处治路基不均匀沉降中土工格室的应用

摘要：公路的路基沉降是不可避免的情况，但是其不均匀的沉降是可同人工措施进行限制的。尤其是在筑路过程中遇到软土或者旧路改造的时候，就可以采用相应的方式对其不均匀沉降进行处治，其中土工格室的工艺，通过其形成的柔性结构层，从某种程度上抵消了产生不均匀沉降的横向和纵向载荷，是一种较为合理而高效的方式。

关键词：不均匀沉降处理沉降原因处理机理处理工艺

一、引言：

公路的路基是公路正常运行的重要基础，其质量的优劣将直接影响到公路的整体质量和使用效果。而且公路的改扩建工程也常常会涉及到对路面的进一步调整，此时路基沉降的影响也就摆在了技术人员的面前。

近几年，应用土工合成材料来处理路基出现的不均匀沉降已经成为了技术人员灌注的热点，但是其形式多为土工格栅、土工网等。此种方式在上个世纪80年代出现，是一种土工合成材料，是一种高分子聚合物宽条带经线的强力焊接而成型的三维网状结构，在格室中填充沙土、碎石、黏土等材料，可以构成具有较强的侧向限制和一定刚度的柔性结构层，可以有效的弥补地基沉降而引起的固结，达到消除路基不均匀的效果。

二、路基不均匀沉降的具体情况

在路基的沉降变形中有两种情况，包括路基土受到压缩后变形而形成的；也有地基沉降的情况。

1、路基压缩沉降

公路基础的回填土是一种刚度较小的非线性材料，其在后期载荷的作用下会出现较大幅度的变形，变形包括了弹性变形和塑性变形，其中塑性变形是在重复载荷的作用下不断累计而形成的，同时路堤的压缩变形也会出现固结现象，根据对公路路基的观测，当路基的压实度为95%的时候，每米填土后的沉降为1cm。

路基回填土在压实的过程中，因为受到实际条件的限制、施工质量影响、施工速度的影响，尤其是高路堤公路的施工中，这些因素都会影响公路基础的压实度，在压实不足的区域就会在土体自重和重复载荷的作用下而产生差异化的压缩变形，从而导致路基出现纵横向的裂缝。

其次，在施工过程中对填料和级配的选择和使用不能进行有效的控制，因此回填材料的差异较大。如果回填材料的性质差异较大，特别是回填土中有膨胀性物质，在路基排水系统不能有效排水的时候，还会出现路面隆起的现象。

最后，路基两侧因为所承受的应力差异往往也会导致不均匀的沉降，半填半挖的路基和旧路拓宽的工程中，通常会因为路基两侧的历史性应力差异而导致不均匀沉降，使得路基在自重和附近载荷的作用下产生不一致的形变。

2、地基的固结引起沉降

如果地基存在软土层，其在固结的过程中往往会产生较大的形变，此种形变是导致大范围沉降和均匀沉降的主要因素。此种情况造成路基的不均匀沉降甚至会导致路面的损坏。

另外，在一些地表水和地下水自然排泄困难的区域，一些不属于软土的基础因为设计时没有对此种情况进行预计和处理，在施工中也没有进行压载等处理，在完工后，自然降水渗入地基，而聚集导致路基出现不均匀沉降。

对软土基层的处理主要是利用各种地基处理的方法进行加固和防治，受到施工进度和其他因素的影响，软土基础的处理往往不能完全达到其设计的效果，工程完成后的沉降是不可避免的，只是尽量控制在一定范围。

三、土工格室对公路进行加固的作用原理

土工格室主是通过外部土工构件与填充物形成相互的作用来形成，具有强大的侧向应力和较大的刚度的柔性结构层，其作用的具体体现有：土工格室的侧向约束力作用，是一种网兜的效应，土工格室的摩擦作用于其他平面结构的加固形式相比有几个优势：1、平铺加筋后，加筋体只是筋材料本身。2、平铺加筋的抗拉性能可以通过内部结构与外部土层的摩擦力而发挥作用，而格室筋材是通过对内部填料的膨胀性限制而形成的，因此能够利用筋材料提高抗拉性能。3、对格室的整体而言，土筋的摩擦系数就是回填材料本身的摩擦系数，所以可以提供比平铺加筋措施更大的粘着性强度。

因为土工格室可以对填料提高更大的侧向约束力，因此格式侧壁与填料共同产生向上的摩擦支撑力，从而形成了一个可以抵御较大弯度和剪切力的复合体。此种复合体可以对应力进行隔离和错位传递，从而会形成一种柔性的过渡和调节路基所产生的不均匀沉降。其对具备载荷的网兜效应和是的载荷分布更加的均匀，而降低某个地区超载沉降的形成。土工格室的加筋作用减小了土体中竖向应力和剪切力，增加了路基的相对稳定，从而可以消除路基不均匀沉降。

四、土工格室的具体应用

1、土工格室的形式

土工格室是一种柔性结构，通常的不是方式应当按照其特性进行，路基填方的路段进行满铺，挖方段伸入在1-2m，同时按照路基填高和地基的情况，可以增加1-2层的土工格室，间距控制在1m。土工格室材料的规格为：格室片材1.25mm，高15cm，焊距40cm，产品布置后为4×5m的方阵，相邻格室采用专用的构件连接。

2、施工工艺

1）进行下承层的平整。当路基填筑值标准高度的时候，应当按照设计对路基的下承层进行平整，然后在挖方修筑成为1-2m宽的台阶，做好土工格室的铺设准备。2）铺设，铺设前应当两人一组，利用合页式的插销连接件将相邻的格室块连接起来，按照展开的方向直至完成全部处理位置的铺设，然后人工将其拉开，值规定尺寸，利用钢钎固定。3）回填材料，此过程应遵循先外后内的原则，依次从外向内的用设备将事前准备好的回填料推入到格室中，并进行初步平整。格室回填料可以使用筑路的回填材料，最大粒径控制在5cm内，格室填料虚填的厚度应在20-30cm。格室未经填料不得让设备从上面通过。4）平整和碾压。利用人工挂线,进行精确整平。整平后按路基施工规范进行碾压,依据原路基填料的碾压遍数进行碾压合格为止,严禁使用羊足碾进行碾压。