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山東茂隆新材料科技有限公司 2023-03-08 3148
土工格柵無疑是一種優(yōu)秀的材料,它的作用十分廣泛,它可以作為水利、交通、建筑等多個領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料,它的特點是防護、防滑、耐腐蝕、輕便、耐震、抗壓等,可以說是一種被大量使用的新型材料。土工格柵具有多種用途,它可以用來增強砂石混合料,以增加抗壓強度,用于護坡和支護,保護土壤,提高路面的抗壓和抗滑性,減少路面水污染,用于護坡,橋梁支護,路堤支護,涵洞支護,護石支護,防護柵欄,地下室防水等。今天小編來聊一聊它在應(yīng)用中的效果,下面一起看一下吧。
1、 土工格柵功能原理及應(yīng)用優(yōu)勢
(1)作用原理
①加筋作用。土工格柵具有較大的抗拉強度和拉伸模量,可以實現(xiàn)大面積的載荷和應(yīng)力均勻分布。在軟弱地基或土層中, 應(yīng)用土工格柵能降低并分散上部荷載對軟基的集中應(yīng)力; 在瀝青結(jié)構(gòu)層中, 可以減弱瀝青的徐變作用, 避免瀝青層開裂。
②壓實作用。土工格柵的網(wǎng)格形狀相同,上下顆粒的抗剪強度不受影響。在剛度、抗拉強度和網(wǎng)格互鎖的作用下,可以避免荷載壓實引起的變形位移,提高顆粒壓實效果。
③抗變形作用。當(dāng)外力不均勻作用于網(wǎng)格時,網(wǎng)格會因橫向拉應(yīng)力而變形,表現(xiàn)出約束效應(yīng),對不均勻分布的載荷有很強的適應(yīng)性。
④抗剪切作用??鼓ψ枇ο鄬^高,作為筋材使用時,可以通過增強結(jié)構(gòu)層的抗剪切作用強度,提高企業(yè)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
(2)應(yīng)用優(yōu)勢
土工格柵在道路工程中的應(yīng)用有以下優(yōu)點:
優(yōu)勢如下:
①增加路基整體性,提高路基承載力,延長其使用壽命。
②防止路面結(jié)構(gòu)開裂、塌陷,確保行車安全。
③施工作業(yè)簡單,不僅省事省力,而且工期短。
④作為路基邊坡植草網(wǎng)墊使用,可以美化環(huán)境。
⑤代替金屬網(wǎng)使用,可用于煤礦井下假頂網(wǎng)。
2、土工格柵在道路改擴建工程中的應(yīng)用
(1)在軟土地基的應(yīng)用
在軟土高填方工程中,在30 - 50cm 碎石層中間鋪設(shè)土工格柵,能形成土工格柵- 碎石墊層,能充分發(fā)揮出土工格柵的加筋作用。一方面,土工格柵抗剪能力強,能有效防止砂礫進入軟土地基,使格柵與砂礫緊密嵌入,形成一個穩(wěn)定的整體。另一方面,土工格柵在排水方面會形成水平面, 可作為排水通道使用,路基成型后能有效降低土體含水量。第三,在土工格柵軟土地基的頂部,將產(chǎn)生隔震效果,
既方便進行施工, 又能通過抑制地基側(cè)向變形, 減少出現(xiàn)不均勻沉降。第四,增加土體的抗剪能力,改變軟基的物理力學(xué)性質(zhì)。
(2)在填方路段的應(yīng)用
如果在路基填筑施工中使用松散填料,會影響路基邊坡施工,造成土地浪費,增加施工成本,也不利于后期碾壓作業(yè)。在邊坡上鋪設(shè)土工格柵可以提高邊坡的穩(wěn)定性,實現(xiàn)壓實指標(biāo);在道路改擴建工程中,應(yīng)用土工格柵可以促進新舊路基的緊密結(jié)合,提高路基的整體性,保證荷載的均勻分布,避免應(yīng)力集中引起的變形。
(3)在路面施工的應(yīng)用
路面工程施工管理過程中, 在基層與瀝青層之間進行鋪設(shè)土工格柵, 促使我國瀝青碎石與格柵有機統(tǒng)一結(jié)合,可以通過充分發(fā)展發(fā)揮其嵌固優(yōu)勢, 增強面層的抗疲勞能力, 降低企業(yè)出現(xiàn)反射裂縫的機會。此外,格柵具有良好的延伸性,能***荷載變化對路面造成的破壞,從而延長路面的使用壽命。
(4)在臺背填土的應(yīng)用
剛性橋臺和半剛性填土路基在剛度設(shè)計方面發(fā)展存在影響較大程度差異, 導(dǎo)致我國橋梁、路基沉降不均勻, 從而不斷出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。臺背填土進行施工中, 鋪設(shè)土工格柵, 可以通過形成錨固力、嵌鎖力、摩阻力, 促使企業(yè)結(jié)構(gòu)物、回填土形成自己一個國家整體, 有效方法降低沉降差, 提高安全行車舒適性。
3、土工格柵施工技術(shù)要點
(1)平整場地
在施工準(zhǔn)備階段,對原地面或填方路基進行平整和壓實。然后測量放出路基邊坡線, 每側(cè)加寬0 .每側(cè)加寬,使用振動壓路機、輪胎壓路機進行壓實,并對不平整區(qū)域進行人工整平。
(2)格柵鋪設(shè)
土工格柵鋪設(shè)作業(yè)時,要求受力方向與路基軸線方向垂直,以保證平整、牢固、無隆起、搭接寬度按設(shè)計要求確定。首先使用U型鉚釘固定,格柵的主要受力方向,盡量保證通長無接頭,將搭接寬度控制在20cm以上;幅與幅之間的連接,一般采用人工綁扎搭接法,將搭接寬度控制在10cm以上;如果使用兩層或多層格柵,上層和下層之間要錯縫連接。大面積鋪設(shè)工作完成后, 對平直度進行分析調(diào)整; 盡量可以縮短格柵裸露時之間,填充一層土,在不滾動之前,應(yīng)再次張緊網(wǎng)格,保證網(wǎng)格處于受拉應(yīng)力狀態(tài)。
(3)填料選擇
填料的選擇自己是否合適, 直接影響工程施工管理質(zhì)量。結(jié)合以往實踐,凍土、沼澤土、白堊土、硅藻土和生活垃圾不宜作為填料。礫石土、砂土力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,受地下水位影響較小,建議優(yōu)先選擇。在粒徑大小上,一般控制在15cm以內(nèi),并采用良好級配,為壓實作業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。
(4)填料攤鋪
土工格柵路基平整壓實合格后,按設(shè)計要求及時鋪設(shè)定位,錨固后及時填土,盡可能縮短暴露時間。如有必要,可在鋪設(shè)格柵的同時進行回填,以提高鋪設(shè)效率。具體操作時,先在兩端攤開填料,固定格柵,逐漸向中間推進。碾壓施工作業(yè)時, 遵循先兩側(cè)、后中間的碾壓時間順序, 壓輪不能和格柵可以直接進行接觸, 不能在未壓實的加筋體上行駛。分層壓實期間,每層厚度控制在20-30cm,并且及時檢測壓實度、平整度等指標(biāo),以滿足設(shè)計要求。
(5)防排水處理
路基填筑完成后,應(yīng)及時修整邊坡,完善防護結(jié)構(gòu)。另一重要方面我們要對填方邊坡護腳墻等墻體內(nèi)外環(huán)境進行排水系統(tǒng)處理; 主要是通過設(shè)置濾水、排水措施; 必要時可以設(shè)置土工布、透水管、盲溝等方案。值得注意的是,排水工程施工后,還應(yīng)加強監(jiān)測,避免排水渠道施工造成堵塞的隱患。
4、工程案例分析
(1)防治反射裂縫
反射裂縫主要指的是水泥進行混凝土板上的接縫或裂縫, 影響一個原因是由于車輛荷載、溫度、濕度等, 會導(dǎo)致路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題出現(xiàn)位移, 繼而發(fā)展產(chǎn)生拉應(yīng)力。因此,層合板結(jié)構(gòu)可以增厚,但其缺點是工程造價增加,而且在夏季溫度較高時會出現(xiàn)車轍。相比之下,鋪設(shè)土工格柵可以產(chǎn)生增強、鎖定、增韌作用,從而防止反射裂縫。以某公路工程為例,線路總長度為,其中K1+130至K1+237區(qū)段,因路面破壞導(dǎo)致嚴(yán)重開裂現(xiàn)象。現(xiàn)場調(diào)查表明,該水泥板整體性良好。為了防止反射裂縫,決定在水泥混凝土面板和柏油碎石層之間鋪設(shè)土工格柵,這既環(huán)境友善又經(jīng)濟。具體施工中, 首先對裂縫進行擴大、清理、充填, 對破壞區(qū)域進行切割和更換, 清除混凝土板上的雜質(zhì); 然后灑上一層粘層油, 鋪設(shè)土工格柵, 寬度控制在4 m 以內(nèi), 既保證交疊寬度達標(biāo), 又有足夠的消散應(yīng)力。該工程中, 土工格柵結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)發(fā)展指標(biāo)分析見表1 。
(2)不均勻沉降處理
隨著城市化進程的加快,原有道路的交通狀況不能滿足新的需求,或達到設(shè)計期限,必須進行改擴建。在改擴建工程中,舊路路基的沉降變形趨于完成,總體性能參數(shù)相對穩(wěn)定,而新改擴建路基的沉降變形明顯,導(dǎo)致新老路交界處不均勻沉降。隨著拉應(yīng)力的增加, 路基、路面出現(xiàn)縱向裂縫的概率加大,會**大影響行車的AQ性。使用土工格柵的作用是:
①格柵剛度強,有利于荷載擴散,提高路基承載力,促進新老路變形一致。
②格柵的抗拉強度大,可以增強土基的橫向抗拉力,減少形變,從而提高路基整體穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)縱向裂縫。
③格柵網(wǎng)眼可以抑制土顆粒水平移動,從而增強路基的抗剪能力。以某公路工程為例,原有道路的路基寬度為35.5 m ,路面寬度為28.5為了滿足不斷增加的交通需求,決定左右側(cè)各加寬1個車道,寬度設(shè)計為3.75m。 75 m。施工期間,為了保證新舊道路交接處的沉降量一致,減小后期新建路基沉降,進行挖臺階處理,臺階寬為2m ,并鋪設(shè)土工格柵,土工格柵寬度為5.5m 。
(3)路基軟基加固
山區(qū)道路大多屬于高填方路段。如果路肩和填方邊坡壓實不到位,在雨水沖刷下,土的抗剪強度會降低,進而發(fā)生滑動、失穩(wěn)和坍塌。在施工過程中,采用土工格柵在路基邊坡中鋪設(shè),可產(chǎn)生較高的應(yīng)力,造成格柵與路基土顆粒之間的聯(lián)鎖和嚙合,增強對土體變形的約束力,防止滑坡和崩塌。此外,在沿海地區(qū)的公路建設(shè)中,經(jīng)常會遇到軟土地基的現(xiàn)象,一般采用強夯法、置換土層法。如此處理不僅造價高,而且工期長,路基強度的增長有限。使用土工格柵,既能有效保證工程路基穩(wěn)定性, 又能通過減少不均勻沉降, 增強我國公路建設(shè)基層的抗拉強度。以某公路工程為例,線路全長約10 .其中K2+350至K2+570區(qū)段,處于山體坡面上,右側(cè)是山谷泄洪溝。為了滿足泄洪要求,線路設(shè)計標(biāo)高比較高,填方高度在8-20m之間。為了可以減小填方后的沉降量, 保證工程路基陡坡的穩(wěn)定性,避免企業(yè)發(fā)生經(jīng)濟滑坡、坍塌風(fēng)險事故,采用一種土工格柵擋墻和砌石路堤擋墻加固邊坡。
(4)新老結(jié)合部位補強
常見問題有兩個:一是設(shè)計不全面,存在較多施工技術(shù)難點;二是老路強度不足,補強層厚度薄。使用土工格柵,可以通過彌補自己設(shè)計和施工的不足之處,提高企業(yè)新老結(jié)合不同部位的緊密性。以某公路工程為例,路面原寬度為9m,現(xiàn)擴建為15m,路面結(jié)構(gòu)層自上而下是:AC-13瀝青混凝土層、AC-20瀝青混凝土層、水泥穩(wěn)定碎石層、級配碎石層。使用玻璃纖維土工格柵材料, 斷裂強力≥5 0 k N / m, 斷裂伸長率≥3 %, 網(wǎng)格大小為25.4mm×25.4mm,幅寬為5m。施工完成后,線路順暢通行, 外觀、質(zhì)量均優(yōu)于老路面結(jié)構(gòu); 相比于換填級配碎石法,使用土工格柵不僅造價降低, 而且能節(jié)約養(yǎng)護費用,可見社會效益、經(jīng)濟效益良好。
綜上所述,土工格柵是一種具有許多技術(shù)優(yōu)勢的新型合成材料。本文介紹了土工格柵在軟土地基、填筑路段、路面施工及橋臺回填中的應(yīng)用。希望能為類似工程提供經(jīng)驗,提高公路工程的施工質(zhì)量,取得經(jīng)濟效益和社會效益。
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