土工格室柔性筏基在软弱地基加固应用论文

土工格室柔性筏基在软弱地基加固中的应用研究【摘要】通过对土工格室的工作机理进行分析，并对土工格室柔性筏基施工工艺进行了阐述，运用工程实例对土木格室柔性柔性筏基对于软弱地基的加固作用。

【关键词】土工格室；柔性筏基；加固

【中图分类号】tu789【文献标识码】a【文章编号】1674-3954（2011）02-0064-02

在黄土地区的高等级公路建设中，饱和黄土地基是经常遇到的特殊路基问题。由于饱和黄土的压缩性高，强度低，灵敏度高，呈现出一定的软土性状，无法满足工程要求，必须进行加固处理。对于饱和黄土地基加固而言，一般常用的处理方法主要是换填和抛石挤淤，该种处理方法工程量大，工期较长，费用相对较高。近几年来，采用土工合成材料，处理软弱地基，已取得了较好效果。而用土工格室加固饱和黄土地基，则是一种新的加固方法。用土工格室对饱和黄土地基进行局部换填加固，形成柔性筏基加固体，能提高地基承载力，达到加固饱和黄土地基之目的。

一、土工格室的工作机理分析

土工格室是一种具有独特立体网状结构的新型土工合成材料，工程上常用的主要有二类。一类是由土工格栅装配构成的土工格室，另一类是由改性聚烯烃为原材料经挤出成型分切，再由超声波焊接而成的土工格室。目前，我国使用的土工合室基本上是改性聚烯烃片材经超声波焊接而成的产品。

一般地基土在荷载作用下的破坏形式如图1所示:左边为没有土工格室加固的单纯土体在上部荷载的作用下，当荷载达到临塑荷载时，将在土体内部出现三个区，即主动区，过渡区和被动区，从而使土体发生剪切破坏。土体的承载力取决于活动面的剪切强度。右边为土工格室加固的情况，由于土工格室阻止了塑性区向外侧移，土体活动面将不能向外扩展，因而阻止了剪切面的产生，使地基破坏向深层发展，从而土体的承载力提高了。同时土工格室结构层在实际工程中可视为一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基，这将使上部结构的荷载进一步扩散，使传递到地基中软弱下卧层顶面处的附加应力大大减小，以达到增强地基稳定性，提高地基承载力的目的。

图1土工格室结构层作用机理示意图

毫无疑问，土工格室能够提高填料的承载力，但是与其他加筋材料相比，土工格室有其独特之处。传统的加筋土是将具有较大变形模量和足够大抗拉与粘着强度的加筋材料成层平铺地埋置在填土结构物中，构成一个土筋复合体。该复合体在受力变形过程中，平铺的筋材与土体共同受力，相互作用，协调变形，依靠筋材的强度和筋材与土体接触面上的摩阻力，限制土体的侧向变形，其作用是相当于筋材给土体提供了一个附加的侧向约束力，使土体的强度得到提高，达到了加固目的。土工格室不仅具有传统加筋材料的共性，并且由于它独特的立体结构，还具有传统加筋材料所没有的对土体强大的侧限能力，使承载力得到提高。

二、土工格室柔性筏基施工工艺

1、施工工艺

2、施工质量控制

（1）土工格室材料检查验收

施工前必须对购进的土工格室材料进行检查验收，材料必须有出厂合格证和测试报告，每5ooom2应随机抽样并测试，结果必须达到设计对材料规格和性能的要求。

（2）整平地面并振压

铺设土工格室前，首先整平施工场地，对松软地层上有上覆硬壳时，应对地基进行碾压，其上平铺厚0.3m的粗粒土。对较松软地基，填粗粒土碾压整平后应保证地面以上厚0.3 m，然后铺设土工格室。

（3）张拉并铺设土工格室

相邻土工格室板块采用合页式插销整体连接。在完全张拉开土工格室后，在四周用钢钎或填料固定，否则，严禁进行下一工序的施工。

（4）格室填料

土工格室填料与路基填料相同，要求填料颗粒均匀，最大粒径不得大于5cm。每层格室填料的虚填厚度不大于30cm，但不宜小于20cm，格室未填料前，严禁机械设备在其上行驶。由推土机向前摊平时，保证格室以上填土不小于1ocm日不大干15cm。格室上填土应从两边向中间进行。

三、工程实例分析

1、柔性筏基工程实例分析

某省k高速公路k25+790-k26+060段路基填土高度5.96m，路基宽度28.0m。地基土由三部分组成，上部为新近堆积黄土，硬塑状，具有强烈的湿陷性，层厚0.4-0.7m;中部为饱和黄土，土质软硬不均，多呈软塑流塑状，层厚3.9-4.3m，其物理力学性质见表1;下部为砂砾层，层厚2.8m左右。

为了提高地基承载力，减小路基不均匀沉降，采用土工格室加固法对饱和黄土地基进行了处理。其中，土工格室规格为:焊距

40cm，格室高度locm，板材厚度1.lmm，分两层进行铺设，整个加固厚度20cm。同时在该路段布置了测试断面，对路堤坡脚侧向位移、路基底面沉降及路基底面压力进行了现场测试，以检验加固效果，并与有限元分析结果进行对比。结果如图2-4.

图2坡脚水平位移曲线(图中实线代表现场测试值，虚线为有限元分析值)

图3路基底面竖向位移曲线图4路基底面竖向应力曲线

从图2中可以发现:有限元分析结果与现场实测数据趋势一致，且两者均在5m左右急剧减小，表明土工格室的影响作用在此处已经很小;两者之间最大差为lcm左右，误差不超过20%，这与现场地基土的固结有一定的关系。图3表明了现场与分析所得路基底面竖向位移曲线，可以发现两者趋势一致，最大相差3.4cm左右，误差为16%左右，这与分析时未考虑土体本身的固结有关。图4为现场测试与有限元分析所得路基底面竖向应力曲线，两者规律一致，最

大相差14kpa，误差不大于20%。

2、效果评价

k高速公路从2000年11月开始，至2001年5月结束，经过6个月的紧张施工，共处理软基3.5km，完成水泥粉喷桩64万延米。k高速公路软基处理结束后，k现场办组织有关单位对处理地段进行了开挖检查、钻孔取芯、静载荷试验等方法进行了质量检测，检测结果表明:软基处理地段的复合地基承载力完全满足设计要求。在随后一年多的运营观测中，路基未发生不均匀沉降现象，累计最大沉降量小于5cm，并已趋于稳定，表明软基加固效果理想。

参考文献

[1]龚晓南编著.复合地基理论及工程应用.北京:中国建筑工业出版社.2002

[2]龚晓南主编.地基处理手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社.2000

[3]黄晓明，朱湘.公路土工合成材料应用原理.北京:人民交通出版社.2001