文档介绍：浅谈土工材料加筋在软土路基处理中的应用
万华柱杜振忠丘伟浩
(玉林至铁山港高速公路№2合同段)
摘要:简述土工合成材料在高速公路软基处理中的作用机理、实用计算和施工要点。
关键词:软土地基土工合成材料加筋
土工合成材料加筋软土路基具有施工简单、工期短、效果显著的特点。从20世纪70年代就开始试用于公路的软基处理,随着科技的发展,土工合成材料的抗撕裂、耐久等方面的性能越来越好,所以90年代此法开始广泛应用,但在广西,这种加筋法仍属一种较新的软基处理方法,应加大技术推广力度。
加筋法处治是在路堤底部铺设土工合成材料,以加强路堤抵抗地基不均匀沉降的能力。主要适用于软土厚度较小、分布范围较广(>100m)的路段。软土厚度小于3m,其下为稍密~中密状卵砾石层或基岩,分布于开阔的冲积阶地或剥蚀残积准平原中,连续分布长度大于150m,可用此法处治。加筋法可避免大面积的换填,处理效果较好,且利于环保。
由受力计算可知,筋带越靠下部对稳定性的贡献越大,这就是《公路土工合成材料应用技术规范》(JTJ/T 019—98)“土工合成材料应尽量设置于路堤底部”的原因;同时为了路堤排水条件良好和避免材料受不良化学物质贩侵蚀,“材料不宜直接设置在原地面上”,因此加筋处理软基最好采用:土工布+砂砾垫层+土工格栅(室)的形式。
当路堤受到竖向荷载时会作竖向位移,在土工合成材料就会产生一个轴向拉力,通过土工合成材料与软土地基的界面摩擦,对软地基施加了一个与轴向拉力同向的侧向约束力,限制了土体的侧向变形,均化了地基应力的分布,限制了软土基的不均匀沉降,从而提高了软土基的承载力。
:
,可以扩散土体的应力,传递拉应力,增加土体与筋材之间的摩阻力,限制土体的侧向位移,提高土体的稳定性。
,以免粒料挤入软地基中而加大了沉降;同时其过滤了渗透上来的地下水中携带的泥浆成分,避免其污染了砂粒垫层,削减了砂粒间的咬合作用。这些保证了垫层的构造作用。
土工合成材料加筋路堤的稳定性包括地基与堤身的整体稳定性、堤身稳定性、平面滑动稳定性。各项稳定性的安全系数相关规范要求。如地基为软基时,稳定安全系数应满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ 017)的有关规定。在各项稳定性验算时,均应考虑车辆荷载,车辆荷载应根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ 017)规定的方法计算。
,采用下式所示的圆弧条分法进行计算,且在计算时应假设若干个穿越地基土的滑弧,以求得安全系数最小值和相应的临界滑动面。
式中:Wi—第i土条重(KN/m);
Cqi、￠qi—土条i条底土体粘聚力(KPa)和内摩擦角(O),由直剪快剪试验确定;
TGCj—第j土条所受地震水平力(KN/m),按《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004)计算。
其余符号意义如下图所示
路堤稳定性计算图示
,亦采用上式计算,此时不考虑地震力;在计算时应在堤身范