土工格室在蓄洪區安全建設撤退道路工程軟基路段的應用

尚俊偉 石英杰 歐 勇

土工格室作為一種新型的合成材料，是一種由高密度聚乙烯或聚丙烯共聚物經強力焊接而形成的立體網狀結構體，具有強度高、剛度大、耐老化、適應性強等特點，其在提高填土承受動荷載以及路基防護等方面均有較大的功效，在筆者所參與設計的蓄洪區安全建設撤退道路工程軟基處理中取得了良好的加固效果。

一、工程概況

淮河流域的的行（蓄）洪區眾多，其中撤退道路工程作為安全建設工程的重要組成部分，為圩區和移民區群眾正常生產、生活提供交通出行服務。撤退道路地質特點為道路兩側坑塘分布較多、沿線局部有沖溝，坑塘及沖溝底部多有軟弱土層。土層含水量較大，且局部有弱膨脹性，容易形成彈簧土。以下介紹土工格室在城東湖蓄洪區某標段工程中處理軟基路段的實際應用所取得的成功經驗，供類似工程參考。

該標段為利用原路基進行改建路段，樁號1+122兩側30m范圍內原勘探資料持力層為（3）層粉質粘土、重粉質壤土。工程在路基進行碾壓后不久出現較為嚴重的彈簧土現象，沿車轍出現0.2～0.3m的沉降差。施工開挖發現原道路為經過處理的淤泥質土，厚度約2.0～3.0m。經分析，該層土含水量大，地基承載力低，在車輪荷載碾壓和振動力的作用下，出現了較大沉降變形。此外道路兩側為湖區的魚塘，在公路施工中，雖然部分水塘地段做了清淤處理，但是如果處理不徹底或回填料控制不好，還會人為形成相對軟弱土層。在回填后，由于地表水和地下水自然排泄困難，也容易使路基產生不均勻沉降，甚至路面開裂。

為保持路面結構的安全，需對該段軟弱地基進行加固處理。根據以往工程經驗，需將該路段的軟弱基層徹底清除，然后回填好土壓實。但考慮該路段淤泥層較厚，且兩側魚塘分布，水位較高，如要完全將淤泥開挖，需在兩側魚塘設置圍堰或抽水放空魚塘，兩者施工工期都較長，施工難度相對較大，經濟效益不佳。為了降低施工難度并提高施工速度，經過比選，設計采用土工格室對該路段軟弱路基進行處理，以便控制不均勻沉降。

二、加固軟弱路基的工作機理

通過相關實驗和理論分析，證明土工格室的作用機理主要包括側向約束作用、網兜效應以及摩擦作用。土工格室主要是通過格室內充填的砂、碎石等填充物的相互作用來構成具有強大的側向限制和較大剛度的柔性結構層，約束土體的側向變形，提高土體的整體剛度，從而增強路基的強度和穩定性。

三、具體設計要求

該設計采用土工格室+碎石墊層雙層布置，每層格室均高100mm，下層碎石墊層厚300mm，上層碎石墊層厚200mm。這種設計路基開挖深度僅90cm，遠小于該段路基的淤泥層厚度，只需將兩側魚塘水位略降至設計高程下滿足施工即可，不會對魚塘造成額外損失。先鋪筑碎石墊層可以提供一個施工平臺，保證土工格室發揮作用。因為在軟弱路基上施工時，汽車和壓路機等施工機械不能直接行走，因此只能采用向前推進的辦法，先在軟基頂面鋪設一定厚度的碎石墊層，用推土機等向前推平。如果不設置這樣的墊層，直接將土工格室鋪墊在軟基頂面，則在填料壓實的過程中，勢必會將格室壓入軟基中，不僅影響填料的壓實，且會影響土工格室發揮相應的作用。另由于格室中的填料為碎石，可以使土工格室加固層形成一個水平排水通道，加快路基中孔隙水壓力的消散，使路基加速固結，減小不均勻沉降。橫斷面設計詳見圖1。

土工格室性能指標要求：選用GS-100-400型土工格室，高度100mm，焊接間距400mm，片材厚度≥1.0mm。格室材料拉伸強度≥20MPa，拉伸模量≥650MPa，常溫焊接剝離強度>100N/cm，低溫脆化溫度小于<-50℃，整體連接強度≥220 N/cm，格式片屈服強度≥18MPa；格室填筑碎石最大顆粒不大于3.75cm，顆粒粒徑大小應均勻，含泥量不大于3%。

圖1 橫斷面設計詳圖

注意事項：（1）土工格室間應可靠連接，碎石填料應分層壓實，第一層鋪筑土工格室和上部碎石墊層后壓實，第二層在鋪筑上部土工格室和碎石墊層后壓實，壓實度要求不小于0.94。（2）填料時要求低卸、慢上，嚴禁高舉傾落，且不能直接將料卸至格室上，要邊卸邊填料，整平。（3）碎石墊層未鋪格室前，墊層不得當施工便道使用，以免車轍使墊層形成彈簧泥，不利于上部格室的施工；格室未填料前嚴禁機械設備行駛。

四、工程檢測和施工效果

通過現場檢測，土工格室結構層的寬度、厚度和壓實度均滿足了設計要求，被加固路基的整體性和剛度均有大幅度提高。在上部級配碎石底基層鋪筑后，負荷施工車輛能夠順利通過且未引起該段路基的變形破壞，保證了該標段的順利實施。工程完工后，路面情況良好，未出現由不均勻沉降引起的表面裂縫等現象，處理效果明顯。

五、工程總結

土工格室在蓄洪區安全建設撤退道路淤泥質軟弱粘土路基處理中得到了成功應用，有效提高了路基的承載力，減小了不均勻沉降，增強了路基的穩定性，同時施工方便快捷，節省了工程造價，體現了它獨特的優越性。工程實踐證明，該技術在交通、水利等基礎建設中將得到廣泛應用