意保护土工格室,避免用损伤或割断格室。④重复二、三工序。⑤填筑到设计标高后,修正边坡完工。
土工格室施工完毕后,根据填料情况和设计目标,可以选用不同方法检测路基的密实度、变形量和承载力。可以通过测定地基在反复荷载作用下,压力和回弹变形之间的关系,并根据施加的压力和对应的回弹模量,计算地基的回弹模量。也可以通过测定地基在静压力作用下,压力与变形、变形与时间的关系,并根据施工的荷载和对应的变形值,计算地基的变形模量。
实践证明,土工格室是一种处理软弱地基、各种路基结合部等不良地质因素,避免路基沉陷、路基垮塌及桥头跳车等质量病害的良好筑路材料。使用土工格室护坡,配合植草,既可固土护坡,又可绿化、保护生态环境。近年来山西省高速公路施工中,土工格室在处理湿软地基及桥台台背中应用广泛,并取得了良好的经济成效和社会效益。
Application of Earthwork Standard Room in Highway
Duan Qiang
Abstract: The earthwork standard room, one kind of high strength polyethylene three dimensional three-dimensional grid sheet material,processes the soft base settlement, the frost heave, the bridge head in the highway engineering construction to jump off, the landslide and so on unfavorable geological condition or the quality flaw effect is remarkable. Because the earthwork standard room has the material quality to be light,the durability is good, the applicable scope is broad, job practice simple and so on many merits,in recent years more and more widely is applied in our country highway.
Key words: highway; construction; polyethylene