土工格栅在铁路高填方路基中的应用

关键词：土工格栅；铁路；高填方路基 

　　一、土工格栅 

　　我国铁路高填方路基建设要求高，尤其是在一些地质条件不佳的地区，需要采取一些措施对路基进行处理，以满足高铁路基的承载力，减少工后沉降。当前我国高填方路基的处理工艺众多，土工格栅技术就是其中一种。土工格栅技术是在路基建设中，将抗拉强度较高的土工格栅埋入土体中，充分利用土体表面摩擦和格栅网孔之间的嵌锁作用和土工格栅抗拉强度高的特点，更好的约束土体，进而提高土体的抗滑力、抗负荷以及抗剪切性能，为铁路路基工程提供坚实的基础。 具体来说土工格栅具有如下优点： 

　　（一）抗拉强度高 

　　土工格栅的抗拉强度很高，且延伸率很低。粒料在格栅网格内互锁力变得更高，摩擦系数也更大。经过对比发现，在同等应变条件下土工隔栅是众多的土工合成材料中抗拉强度最高的，它的抗拉强度与软钢几乎没有差别。 

　　（二）同时兼具耐酸性与耐碱性 

　　塑料土工格栅的耐腐蚀性非常好，对于酸性、碱性物质的腐蚀抵抗力高；并且耐高温，也耐低温。因而老化的周期特别长。玻璃格栅的熔点高，整体性能佳，寿命可达到五到七十年或更久。 

　　（三）施工便捷 

　　土工格栅应用到铁路高填方工程中，土工格栅从铺设到搭接需要的人力和物力都不是特别大，施工简单，施工工期短，相应的成本也就降低了。 

　　二、土工格栅在铁路高填方路基中的应用 

　　（一）工程概况 

　　某铁路工程合同段共设大桥1343.4米/座，互通式立交1处，分离式公交1座，天桥6座，通道5道、涵洞9道。填土方217.314千立方米，挖土方361.226千立方米，挖石方34.578千立方米。占用地249.3991亩。 本合同段共设转角5个，最小平曲线半径2000米/1处，最小缓和曲线250米，最大偏角21°12′22″。纵断面共设变坡点6个，最短坡长400米/1处，最大纵坡2.879%，1022米/1处，最小竖曲线半径凸型15000米/1处，凹型10000米/1处，竖曲线占路线总长的54.22%。 本合同段主线起于桩号RK25+500止于桩号RK31+700，全长6.2公里。段路基右侧为高填方路段，为确保地基承载力满足要求，防止路堤不均匀沉降，本路段采用土工格栅和砂砾垫层加固路堤基底。根据设计要求，路基基底铺土工格栅，基底最下层铺砂砾垫层。 

　　（二）地质状况 

　　本标段属黄河冲积平原，地形平坦开阔，地貌类型简单，地势起伏变化不大，裸露的岩土类型单一，无特殊性岩土，不良地质作用不甚发育，地下水对工程无不良影响，因此场地的工程地质复杂程度属简单类型。 

　　路区内上部浅层地基土以第四系全新统粘土为主，地基土容许承载力在不同路段变化很大。原地面以下分布有新近沉积土薄层及松散粉细砂层，夹软弱土层，地基土较软弱。路区地基土容许承载力多在100Kpa左右，工程性质较差。 

　　（三）土工格栅的要求 

　　土工格栅采用双向拉伸（GSL）土工格栅，每延米纵向极限抗拉强度不小于25KN/m，横向极限抗拉强度不小于35KN/m，延伸率不大于13%；土工格栅网孔尺寸为30mm×40mm，肋条截面为矩形。 

　　新建地段：当边坡高度6m≤H<8m时，全坡面铺设幅宽2.5m的双向土工格栅；H≥8m时，全坡面铺设幅宽5.0m的双向土工格栅，且当H≥12m时间隔3.0m需全断面满铺设幅宽4～5m的土工格栅，边坡土工格栅各层间距离均匀0.6m，铺设后格栅边缘距坡面垂直距离为0.6m。 

　　与既有线并行帮宽地段：当帮宽宽度小于2m时，于每一台阶面处铺设双向土工格栅。边坡高度3m≤H<6m时，铺设幅宽2.5m的双向土工格栅；H≥6m时，铺设幅宽4～5m的双向土工格栅。边坡土工格栅各层间距离为0.6m。 

　　土工格栅主要技术指标： 土工格栅采用整体拉伸型塑料土工格栅，不得使用粘贴型土工格栅，严禁使用玻璃纤维格栅及钢塑格栅。 纵、横向拉伸强度≥30kn/m。纵、横向屈服伸长率均≤10%。 3.3.5 网孔直径8～12cm。斜坡地面，为便于铺设土工格栅，须在边坡坡脚处地面挖设3.5～4.5m宽平台。 路堤本体填料的压实标准应满足相应部位的压实标准。 

　　（四）施工技术 

　　（1）首先对路基边坡线进行精确的放样，要确保路基宽度，将两遍都加宽0.5m，整平晾晒好的基底土进，再用25T的振动压路机静压两遍，50T震压四遍，如果还存在不平整的地方就采取人工方式进行整平。铺垫0.3m厚的中（粗）砂，用25T的振动压路机静压两遍。 

　　（2）铺设土工格栅时，首先要确保底面平整、密实，接着进行平铺，平铺时不要出现重叠、卷曲、扭结等问题，对于相邻的两幅土工格栅要进行0.2m的搭接。沿路基横向对土工格栅搭接部分每隔1米用8号铁丝进行穿插连接，在铺设的格栅上方，用U型钉每隔1.5-2m的距离固定在地面上。在第一层土工格栅铺完成之后，紧接着进行第二层0.2m厚的中（粗）砂的铺设。第二层铺设时首先将砂放置到路基一侧，接着用推土机直接向前赶推。先将路基两侧2米范围内填筑0.1m，再把第一层土工格栅折翻上来再填上0.1米的中（粗）砂。这样施工可以使土工格栅更加平整，减少起鼓、起皱问题的出现。完成第二层中（粗）砂平整后，用通过水平测量的方式，确保填筑厚度均匀，再用25T振动压路机静压两遍。 

　　（3）第二层土工格栅施工技术科采用第一层一样的方式，然后填筑0.3m的中（粗）砂，填筑方法也和第一层一样，用25T压路机静压两遍后，这样路基基底加固就处理完毕。 　　在第三层中（粗）砂碾压好后，沿线路纵向在边坡两侧各铺设土工格栅两幅，搭接0.16m，并用同样方法连接好，然后开始土方施工作业，铺设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。 

　　（4）边坡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。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。 

　　（五）纵横向填挖交界处理 

　　为了减少填挖交界处的差异沉降，对纵横向填挖交界处的地基进行处理。对填挖交界处挖方路床（80cm）进行超挖回填碾压，并在上路堤顶面和底面设置土工格栅，填方部分路堤除严格按照《路基填料设计图》中的技术要求处理外，其基底上下路堤压实度相应提高1%，即清表处理后地基为91%，下路堤为94%，上路堤为95%，交界面开挖不小于2米宽台阶，并设置向内2%横坡。纵向填挖交界处填方一端进行强夯处理，处理范围为2倍填土高度，对挖方一端10米范围进行超挖回填夯实，并在超挖回填的顶部和底部设置土工格栅，界面两侧不小于5米，对填方部分基底采用换填80厘米8%灰土垫层进行处治。 

　　纵横向填挖交界处理注意要点： 

　　（1）地面坡度超过1：5时，需要挖台阶，台阶宽度根据填土高度及地面坡度确定，不小于2m，并设4%的反坡。（2）在填挖交界处向挖方方向超挖80cm深，横向超挖范围应挖至中央分隔带中部。（3）地面坡率大于1：3.5，根据填土高度和地面横坡情况以及地质情况设置2-4层土工格栅。其中纵向填挖交界处仅再上下路床底部设置两层土工格栅，长10m；横向填挖交界处除了在上下路床底部设置两层10m长土工格栅外，再由上到下开挖台阶上设置0-2层土工格栅，长6m，均对称布置于填挖交界处。 全填方稳定路基不设土工格栅。（4）填方边坡高度大于12m时，对填挖交界处，每2m填高采用高性能压路机进行增强补压。（5）对于不稳定路基，需要设置挡土墙等支挡结构物。（6）当挖方区为土质时，应优先采用渗水性好的材料填筑，同时对挖方区路床0.8m范围内土体进行超挖回填碾压；当挖方区为坚硬岩石时，宜根据土石方调配情况采用填石路基。（7）施工中应根据地下水出露情况和沿途性质，设置完善的地下排水系统，除在边沟下设置纵向渗沟外，还应在填挖之间设置横向或纵向盲沟，将地下水引至路基外排水系统。 

　　参考文献 

　　[1]袁志波.软土路基土工隔栅加筋作用机理研究[J].黑龙江交通科技，2008年2期. 

　　[2]罗烈日.超高填方加筋路堤工作性状及稳定性研究[D].岩土工程：华中科技大学，2013.