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加筋膨胀土工程应用简介
【字体: 】  【发布日期:2022-06-01 17:26】  【来源:中国土工合成材料工程协会】  【作者:中国土工合成材料工程协会】
一、引言
  膨胀土属于特殊土的一种,一般呈红、黄、褐灰白等不同颜色,主要成分为强亲水性粘土矿物蒙脱石及其混层矿物,具有明显的超固结性、裂隙性、胀缩性且反复变形特性。膨胀土分布广泛,在世界六大洲40多个国家都有分布。我国是世界上分布较广、面积较大的国家之一,先后在20多个省市自治区发现膨胀土。由于膨胀土自身的膨胀特性使其无法直接用于工程填筑。因此,实际工程中多对膨胀土进行改性处理,其中采用加筋处理膨胀土的方法不失为一种有效处理膨胀土的好方法。
  加筋改良膨胀土所用的土工合成材料样式种类丰富,具有强度高、耐腐蚀等多个优点,能适应大多工况。在膨胀土路基工程中常见的加筋材料有土工格栅、土工布等,通常按一定的铺设间距铺设,随着筋材上层的土体的不断填筑使得筋材受力张拉,产生应力膜效应,从而抑制膨胀土的膨胀特性,提高路基整体稳定性,减少不均匀沉降。
二、常德一张家界高速公路工程应用
  在常德一张家界高速公路工程中对其膨胀土路堤分别采取了两布一膜土工布与土工格栅加筋处理膨胀土的2种改良方法。其中,两布一膜的铺设方法为:先铺10cm的砂垫层,然后在其上铺两布一膜土工膜,采用全断面铺设,但两侧不能暴露于路基边坡外,铺设时应使其平整无褶。连接时采用焊接或采用搭接方式,搭接宽度不小于30cm,搭接时应使高端压在低端上,并保证土工膜横坡为3-4%,再在土工膜上铺一层10cm的砂保护层,布设图如图1所示。
  土工格栅的铺设方法为:沿横断面方向自路基边缘往中心线5m范围内,每两层填土铺一层土工格栅。铺土工格栅时,用一排带钩的钢筋拉住网格端部,沿路中线方向人工张紧至格栅产生1-2%的伸长,用“U”型钉将格栅固定在路基上,“U”型钉间距为1m,两幅格栅搭接宽度为20cm,并用“U”型钉固定在路基上,布设图如图2所示。

图1 土工布铺设图          图2 土工格栅铺设图
 
广西南宁某膨胀土路堑边坡工程应用
  在广西南宁某膨胀土路堑边坡,依据以柔制胀的原则,采用土工袋、土工格栅的加筋护坡结构。土工袋护坡技术是指将大气影响范围内的裂隙膨胀土挖除后装入土工袋内,然后按一定排列形式堆垒成一个防护膨胀土边坡的柔性结构的技术,该技术的优点是就地取材,施工简单,成本低廉。图3所示为该膨胀土路堑边坡的土工袋护坡现场图。若结构整体稳定性不足,则可每隔5-6层铺设1层土工格栅反包土工袋,如图4所示。土工格栅每隔0.5m铺设一层,铺设时要用“U”型钉锚固,同时预留长度不小于1.5m的反包段,分层反包压实膨胀土,形成一个柔性边坡,该结构整体稳定性较高。当膨胀土发生膨胀变形时,土工格栅因其良好的柔性变形性能,可包容膨胀土的膨胀变形,从而保持边坡的稳定。

图3 宁明某膨胀土路堑边坡的土工袋护坡现场图

图4 土工袋−土工格栅护坡结构
 
  对于膨胀土边坡治理,需要从膨胀土的胀缩性、裂隙性等基本特性出发,才能达到理想的治理效果。本工程利用土工袋、土工格栅等土工合成材料可变形的特点容纳膨胀变形,达到了“以柔制胀”的目的,从而提高膨胀土边坡的稳定性。

供稿:田梦贺 审核:刘伟超 编辑:许喜娟

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