浅议加筋技术在公路工程施工中应用_建筑工程论

浅议加筋技术在公路工程施工中应用
贝娟 1 魏纪军2
(1.抚州市乐安公路分局 江西抚州 344300；2.抚州市广昌公路分局，江西抚州344900；)
摘要：加筋技术于20世纪80年代开始引入我们国家，90年代制订了相应的规范和标准，推动了这项技术的广泛应用。本文通过对公路建设中使用加筋技术分析，介绍了加筋技术的施工工艺及质量控制要点。
关键词：加筋技术；公路建设；应用探讨
一、路面加筋的分析
近年来路面结构中采用土工合成材料加筋，在工程实践中得到广泛的应用，路面工程中使用土工合成材料加筋主要是减少或延缓反射裂缝的数量，减少沥青路面的车辙，在半刚性基层沥青路面中还可适当提高（底）基层的疲劳寿命。
路面加筋防治裂缝的主要方法有：
（1）沥青路面新路施工中，基层已有裂缝，为减少反射裂缝的影响，采用土工合成材料在基层和面层之间进行加筋处理。
（2）在路面面层上部采用土工合成材料加筋，减少温度裂缝，加强路面面层，减少车辙，提高路面使用寿命。
（3）对于老路补强，桥面及桥头路面铺装、旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面中使用土工合成材料加筋处治，可防止反射裂缝。
二、路堤加筋的分析
路堤加筋的主要作用在于提高路堤的稳定性、减小并控制不均匀沉降，路堤加筋的基本工作原理是利用加筋材料能承受拉力的特点，通过土与加筋材料之间的摩擦力形成抗滑力，从而提高路堤的稳定性，并通过加筋材料提高路堤的整体性，均匀分散荷载，减小不均匀沉降。
用于路堤加筋的土工合成材料可采用土工格栅、土工织物、土工网。所选用的土工合成材料应具有足够的抗拉强度，具有较高的刺破强度，顶破强度和握持强度等。
2.1采用加筋技术提高路基稳定性
当路堤的稳定性不足时，可采用土工合成材料加筋，以提高路堤的稳定性。
（1）设计计算
加筋材料的铺设层数、铺设范围应通过对加筋路堤的稳定计算、土工合成材料锚固长度计算以及平面稳定验算确定。加筋路堤整体稳定性和堤身稳定性验算采用圆弧条分法进行计算，求得安全系数最小值和相应的临界滑动面；当路堤下地基为浅层软弱土层时，还应验算加筋路堤的平面滑动的稳定性，我国设计规范中已建立了一套相对成熟的设计计算方式。
（2）结构形式
提高路基稳定性加筋结构形式的选择，应根据工程具体情况，遵循技术可行、经济合理、施工方便的原则综合比较确定。
2.2 采用加筋技术减小路基不均匀沉降
加筋对路堤的沉降特别是不均匀沉降有一定的减小和调节作用，这在许多工程中都已证实，但基本理论研究还不够成熟，目前还没有建立一套完整的设计计算方法，应用效果较好的主要结构形式如下：
（1）桥头台背路基填土加筋
台背路基填土采用土工合成材料加筋主要是利用土工合成材料与构造物之间的铺固力以及与路基填料之间的嵌锁力和接口摩阻力，将结构物与路基填料联为一体，以增强其整体性，减少两者之间的不均匀沉降。加筋材料一般采用土工网或土工格栅，台背填料选用水稳性与压实性能良好的材料，一般选择砾石土、碎石土或天然砂砾填筑。
（2）软土地基处理
处理软土地基时，在路堤底部设置土工合成材料，其兼有过滤、排水、加筋、隔离等多种功能。采用土工合成材料对垫层和路堤下部加筋处理，不但提高路堤的稳定性，还可以加强路基底部的完整性和连续性，无化应力分布，从而减少总沉降量和不均匀沉降。排水垫层之上，尽量设置于路堤底部，且在路基全宽范围内满铺。
三、加筋土挡土墙
加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物，加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土，它利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填土和填土中布置一定的筋带以及墙面板三部分组成，从20世纪60年代初期发明以来，经过三十多年的研究，发展和应用，加筋土挡土墙已成为土木工程中重要的挡土墙一类的建筑物。我国公路工程中，加筋土挡土墙主要应用于路基挡土墙、加筋土桥台以及护坡工程
 

  
在公路工程中，常见的加筋土挡土墙形式有下列几种：
(1)单面式加筋土挡土墙(2)双面式加筋土挡土墙，双面式中又分为分离式、交错式以及对拉式加筋土挡土墙；
(3)台阶式加筋土挡土墙(4)无面板加筋墙。
3.1 加筋土挡土墙的特点：
(1) 加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形。在软弱地基上修筑时，由于拉筋在填筑过程中逐层埋设，所以，因填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其它结构物小，地基的处理也较简便。
(2) 组成加筋土的墙面板和拉筋可以预先制作，在现场用机械(或人工)分层填筑。这种装配式的方法，施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期。
(3) 加筋土挡土墙节约占地，造型美观。由于墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。挡土墙的总体布设和墙面板的形式图案可根据周围环境特点和需要进行设计。
(4) 加筋土挡土墙具有一定的柔性，抗振动性强，因此，它也是一种很好的抗振结构物。
(5)加筋土挡土墙造价比较低。与钢筋混凝土挡土墙相比，可减少造价一半左右；与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20％以上。而且，加筋土挡土墙造价的节省随墙高的增加而愈加显著，因此它具有良好的经济效益。
3.2 加筋土挡土墙的基本结构和原理
加筋土挡土墙是由墙面板、填料、筋带结合而成。在加筋土结构中，由填料自重和外力产生的侧压力作用与面板，通过面板上的筋带连续件将此侧压力传递给筋带，企图将筋带从填料中拉出，而筋带材料又被子填料压住，于是填料与筋带之间的摩擦力阻止筋带被拔出。摩擦力将填料和筋带联结起来，组成一合成体，加上墙面板，即形成一重力式挡土墙。
3.3 加筋土挡土墙的材料与构件
（1）筋带
筋带为带状，国内以采用聚丙烯土工带、钢塑复合筋带、钢筋混凝土带为主，国外广泛使用镀锌钢带。对于高等级公路，从工程安全考虑，应选用钢带和钢筋混凝土筋带。
筋带的作用是承受垂直荷载和水平拉力作用，并与填料产生摩擦力，筋带必须具有以下特性，抗拉性能强，不易脆断，蠕变量小，与填料之间的摩擦系数大，具有良好的柔性、耐久性并且经济。
（2）填料
填料是加筋土的主体材料，由它与筋带产生摩擦力。填料应符合土工标准，化学标准和电化学标准。
土工标准包括力学标准和施工标准。规定力学标准是为了使填料和筋带之间能发挥较大摩擦力，以确保结构稳定，力学标准主要是确定填料的计算内摩擦角和填料与筋带间的视摩擦系数。施工标准是确保力学标准的重要条件，主要是确定填料的级配和压实密度。
（3）面板
面板的作用是防止填料侧向挤出及传递土压力。面板设计应满足坚固、美观以及运输与安装方便的要求，国内常用的面板为混凝土或钢筋混凝土预制件。面板的类型主要有十字型、六边型、槽型、L 型及矩形等。
3.4 加筋土挡土墙的计算
为保证加筋土挡土墙在使用过程中发挥应有的作用，设计时应进行内部稳定计算和外部稳定计算。内部稳定计算包括筋带的强度验算和抗拔验算，外部稳定计算包括挡土墙沿基底滑动验算、基底承载力验算、承载地基与墙后土体的整体滑动验算以及必要时的地基沉降量计算。
4、结束语
随着加筋技术的发展以及人们对加筋技术的认知和理解的提高，加筋土更细致的设计与施工规范、标准的出台，加筋土的前景一片光明。加筋材料的生产过程、生产产品的统一化，基于所采用的土壤与加筋材料工程和力学特性相对应的模型而进行加筋土设计，以及严格按照施工技术标准与规范而施工，这样加筋土结构的质量就得到了真正的保证，人们对加筋土工程就有了信心。

参考文献
[1]周志刚,张起森,郑健龙.土工加筋技术在公路铁路工程中应用研究新进展. 长沙交通学院学报.2002-03-30
[2]白晓红.黄仙枝.张苇 加筋土技术在土木工程中的应用 太原理工大学学报2003(5)
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