郑 小 峰

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西 太原 030006)

土工格栅在陡坡路堤施工中的应用

郑 小 峰

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西 太原 030006)

从土工格栅加筋土的性能和机理出发，详细介绍了土工格栅加筋土结构的设计要点及其施工工艺和流程，指出将土工格栅应用于陡坡路堤施工，有利于降低土地占用，提高工程效益。

土工格栅，陡坡路堤，加筋土，施工

土工合成材料是应用于岩土工程和土木工程中合成材料的总称。土工格栅是一种路用性能优越的土工合成材料，由聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，具有较高的抗拉强度及耐蠕变等特性，较强的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化性能，用途广泛，可用于路基加固、挡墙堤坝、飞行跑道等。将土工格栅加筋土结构应用于陡坡路堤，不仅降低工程成本，还可以将斜坡加固回到自然的状态，对环境影响很小。

1 土工格栅加筋土

几个世纪前，人类发展了加筋土的概念，就是在土中植入一些“加筋材”，以达到改善其技术特性的目的。例如建于2000多年前的长城，在许多地方用柳枝作粘土和砾石的“加筋材”。但原始的用于加筋的自然材料具有寿命有限，技术特性差异大且不容易控制的问题，随着材料技术的发展，20世纪60年代Henri Vidal提出现代加筋土理论后该技术得到了快速发展，加筋土也被评价为继钢筋混凝土之后又一造福人类的复合材料。20世纪80年代初塑料拉伸土工格栅引入加筋土工程之后，加筋效果更加明显，将其作为加筋土坡(墙)使用，比用自然材料更为可靠、安全、快速和经济。土工格栅加筋结构常用于永久性工程中，故了解土工格栅加筋土的性能是至关重要的。土工格栅加筋土是由抗压和抗剪切的土及抗拉的加筋材土工格栅组成的复合体，类似混凝土和钢筋组成的钢筋混凝土。公路和铁路路堤通常是高大的土工结构，需要大量的填土和占地，一般需要很陡的坡，造成填料及其运输费和土地占用费过高，使用混凝土结构的造价很高，又不利于环境。因此，利用土工格栅加筋土技术，把路堤坡度设计更陡或利用低品质的填料等方法大大降低工程造价，同时满足各种表面荷载，动荷载，地震荷载，利用几乎所有类型的原地土作为填料，大大节省工程费和时间，与传统未加筋的结构相比，可以节省50%的填料和50%甚至更大的占地面积，对环境影响很小。

在陡坡路堤施工中使用土工格栅加筋土(墙)不需要特殊地基处理；在加筋土结构的加筋土范围内进行，不需要使用专用的施工机械，可以减少施工场地占用，避免影响交通和干扰其他的活动。经过国内外工程实践证明，在陡坡路堤使用土工格栅加筋结构具有耐久、可靠、造价低、抗地震和动荷等特点。

2 土工格栅加筋土结构的机理

土工格栅加筋土的加筋效果与土体受力变形条件密切相关，只有当界面发生不均匀变形(沉降)，格栅与土结合面产生相对位移时，加筋才能发挥作用。土工格栅加筋土结构是基于土工格栅的网孔结构对土的嵌固与咬合作用(见图1)。在垂直荷载的作用下，土工格栅在产生拉伸应力的同时，对土体产生一种侧向约束力，使复合土体具有较高的抗剪强度和变形模量。同时，高弹性的土工格栅在受力后将产生垂直应力，抵消部分荷载，另外，在垂直荷载的作用下地面的沉降引起两侧土体的隆起后侧移，使土工格栅产生拉应力，阻止土体的隆起或侧移。在这种结构下，土工格栅加筋土对控制不均匀沉降的效果就十分明显。

3 在陡坡路堤施工中的应用

由于受场地限制，在陡坡路堤施工中，可沿堤身在坡体内或整个土堤内成层铺设土工格栅加筋层(见图2)，形成加筋土堤(坡)。土工格栅加筋土结构用于永久性工程中，设计寿命甚至超过100年。因此，合理的设计和严格的施工要求是至关重要的。

3.1 土工格栅结构设计

土工格栅加筋土结构能适应地基的变形，加筋土结构具有的弹性使其对地基的承载力要求不高，则重力或底部的固定作用不再只受推力，由于土工格栅和泥土之间的摩擦阻力作用，使得面板能承受很大的动态和静态负荷。国内外工程实例表明，使用土工格栅加筋土技术，坡表面可以植被，从而减少后期维护费用；土工格栅较高的抗拉强度和连续的板状开口结构，使其可以固定面板并均匀的加固泥土内部，坡度可以大于80°，可更少的占用土地。综合来说，比不使用加筋可降低30%的造价。

土工格栅加筋土应用于陡坡路堤，主要有以下几种：

1)护面墙(见图3)，由于环境或者安全的要求，要求面墙能够盖住陡峭的岩石或悬崖。一般来讲，这种墙受到的回填土的水平压力很小或为零，但必须能够承受被支挡物对墙的推力。

2)护坡墙(见图4)，必须支撑顶部斜坡的永久荷载，所承受的土压力通常比护面墙要大得多。

3)挡土墙(见图5)，要承受静态和动态荷载。

在设计护面墙、护坡墙及挡土墙时，需要考虑选用的填土和施工场地及进度、美观和造价等问题，土工格栅加筋结构设计和施工可以满足大多数结构设计要求以及表面装饰的需要。墙表面可以植被，也可以用混凝土砖或其他的刚性墙面，或者满足表面装饰和施工方法以及所有附加设计细节要求的方案。

3.2 土工格栅加筋土施工

以典型的土工格栅加筋土结构为例(见图2)，说明土工格栅加筋结构在陡坡路堤中的施工工艺及流程。

1)施工准备。即将地基平整压实及时找平。当地面纵横向坡度陡于1∶5时，则需要开挖横坡台阶，宽度不小于1 m，内倾斜2%～4%。同时，按工程要求剪切土工格栅，准备一定形状的模板、骑马钉和捆绑线。2)铺摊垫层。地基开挖平整压实后铺设30 cm厚的砂砾垫层并应及时找平，表面局部允许高度差不得大于10 cm。同时，把钢丝模板联结在一起。3)铺摊格栅。水平铺设土工格栅加筋层，垂直于坡面，用U形骑马钉固定在模板的内侧，留下在模板外侧的土工格栅。留下的土工格栅长度应为设计的反包长度。4)铺垫草席。根据工程设计坡角，在模板上固定金属钉，放置草席在土工格栅内坡面一端表面。5)填土压实。在土

工格栅上摊铺填土，每300 mm分层压实，碾压设备沿路堤纵向行驶，由两端向路中心碾压，严禁出现反向顺序和横向行驶碾压；严格按设计规定、《公路路基施工技术规范》《公路土工合成材料应用技术规范》保证碾压遍数，使路基有较好的压实度(压实度为95%的标准葡氏度)。靠近斜坡的位置，使用手动碾子或者人工夯实。6)回折格栅。把预先留在模板上的土工格栅回折包裹，用U形骑马钉固定。7)铺筑下一层。铺摊下层时，把模板取下，重复以上2)～6)阶段作业，直到完成作业为止。需注意在进行下一层铺筑前，上一碾压层必须进行压实度检查，直到合格为止。8)完工结束。为更好的压实和保护表面侵蚀，格栅必须与混凝土砖面结合在一起。同时，喷水撒播坡面最后一层草席，以保证草籽种子的正常生长。

4 结语

合理的设计及严格的施工质量是保证加筋陡坡路堤成功的关键。将土工格栅应用于陡坡路堤施工，利用土工格栅整体结构性强、节点强度高、高抗拉强度及耐蠕变性能好的优势，对于减少占用的施工场地，节省工时，避免影响交通和干扰人们其他的活动，提高工程综合效益具有重要意义。

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[4] 郑二阳.生态土工格栅加筋挡土墙在实际工程中的应用[J].企业技术开发，2013(2)：109-110.

Application of geogrid in steep embankment construction

Zheng Xiaofeng

(ShanxiHighwayBridge1stEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Starting from geogrid reinforced earth performance and mechanism, the paper introduces the design key points and construction craft, procedures of geogrid reinforced earth structure, and finally points out its application advantages, such as reducing land utilization and improving engineering benefits.

geogrid, steep embankment, reinforced earth, construction

1009-6825(2015)02-0138-02

2014-07-03

郑小峰(1977- )，男，工程师

U416.12

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