安徽省建设监理有限公司 安徽合肥 230022
摘要：本文通过对采用土工格栅加筋碎石对城市道路软基进行处理分析，碎石层的排水作用有利于城市道路降低路面标高，可有效控制路基的工后沉降量。此方法可在城市软土路基处理时推广使用。
关键词：道路施工；加筋碎石处理；软土路基处理
引言
城市道路承担着城市交通任务，一旦城市道路路面出现严重问题，则会导致交通效率下降，甚至会引发严重的交通事故。在一些城市道路施工中面临着软土路基问题，软土路基处理效果与质量，直接影响着城市道路施工的整体质量。基于此，考虑城市道路低路堤、施工条件有限与施工工期紧张等问题，引入加筋碎石处理方式，在特殊路段，如局部高路堤或桥头高填方位置则采取粉喷桩进行路基处理，结合某城市道路，研究加筋碎石在城市道路软土路基处理中的实践应用及其施工工艺，以切实实现预期处理效果，保障城市道路交通通畅。
1 某城市软土性质分析
某城市地势较为低洼，城市周边路基多表现为软土用地，随着城市规模的扩大，软土区域逐渐纳入到城市用地，需要在软土地基上进行城市道路修建。而软土路基处理质量直接关系着道路路面质量与道路运行质量，为此，需要综合考虑城市道路实际，以就地取材、缩短工期与降低成本为原则，对城市道路软土地基采取清淤换填土工格栅加筋碎石的方式进行处理，以切实提高城市道路承载力，避免路基出现不均匀沉降问题。
具体分析该区域软土特性，由上而下为耕表土、薄层粘土与淤泥质土，其中耕表土层厚度为0.5-0.6m，表现为灰褐色与黄色，松软程度较高，存在着一定植物根茎；黏土层厚度在0.5-2.0m之间，表现为黄褐色，具备较强的软塑性，平均承载能力在150kPa左右，压缩模量为6Mpa；淤泥质土层厚度一般为10m左右，最大值为20m，层厚变化相对显著，土层中蕴含大量水分，具备软塑性与流塑性，平均承载是能力在70kPa左右，压缩模量为3Mpa；属于较为典型的软土地基。
2 城市道路软土路基处理中加筋碎石的运用分析
在城市道路路基处理时，还需要关注道路排水设施问题与城市道路两侧建筑问题，在竖向设计上，城市道路需要与城市设计与区域地形相结合，且要求城市道路稍低于道路两侧路面。在进行城市道路软土路基处理时，在原则上要求一般路段道路路面应保持地面以下，从而降低高路堤引起的附加压缩沉降。进行道路软土路基处理的方式较多，然而在城市道路环境下，还需要综合考虑低路堤特征、施工条件限制、施工工期及周围建筑物影响等问题，综合考虑技术条件、经济因素与工期因素，最终在该城市道路软土地地基处理中选择应用土工格栅加筋碎石处理方式，在局部高路堤位置与桥头高填方位置采取粉喷桩方式进行路基处理。综合城市道路设计，最终确定软土地基设计方案，具体参数如下表所示：
表1 城市道路机动车道结构设计参数表
在非机动车道路设计中，其级配碎石层厚度控制在0.3-0.5m。此外，为了避免地下水进入到道路基层，及时进行地下水排出，是需要在车道分隔带位置进行纵向排水盲沟设置，盲沟设置位置应处于机动车道下级配碎石层外侧，从而确保机动车道中下水能够快速排至盲沟。以间隔10m的标准，横向进行PVC管设置，[VC管直径选择为75cm，通过PVC管将非机动车道与人行道路基下地下水顺利排至盲沟，以间隔30m的标准，在纵向盲沟横向位置进行集水井配置，集水井则与雨水井进行连接，其连接则是通过两根直径为100cmPVC管道来实现的，集水井所收集到的水经PVC管进入雨水井中，通过雨水井管道实现排放。在设计上，桩号级配碎石层底标高一般要比其盲沟底标高高出0.3m。在城市道路软土路基处理时采取加筋碎石处理方法，路基稳定性良好，路基处理对两侧物及管线影响偏低。
3 土工格栅加筋碎石处理软土路基的作用机理分析
3.1 土工格栅
土工格栅作为一种高强度的土工合成材料，具有抗变形模量大、抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化、与土颗粒间摩擦系数大、连锁作用强的特点。将土工格栅置于土体内，运用填料在网格内的互锁力，增加它们之间的摩擦，作为软基处理的加固加强材料，能充分利用其约束作用、扩散应力作用，增加土的抗剪强度，增强地基承载能力，改善土体整体受力条件，有效分配荷载，控制地基的不均匀变形，提高填料的稳定性和承载能力。根据土工加筋材料治理软土地基工程的设计要求，选择的筋材应满足高拉伸模量的要求，以增加土的抗剪强度、抗拉强度和整体性。
3.2 土工格栅加筋碎石处理软基的作用机理分析
3.2.1置换作用
用土工格栅加筋碎石层置换原有路基的软土，可起到置换作用，达到提高地基强度的目的。
3.2.2加强作用
土工格栅加筋碎石用于道路软基处理，其加筋碎石层作为道路路基的持力层，其中的土工格栅起着承受土体产生的侧向压力的作用，同时碎石填料借助于加筋物件来保证稳定。未加筋的土体在竖向荷载的作用下，产生变形和侧向膨胀。随着荷载加大，侧向膨胀也越来越大，最终破坏。加筋在受到相同的竖向压力时，由于受到土工格栅孔眼对填料的咬合和嵌固作用，使得土体的侧向膨胀拉力传递给拉筋。侧向膨胀拉力受到制约，相当于从侧向给土体一个静止压力，阻止了土的侧向位移。土工格栅加筋碎石层可增加路基的抗剪强度、抗拉强度和整体性，由于加筋材料的约束作用，扩散应力作用，使加筋碎石层具有一定的刚度，因而可以调整基底应力，有效地提高地基承载力，减少路基沉降量，控制地基不均匀变形，防止路基边坡失稳，提高路基的稳定性。
3.2.3排水和隔离作用
土工格栅加筋碎石层不仅具有置换、补强的作用，还能起到反滤、排水和隔离的作用，使得地下水进入碎石层，通过收集管道和盲沟排放到排水管网，防止地下水侵蚀道路基层。这方面的作用对保护路基也非常有意义。
3.3 处理深度的确定
根据路基在自重和荷载作用下的受力状况，车辆荷载和路基自重产生的应力比值随路基深度的增加而减小，当达到一定深度时，车辆荷载对路基的影响甚微，产生的附加沉降变形可以忽略。软土地基影响深度一般按车辆荷载产生的附加应力为自重应力的10%计算。对于软土地基，采用同比重的材料置换工作区范围的软土，只要置换材料自身在荷载作用下不产生永久变形（处于弹性阶段），则路基就不会产生沉降变形。实际上，由于路基路面不是匀质体，基层和路面的刚度和材料的容重均较路基大，路基实际工作区的深度随置换材料包括路面的强度和厚度的增加而减小。路基实际工作区的深度可根据实际使用的材料的弹性模量和层厚进行当量换算。实际路基处理深度应大于换算工作区的深度。根据多年实践，一般软土层在路床下0~80cm，换填碎石达50~60cm 即可，在80~150cm 换填碎石达30~40cm 即可。
结束语
通过几年来的软基处理应用实践表明, 采用土工格栅加筋碎石对城市道路软基进行处理, 具有施工工序少、施工速度快、工程费用低、处理效果好的优点。土工格栅加筋碎石层具有置换、补强、排水和隔离的作用, 可有效地增强地基的承载力和稳定性,控制软土路基的不均匀变形。碎石层的排水作用有利于城市道路降低路面标高, 可有效控制路基的工后沉降量。
参考文献
[1]蒋建清,杨果林.格宾网加筋红层软岩土石混填路堤力学行为的现场测试与数值模拟[J].岩土力学.2016(01)
[2]陈祖煜,章吟秋,宗露丹,韩黎明,詹成明.加筋土边坡稳定分析安全判据和标准研究[J].中国公路学报.2016(09)
[3]何杰,孟森松,饶迁根,王亚涛,汤磊华.软土地基上加筋碎石垫层工作性状试验研究[J].湖南工业大学学报.2014(05)
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/18
标签：路基论文; 碎石论文; 城市道路论文; 土工论文; 格栅论文; 土路论文; 作用论文; 《基层建设》2017年第32期论文;