刚性基础下土工格栅加筋碎石垫层变形特性试验研究

第五节、软土地基处理 1、地质条件及设计处理方案 本合同段不良地质和特殊性岩土，主要是软土，作为地基时应进行地基加固 处理。本合同段软基处理方案主要为碎石垫层+土工格栅等等,具体布置和技术要 求现场施工时参照施工图。 2、材料要求 （1）砂砾料：砂为洁净粗砂，含泥量应小于3%，砂砾的最大粒径不大于53mm。 （2）土工布：用于路基、中央分隔带及土路肩的土工布，其外观要求无断 裂、撕破现象。指标要求见土工布、土工格栅技术指标表。 （3）土工格栅：采用极限抗拉强度大于30kn的双向格栅，采用 igsg30-30/gb/t17689-1999。 （4）碎石：用于路基底部填筑的碎石为未风化的砂砾石或轧制碎石，其最 大粒径不超过5cm，并要求有一定的级配。 3、软基处理的施工方法及注意事项 3.1、原地面整平 (1)、原地面要清除杂草、树根等，进行整平夯实。 (2)、护坡道外侧

通过载荷试验,模拟基础受荷条件下的剪切破坏过程,了解不同类型格栅在增大荷载扩散角,提高承载力,减小地基变形等方面的效果。

通过室内试验研究加筋粘性土的加筋效果,并分析含水率对加筋粘性土的抗剪强度指标的影响,其结论为今后土工格栅加筋粘土在工程中的应用提供理论参考依据。

橡胶砂作为轻质、耗能填料在土木工程中有广泛的应用前景,但其强度往往会随橡胶含量的增大而降低。土工格栅常用于对散体材料的加筋补强,研究土工格栅对橡胶砂强度特性的加筋效应具有重要意义。基于三轴压缩试验,对3种不同格栅布置方式(1、2、3层)下的干燥橡胶砂强度特性展开研究,重点考察加筋层数对不同围压(50、100、200kpa)下、不同配比(0%、10%、20%、30%、40%)橡胶砂的强度参数,如峰值强度、似黏聚力、内摩擦角的影响规律。结果表明:土工格栅加筋橡胶砂的强度参数,包括峰值强度、似黏聚力、内摩擦角,相对于未加筋橡胶砂均有明显提高,提高幅度随土工格栅加筋层数的增加而增大,随着围压的降低而增大；土工格栅对配比为20%橡胶砂的强度加筋效应最为明显；土工格栅加筋橡胶砂的强度参数恢复系数与加筋密度之间呈良好的线性关系；土工格栅加筋橡胶砂的强度特性可由试验所得的经验恢复函数较好地估计。

土工格栅加筋碎石土大型三轴试验研究——在大型三轴仪上进行了素碎石土和加筋碎石土的三轴排水剪切试验，探讨了加筋碎石土的强度及变形特性，分析了塑料土工格栅的加筋机理，为加筋碎石土的理论计算提供了依据。

基础下采用土工格栅加筋砂石垫层,可使基础荷载通过垫层产生应力扩散,均化地基应力,减少不均匀沉降,约束地基的侧向变形,提高地基承载力和稳定性。该地基处理技术施工简单,无污染,适用性强,发展前景广阔。

技术交底记录 交底内容：碎石垫层+土工格栅施工技术交底 一、施工前准备工作 1、机械准备 根据软基处治工程的施工特点和满足本合同段施工试验段的需要，用于碎石垫层主要施工 机械有碎石运输车、推土机、装载机、平地机、压路机、洒水车等设备，数量及型号根据试验 段确定最佳施工机具组合。 2、人员准备 根据施工现场需求，配置现场生产负责人、技术人员、测量负责人、质检负责人、试验负 责人、安全负责人各一人。 3、障碍物的处理及施工便道的畅通 在每段碎石垫层施工以前，要对影响施工的障碍物进行排查，如：高压线、石油管线、电 缆线、光缆线、鸡棚、临时房屋等。督促有关高级工程师部门进行协调、及时搞好拆迁工作； 搞好施工便道的硬化工作，并安排专人负责进行养护，确保全线全天候畅通。 4、材料要求：碎石采用质地坚硬新鲜碎石，粒径为20—50㎜，天然级配针状含量小于15%， 含泥量小于5%；土工格

土工格栅碎石垫层地基处理施工方法 本标段主要软基地基在k1+850-k2+131，全长281米，软土层厚2.7-4.0米, 软土层上覆盖低液限粘土层,层厚1.0-1.3米,下覆坚硬-半坚硬的高液限粘土层, 处理采用浅层处理,即土工布、单向土工格栅+碎石垫层处理。具体工程数量见表 -05《软土路基处理工程数量表》。 表-05软土路基处理工程数量表 序号分项工程单位数量 1土工布m21629.8 2单向土工格栅m228927.5 3双向土工格栅m22585.2 4土工格室m2588.7 5碎石垫层m36221.7 测量放样：依据设计文件规定的尺寸放出路堤坡脚线，并埋设标志杆。 基底处理：在路基两侧挖排水沟以降低地下水位，依据设计图清除淤泥式杂 草，并按《公路路基施工规范》严格压实，并按设计文件要求进行碎石回填处理

技术交底记录 工程名称 新建吉林至珲春铁路工程 敦化站改工程 部位dk154+020~dk155+300 交底项目土工格栅及碎石垫层 图纸名称、 图号 吉珲施路-100-1 1、工期及主要工作量；构造、尺寸、限界要求； 碎石垫层0.5米厚，碎石粒径20~50㎜，含泥量不大于5%。 土工格栅抗拉强度100kn/m、300kn/m 2、主要设备、材料、构件的型号、规格和质量要求（包括下料单名称编号） 采用挖掘机清淤换填，翻斗车运料，压路机夯实。 采用的碎石必须经试验合格后方可进行填筑。 土工格栅下垫层要平整，不得有石块或尖石。 土工格栅材料进场后应妥善保管，防止损坏；严禁在阳光下暴晒。 3、技术要求和质量标准： 见附页。 4、施工程序、主要施工方法和安全措施注意事项（包括“施工工艺”项目、“单项作业标准” 项目、代号） 见附页。 附图 见附页。 交

软土地基承载力低,稳定性差,设计与施工中处治措施不当会导致路基沉降,破坏道路结构。在某高速公路软基处理中,采用土工格栅复合碎石垫层的处治方法,通过对处治后的路基进行沉降观测,达到了预期的效果,可以为施工一线提供一定的经验参考。

技术交底记录 （编号:） 建设项目：濮范高速公路工程承包单位：核工业西北工程建设总公司 合同号：no.8监理单位：江苏伟信工程咨询有限公司 工程名称碎石垫层+土工格栅软基处理日期 交底内容：碎石垫层+土工格栅施工技术交底 一、施工前准备工作 1、机械准备 根据软基处治工程的施工特点和满足本合同段施工试验段的需要， 用于碎石垫层主要施工机械有碎石运输车、推土机、装载机、平地机、 压路机、洒水车等设备，数量及型号根据试验段确定最佳施工机具组合。 2、人员准备 根据施工现场需求，配置现场生产负责人、技术人员、测量、质检、 试验、安全工程师各一人。 3、障碍物的处理及施工便道的畅通 在每段碎石垫层施工以前，要对影响施工的障碍物进行排查，如： 高压线、石油管线、电缆线、光缆线、鸡棚、临时房屋等

软土地基承载力低，稳定性差，设计与施工中处治措施不当会导致路基沉降，破坏道路结构。在某高速公路软基处理中，采用土工格栅复合碎石垫层的处治方法，通过对处治后的路基进行沉降观测，达到了预期的效果，可以为施工一线提供一定的经验参考。

土工格栅的蠕变影响其在工程中的应用。针对此问题,本文进行了土工格栅的蠕变试验,并得到不同设计年限下的蠕变强度折减系数。试验结果表明：在低应力比条件下,土工格栅应变随时间的增加而增长,逐渐变缓,最后趋于稳定;在高应力比条件下,土工格栅的应变随时间的增加而增长,直至断裂;试样所受到的应力比越大,相同时间内产生的应变越大;达到同样大小的应变值,较低的应变比条件下所需时间长,较高的应变比所需的时间少;土工格栅在应力松弛状态中,保持应变不变时,荷载随着时间的增加而逐渐减小。

土工格栅的蠕变影响其在工程中的应用。针对此问题,本文进行了土工格栅的蠕变试验,并得到不同设计年限下的蠕变强度折减系数。试验结果表明:在低应力比条件下,土工格栅应变随时间的增加而增长,逐渐变缓,最后趋于稳定；在高应力比条件下,土工格栅的应变随时间的增加而增长,直至断裂；试样所受到的应力比越大,相同时间内产生的应变越大；达到同样大小的应变值,较低的应变比条件下所需时间长,较高的应变比所需的时间少；土工格栅在应力松弛状态中,保持应变不变时,荷载随着时间的增加而逐渐减小。

加筋土技术已在公路、水运、铁道、水利等工程中广泛采用。加筋材料在工程中的蠕变性及耐久性问题一直是人们关注的重要问题。通过对土工格栅的系列变形试验,得出土工格栅长期荷载作用下的变形特征,即变形率与时间呈对数关系,与应力大小呈“s”曲线关系,为加筋土结构设计计算和加筋材料在工程上的应用提供重要参考。

土工格栅与土的界面作用特性直接影响着加筋土挡墙的安全与稳定性。因此,土工格栅与填料的界面技术指标在加筋土挡墙的设计中至关重要。本文在从试验方法、加载方式、试验箱侧壁边界效应和尺寸效应、填料厚度、压实度以及筋材夹持状况等几方面分析土工格栅界面摩擦特性影响因素基础上,进行了土工格栅在砂砾料和粘性土中的拉拔试验和直剪试验。试验结果表明:土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低;对于加筋土挡墙拉拔力较大的层位,应选用刚度大的土工格栅和砂砾料为填料。直剪摩擦试验不适合确定土工格栅接触面的抗剪强度。该试验结果对土工格栅加筋土挡土墙的设计具有重要的参考价值。

土工格栅的蠕变影响其在工程中的应用。针对此问题,本文进行了土工格栅的蠕变试验,并得到不同设计年限下的蠕变强度折减系数。试验结果表明：在低应力比条件下,土工格栅应变随时间的增加而增长,逐渐变缓,最后趋于稳定;在高应力比条件下,土工格栅的应变随时间的增加而增长,直至断裂;试样所受到的应力比越大,相同时间内产生的应变越大;达到同样大小的应变值,较低的应变比条件下所需时间长,较高的应变比所需的时间少;土工格栅在应力松弛状态中,保持应变不变时,荷载随着时间的增加而逐渐减小。

通过对具有不同含水率、不同土工格栅加筋层的粘土进行了三轴压缩试验,测定了土工格栅加筋土体的抗剪强度指标。分析了土工格栅加筋粘土体的内摩擦角和粘聚力随含水率、加筋层的变化规律,得出了有土工格栅加筋粘土的重要结论。

土工格栅加筋膨胀土路堤或路堑、渠坡已在公路、铁路与水利工程中获得成功应用,但目前对加筋膨胀土的强度与变形特性的研究还较少。对不同方案加筋(水平1层加筋、水平3层加筋、竖向加筋)与不加筋的膨胀土样在不同围压下的三轴排水剪切试验结果的分析表明,(1)土工格栅加筋膨胀土形成排水通道,加速土体的排水固结,有利于膨胀土坡的稳定;(2)土工格栅加筋膨胀土一般呈应变硬化特征;(3)土工格栅的植入使剪切带的发展受到抑制,导致破坏模式变化;(4)加筋使膨胀土的内摩擦角变化不大,而黏聚力则有明显提高,其提高程度从小到大依次为水平1层加筋、水平3层加筋和竖向加筋;(5)采用加筋效果系数r评价,除了水平1层加筋方式的效果有所降低外,其余加筋方式都表现出加筋比不加筋的效果要好,其中以竖向加筋的效果最好。

粉质混合碎石土中土工格栅拉拔阻力特性试验研究——土工格栅凭借其良好的加筋特性，在大型土工结构中得到了广泛的应用。然而土工格栅在粉土中的加筋效果并不理想。通过室内大尺寸土工格栅拉拔试验，针对不同的法向荷载和粉土中不同的碎石含量，对土工格栅受拉时...

土工格栅凭借其良好的加筋特性,在大型土工结构中得到了广泛的应用。然而土工格栅在粉土中的加筋效果并不理想。通过室内大尺寸土工格栅拉拔试验,针对不同的法向荷载和粉土中不同的碎石含量,对土工格栅受拉时的拉拔阻力特性进行了对比试验。结果发现:单纯提高法向荷载来增加格栅表面的摩擦剪切阻力的方法并不适用。在粉土中加入大粒径碎石,可以提高格栅横肋的被动阻力,但在竖向荷载较小的情况下,反而降低了格栅的整体拉拔阻力;而施加适当的法向荷载,抑制土体的剪胀效应,格栅整体拉拔力则得到了显著增强。该试验结果对土工加筋结构的设计具有一定的参考价值。

为探究荷载作用下软土地基直接拼接拓宽路堤受力和变形特征,利用自行设计制造的模型试验系统,通过改变软土地基差异沉降、土工格栅加铺层数对软土地基高速公路直接拼接路堤进行一系列模型试验,研究各种工况下旧路与新拓宽路堤土中应力变化。试验结果表明,拓宽路堤在荷载作用下新旧路各断面土中竖向应力随着荷载的增大而增大,受路堤填土边坡与下伏地基侧向约束条件的影响,荷载作用下土中竖向应力在填土路堤与地基内沿深度方向呈现先减小、后增大、再减小的分布特征；软土地基拓宽路堤差异沉降对新旧路结合部位土中竖向应力影响较大,土中竖向应力随着差异沉降增大而增大；旧路范围内土中竖向应力受差异沉降的影响不大；在拓宽路堤填土的顶部和底部各布设一层土工格栅加筋层时可明显减小路堤土中竖向应力和路堤沉降:相同荷载作用下对比无加筋路堤,铺设2层土工格栅加筋路堤的顶面沉降最大可以减少62%,土工格栅加筋对软土地基拓宽路堤沉降有较好的控制作用。