浅谈土工格栅在市政工程中的应用

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摘要：土工格栅在我国应用发展已有20个年头，作为具有划时代意义的新型材料，已被广泛应用于工程建设领域。笔者介绍了自己在某市市政道路及配套管网改造工程中成功应用了土工格栅并有效预防了路面沉降的施工经验，以期达到抛砖引玉的效果，和大家共同探讨、提高。

关键词：土工格栅市政工程路面沉降应用

中图分类号：TU99 文献标识码： A 文章编号：

因为笔者负责某市负中心路和站前广场改造项目是该市极为重要的“脸面工程”，故市领导特别强调，要杜绝管网过路导致路面沉降现象的发生。为了解决这个问题，笔者向前辈请教，跟同事研究，查阅资料等，最终运用土工格栅结合施工工法的改进防治了管网过路导致路面沉降这一质量通病。下面笔者从选择土工格栅和施工工法等两方面作以阐述。

一、土工格栅的选择

土工格栅，由于其具有抗拉伸强度高、稳定性好、耐腐蚀、抗老化、适用温度范围广等特性，已被广泛应用于水利、隧道、港口码头、公路、铁路、建筑、市政等工程领域。但由于不同产品的性能存在差异，因此其适用范围也有所不同，故正确选择合适的类型至关重要。

（一）土工格栅的分类及其特性和应用

土工格栅，根据生产材料的不同，可分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、聚酯纤维经编土工格栅和玻璃纤维土工格栅四大类。

1、塑料土工格栅

塑料土工格栅是在经挤压制出的聚合物板材上冲孔，然后在加热条件下施行定向拉伸而成。由于塑料土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向，加强了分子链间的联结力，达到了提高其强度的目的。

塑料土工格栅应用于路基、路堤加筋和浅层基础加筋。

2、钢塑土工格栅

钢塑土工格栅是以高强钢丝（或其他纤维），经特殊处理，与聚乙烯（PE），并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，再经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用特殊强化粘接的熔焊技术焊接而成。与塑料土工格栅相比具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点。

钢塑土工格栅广泛应用于公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等。

3、聚酯纤维经编土工格栅

聚酯纤维经编土工格栅选用高强聚酯纤维为原料，采用经编定向结构，织物中的经纬向纱线相互间无弯曲状态，交叉点用高强纤维长丝捆绑结合起来，形成牢固的结合点，充分发挥其力学性能，高强聚酯纤维经编土工格栅具有抗拉强度高，延伸力小，抗撕力强度大，纵横强度差异小，耐紫外线老化、耐磨损、耐腐蚀、质轻、与土或碎石嵌锁力强，对增强土体抗剪及补强提高土体的整体性与荷载力，具有显著作用。

聚酯纤维经编土工格栅已广泛应用于水利工程中的堤坝、河道的加筋、隔离，加固软土基础，增强其防护能力，提高基础的承载力和稳定性，以及公路、铁路、市政道路等各种道路软土路基加筋增强和路堤边坡加筋、挡土墙加筋，有效提高整体强度并能延缓道路的反射裂缝。

4、玻璃纤维土工格栅

玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为材质，采用一定的编织工艺和特殊的涂复处理工艺制成的土工复合材料。玻璃纤维理化性能极稳定，并具有强度大、模量高、耐磨性高、优异的抗寒性及无长期蠕变，玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上，这确保了玻璃纤维土工格栅在热拌沥青混凝土摊铺作业中不会受温度影响，且玻璃纤维土工格栅在后处理工艺中涂覆的材料是针对沥青混合料设计的，每根纤维都被充分涂覆，与沥青具有很高的相容性，从而确保了玻璃纤维土工格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离，而是牢固的结合在一起；沥青混合料中的集料亦可以贯穿于格栅网格中，形成机械嵌锁，这种限制有效阻碍了集料的运动，使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态、更高的承重能力、更好的荷载传递性及较小的变形。

相比之下，玻璃纤维土工格栅更适用于沥青混凝土路面加筋、路面反射裂缝防治及新旧路面的衔接等变形量不是很大的场合，能有效发挥抗疲劳开裂、抗低温收缩、耐高温车辙和延缓反射裂缝等作用。 

（二）土工格栅的选定

根据以上四类土工格栅的特性和应用范围的分析比较，最后选用玻璃纤维土工格栅。具体做法详见施工工法介绍。

二、施工工法

（一）项目简介

某市市政道路和站前广场改造工程包括2.3Km城市主干道和1万㎡火车站站前广场改造及施工界限内的地下管网升级改造工程，其中需要破道管网包括有线电视、交通信号、路灯等预埋管线以及雨污水管等，涉及管材有PVC管、镀锌钢管、球墨铸铁管、钢筋混凝土管、玻璃钢管等，管径从φ50mm—800mm不等，管材埋深最浅的有0.8m，最深的有3.0m。

全路段共有十二处过路管网，其中有8处埋深为0.8m的过道预埋管集中在500m长路段范围内，环火车站站前广场一周为埋深2m—3m的污水管，这些路段交通人流量都特别大，如果发生路面沉降，影响极坏，其后果也是难以预料的。

（二）施工工法介绍

根据管材、管径和埋深的不同及施工图设计有关管沟回填的要求将施工工法分为两种，除埋深为0.8m的预埋管采用水泥稳定碎石回填至原路面标高再加铺5cm中粒式改性沥青混凝土（以下简称“施工工法一”）外，其余预埋管回填均采用水撼砂加两层20cm厚水泥稳定碎石再加铺5cm中粒式改性沥青混凝土（以下简称“施工工法二”）。

为了保证路面不发生沉降，我们将设计提供的两种施工工法都做了相应的改进，详述如下：

1、施工工法一

将施工图设计预埋管沟槽横断面为矩形改成倒置等边梯形，梯形底边满足施工作业要求，梯形边的坡度控制在1：0.5—1：1之间为宜。这样回填的水泥稳定碎石经压实机具碾压密实固结后形成一个整体，即倒置的长四棱台体，四棱台体在自身重力作用下对管沟侧壁形成向下的压力和水平向外的推力，根据力的作用与反作用原理，管沟侧壁对四棱台体形成水平向内的反力和垂直向上的推举力，这样即可有效遏制管沟回填部位沉降。

待水稳层养生结束后，在其顶面铺设一层玻璃纤维土工格栅。土工格栅两边分别宽出管沟边缘50cm，用U型钉按1.0m*1.0m间距钉到地面上，须平整拉紧。再在其上，按原设计正常喷洒粘层油，摊铺沥青混凝土即可。

2、施工工法二

对于预埋管管沟较宽较深的情况，在管沟开挖时，也将采用水泥稳定碎石回填结构深度以上横断面边坡按1：1放坡；管沟回填时，水撼砂及其以下部分按原施工图设计要求施工，水泥稳定碎石回填做法同“施工工法一”，但有两处不同是：土工格栅两边分别宽出管沟边缘100cm，U型钉间距加密成0.5m*0.5m。

3、效果及注意事项

该项目投入使用至今已有7年的时间，当年施工的过路管网部位始终未发生过路面沉降。

本工程为路街改造项目，原有道路基础坚实，能提供稳定的反力；且重新加铺面层，因此不用担心切割路面过宽及新旧路面对比所产生的社会影响。

三、推广应用

生活中经常能看到新修建的路面被破开埋管的现象，施工单位开挖管沟力求尽可能窄、不放坡，除非地质条件不好迫使放坡。我想这其中的原因可能很多，比如设计的原因、建设单位的原因或是施工单位的原因，多是因为担心重复破路造成不良的社会影响，降低工程造价，节约成本等；但结果是管沟狭窄，没有合适的夯实机具，回填密实度不够，日久下沉，导致民怨载道，反复修补，导致投资增加，影响通行，甚至有损政府形象。

因此，我建议推广实践上述施工工法，争取把市政管网施工导致路面沉降的问题彻底解决。

参考文献： 

[1] 任建国. 土工合成材料在土建工程中的实际应用[J]. 科技资讯 , 2006,(16)

[2] 田蓉. 土工合成材料的加筋应用研究[D]. 长安大学 , 2006