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文檔簡介

中國工程建設標準化協(xié)會標準(CECSG)

《公路路基土工格室應用技術規(guī)程》制訂

征求意見稿

Technicalspecificationforapplicationof

geocellinHighwaySubgrade

Draftforcomments

二〇二一年三月

1總則

1.1為規(guī)范土工格室在公路路基工程中的應用,滿足工程安全可

靠、經(jīng)濟合理的要求,制定本規(guī)程。

1.2本規(guī)程適用于各等級公路工程。

1.3公路路基工程應用土工格室,應遵循因地制宜、合理取材、

有利施工、方便養(yǎng)護的設計原則,根據(jù)公路等級及所處地質(zhì)、水文、

氣候等條件進行方案比選,做到安全環(huán)保、經(jīng)濟適用。

1.4應用于公路路基工程的土工格室材料應符合國家和行業(yè)有

關產(chǎn)品標準及環(huán)境保護的要求,根據(jù)材料性能、應用目的、工程特性

和所處的環(huán)境條件進行材料選擇。

1.5公路路基工程應用土工格室除應符合本規(guī)程的規(guī)定外,尚應

符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。

3

2術語

2.1土工格室geocell

由土工合成材料片焊接或組裝成的具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的三維土工

合成材料制品。

2.2格室節(jié)點jointofgeocell

兩根條帶連接形成土工格室單元的點、線或區(qū)域。

2.3格室高度heightofgeocell

格室條帶的寬度即為土工格室高度。

2.4格室厚度thicknessofgeocell

格室條帶的厚度即為土工格室厚度。

2.5格室焊距weldinglengthofgeocell

相鄰格室節(jié)點中心點之間的距離。

注:原指相鄰焊接點中心點之間的距離,現(xiàn)泛指相鄰格室節(jié)點中心點之間的距離

2.6焊接連接weldingconnection

采用熱熔或超聲波焊接工藝形成的節(jié)點連接形式。

2.7鉚扣連接boltconnection

采用鉚釘、螺釘或其他塑料扣件固定工藝形成的節(jié)點連接形式。

2.8插接連接plugconnection

采用U形或其他形式插件形成的節(jié)點連接形式。

2.9注塑連接injectionconnection

采用注塑工藝形成的節(jié)點連接形式,分為普通型注塑連接和定角

型注塑連接。

4

2.10環(huán)境應力開裂時間timeofenvironmentstresscrack

試樣在某種介質(zhì)中破損幾率為百分之五十的時間。

2.11脆化溫度brittlenesstemperature

在規(guī)定試驗條件下,試樣破損率為百分之五十時的溫度。

2.12維卡軟化溫度vicatsofteningtemperature

當勻速升溫時,測定在某一負荷條件下標準壓針刺入熱塑性塑料

試樣表面1mm深度時的溫度。

2.13氧化誘導時間oxidationinductiontime

在常壓、氧氣或空氣氣氛及規(guī)定溫度下,通過量熱法測定材料出

現(xiàn)氧化放熱的時間。

2.14屈服強度yieldstrength

在格室片拉伸試驗中,出現(xiàn)應力不增加而應變增加時的最初應力,

以MPa為單位。

2.15斷裂強度tensilestressatbreak

試樣斷裂時的拉伸應力,以MPa為單位。

2.16拉伸強度tensilestrength

在拉伸試驗過程中,試樣承受的最大拉伸應力,以MPa為單位。

2.17屈服伸長率elongationatyield

在格室片拉伸試驗中,出現(xiàn)拉伸屈服點時的伸長率,用百分數(shù)表

示。

2.18斷裂伸長率elongationatbreak

試樣未發(fā)生屈服而斷裂時,與斷裂應力相對應的伸長率,用百分

5

數(shù)表示。

2.19縱/橫向直角撕裂強力tearresistance

在格室片的直角撕裂試驗中,試樣在直角口處撕裂的最大負荷值,

用牛頓表示。

2.20節(jié)點剝離強度peelingstrengthbetweengeocellslice

在節(jié)點相鄰處兩根格室條帶上沿長度單側(cè)切取試樣(圖2.20-1)

進行拉伸試驗,試樣節(jié)點斷裂時單位寬度承受的拉力。

圖2.20-1節(jié)點剝離強度示意圖

2.21節(jié)點抗剪強度shearstrengthbetweengeocellslice

在節(jié)點處相間兩根格室條帶上沿長度單側(cè)切取試樣進行拉伸試

驗(圖2.21-1),試樣節(jié)點斷裂時單位寬度承受的拉力。

6

圖2.21-1節(jié)點抗剪強度示意圖

2.22節(jié)點對拉強度tensilestrengthbetweengeocellslice

在節(jié)點兩根格室條帶上沿長度方向切取試樣(圖2.22-1)進行拉

伸試驗,試樣節(jié)點單位寬度承受的拉力。

圖2.22-1節(jié)點對拉強度示意圖

2.23組間連接inter-groupconnection

格室組間的邊緣和中間連接(圖2.23-1)。

7

圖2.23-1組間連接方式示意圖

2.24懸掛負重時間suspendedloadingtime

對拉試樣承受70%對拉強度的恒定靜荷載,直至試樣斷裂時的時

間。

2.25強度保持率percentageretainedstrength

在土工格室抗紫外線性能試驗中,經(jīng)照射后的樣品抗拉屈服強度

與對照樣抗拉屈服強度的比值規(guī)范。

2.26蠕變creep

土工格室片材在大小不變的力的作用下,變形隨時間增長而逐漸

增大的現(xiàn)象。

2.27加筋reinforcement

把具有一定抗拉強度的土工格室埋于土體內(nèi)適當位置,依靠其與

土界面的相互作用,改善土體或結(jié)構(gòu)的力學性能的行為。

2.28防護protection

利用土工格室防止土坡或土工結(jié)構(gòu)物的面層或界面破壞或受到

侵蝕的功能。

8

3基本規(guī)定

3.1土工格室類型

土工格室片材的主要原材料為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚

酯(PET)等高分子復合材料。按照土工格室片材的生產(chǎn)工藝可分為

擠出型土工格室和拉伸型土工格室;按照土工格室結(jié)點的連接形式分

為焊接型土工格室、鉚接型土工格室、插接型土工格室和注塑連接型

土工格室等幾類,如圖3.1.1-1所示。

(a)焊接型(b)鉚接型(c)插接型

(普通型)(定角型)

(d)注塑型

圖3.1.1-1土工格室產(chǎn)品分類

3.2土工格室材料要求

3.2.1土工格室片材應使用配混料生產(chǎn),配混料中應含有必須的

添加劑,添加劑應均勻分散。

3.2.2土工格室片材材料的基本性能指標包括:環(huán)境應力開裂時

間、低溫沖擊脆化溫度、維卡軟化溫度和氧化誘導時間等,應符合表

3.2.2-1的規(guī)定。

9

表3.2.2-1土工格室片材基本性能要求

要求

序號檢驗項目

聚乙烯聚丙烯聚酯

1環(huán)境應力開裂時間(h)≥800——

2低溫沖擊脆化溫度(℃)≤-50≤-20≤-50

3維卡軟化溫度(℃)≥112≥142≥200

4氧化誘導時間(min)≥60——

條文說明

本條規(guī)定了土工格室的基本性能。環(huán)境應力開裂時間應按照《塑料聚乙烯

環(huán)境應力開裂試驗方法》(GB/T1842)進行,低溫沖擊脆化溫度應按照《塑料沖

擊法脆化溫度的測定》(GB/T5470)進行,維卡軟化溫度應按照《熱塑性塑料維

卡軟化溫度(VST)的測定》(GB/T1633)進行,氧化誘導時間應按照《塑料差示

掃描量熱法(DSC)第6部分:氧化誘導時間(等溫OIT)和氧化誘導溫度(動態(tài)

OIT)的測定》(GB/T19466.6)進行。

3.2.3土工格室片材力學性能的指標主要包括:屈服強度、斷裂

強度、屈服伸長率、斷裂伸長率和縱/橫向直角撕裂強力等,其指標

要求要符合表3.2.3-1規(guī)定。

表3.2.3-1土工格室片材的力學性能要求

指標要求

序號項目

擠出型拉伸型

1屈服強度,N/cm≥260—

2斷裂強度,N/cm—≥1800

3屈服伸長率,%≤15—

4斷裂伸長率,%—≤15

5縱/橫向直角撕裂強力,N≥200≥100

條文說明

相應的的測定方法按照《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定》(GB/T

529)、《塑料拉伸性能的測定第3部分:薄膜和薄片的試驗條件》(GB/T1040.3)、

《鐵路工程土工合成材料第1部分土工格室》(Q/CR549.1)進行。

3.2.4土工格室結(jié)點處的力學性能主要包括:節(jié)點強度、格室組

10

間連接處抗拉強度和懸掛負重時間等,其指標應滿足表3.2.4-1規(guī)范。

表3.2.4-1土工格室的力學性能要求

焊接型注塑型

項目鉚扣型插接型

號普通型熱熔型普通型定角型

1節(jié)點對拉強度,N/cm≥280≥800≥1600≥1800≥1600≥1800

2節(jié)點抗剪強度,N/cm≥260≥800≥800—≥600≥1000

3節(jié)點剝離強度,N/cm≥160≥500≥800—≥600≥1000

4組間連接處抗拉強度a,N/cm≥280≥800≥1600≥1800≥1600≥1800

5懸掛負重時間,d—≥30

6抗剝離懸掛負重時間,d≥30—

注a:組間連接包括格室片材的邊緣和中間,當格室成品需要組間連接時必須

進行檢驗,強度不得低于節(jié)點對拉強度。格室用于公路邊坡防護時,應作懸掛負

重試驗。

條文說明

相應的的測定方法按照《鐵路工程土工合成材料第1部分土工格室》

(Q/CR549.1)進行。

3.2.5土工格室的耐久性能主要包括:抗氧化性能、抗酸堿性能、

抗紫外線性能和炭黑含量及分布等,其耐久性指標應符合表3.2.5-1

規(guī)定。

表3.2.5-1土工格室的耐久性能要求

序號檢驗項目要求

1光老化等級Ⅲ級

2抗紫外線強度保持率b,%≥80%

3炭黑含量及灰分炭黑含量≥2.0%;灰分≤1.0%

4炭黑分散度10個數(shù)據(jù)中3級不多于1個,4級、5級不允許

注:(1)當土工格室處于暴露環(huán)境時,應進行抗紫外線強度保持率試驗;(2)炭

黑含量和炭黑分散度僅用在黑色產(chǎn)品檢測。

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條文說明

相應的的測定方法按照《公路土工合成材料試驗規(guī)程》(JTGE50)進行。

3.2.6土工格室的尺寸宜滿足本規(guī)程和設計的要求,不同工程使

用部位應合理選擇不同規(guī)格的土工格室,常用的土工格室尺寸見表

3.2.6-1。

表3.2.6-1土工格室常用尺寸

序號分類工程應用格室網(wǎng)格尺寸(mm)格室高度

路基加固

250×250~400×40050≤H≤100

1路基加筋高路堤與陡坡路堤

地基處理200×200~400×40050≤H≤150

半填半挖路基

路基差異沉降

2拓寬改建路基250×250~400×40050≤H≤100

防治

橋涵構(gòu)造物臺背路基

邊坡防護200×200~400×400100≤H≤150

路基防護與

3風沙防護300×300~600×600100≤H≤300

支檔

加筋土擋墻200×200~400×400100≤H≤200

3.2.7土工格室用于公路路基工程時,會受到格室內(nèi)填土和外部

荷載的長期作用以及環(huán)境生物、化學等的侵蝕。其允許抗拉強度應考

慮材料蠕變性能、老化性能和施工損傷的影響,對通過實測的極限抗

拉強度進行折減,可按式(3.2.7-1)計算確定。

(3.2.7-1)

式中:—土工格室的設計抗拉強度。

—土工格室的極限抗拉強度,按現(xiàn)行《公路土工合成材料

試驗規(guī)程》(JTGE50)試驗確定。

F—綜合折減系數(shù)。

12

—蠕變折減系數(shù)。

—考慮微生物、化學、熱氧化等影響的老化折減系數(shù)。

—施工損傷折減系數(shù)。

折減系數(shù)應根據(jù)所處的環(huán)境條件、格室內(nèi)填土類型、格室所處的

應力水平等試驗確定;無試驗條件時,可根據(jù)工程情況,按表3.2.7-1

取值,工程影響大時取高值,反之取低值。

表3.2.7-1路基工程土工格室強度折減系數(shù)

土工格室片材類型聚乙烯聚丙烯聚酯

折減系數(shù)1.5-3.02.0-3.01.5-2.5

3.3工程應用范圍

3.3.1土工格室適用于各等級公路的路基加固、高路堤與陡坡路

堤、地基處理、半填半挖路基、拓寬改造路基、橋涵構(gòu)造物臺背路基、

路基坡面防護、風沙防護及加筋土擋墻等新建工程和改擴建工程。

3.3.2工程應用中,應根據(jù)不同地區(qū)環(huán)境條件,土壤酸堿性選擇

不同材質(zhì)的土工格室。土工格室片材原材料不應使用粉狀原生料和再

生料。PET等聚酯類土工格室一般用于4≤PH≤9的土體中。

3.3.3軟土地基處理由于需要的作用時間不長,可以采用聚乙烯、

聚丙烯等土工格室,但在路基本體加固和加筋土擋墻中,需要較高的

強度,較低的蠕變伸長率,較強的抗老化、環(huán)境侵蝕、溫度效應等長

期性能,宜采用聚酯或者納米基交聯(lián)復合土工格室。

13

4路基加筋

4.1一般規(guī)定

4.1.1當路基剛度與穩(wěn)定性不足,需要進行剛度補強,以及需要

構(gòu)筑陡坡以減少占地時,可采用土工格室進行加筋。

4.1.2應通過現(xiàn)場調(diào)查、地質(zhì)勘察、室內(nèi)外試驗,獲得相關基礎

資料,根據(jù)場地的地質(zhì)與環(huán)境條件、填料特性、材料的耐久性能、工

程造價等因素,經(jīng)技術經(jīng)濟比選,確定合理的加筋方案。

4.1.3地基承載力與路基填土壓實度應滿足現(xiàn)行《公路路基設計

規(guī)范》(JTGD30)的規(guī)定。

4.1.4應根據(jù)填料來源,選擇有代表性的土樣進行室內(nèi)試驗,并

結(jié)合現(xiàn)場情況確定填料參數(shù)。填料及地基強度參數(shù)的試驗方法,應符

合現(xiàn)行《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30)相關規(guī)定。

4.1.5設計時應考慮土工格室在施工中的損傷、蠕變和老化問題,

折減系數(shù)應按3.2.7節(jié)有關規(guī)定取值。

4.2路基加固

4.2.1新建公路路床需要加固處理,以及既有公路路床強度不足、

翻漿冒泥、積水等病害整治時,可采用土工格室加固補強。

4.2.2采用土工格室對路床加固補強時,宜將土工格室設置在上

路床底面或路床內(nèi),應全斷面鋪設(圖4.2.2-1),土工格室不得暴露

于路床之外。

14

圖4.2.2-1土工格室補強路床

條文說明

土工格室鋪設在路床范圍內(nèi),可顯著增加路床的強度和剛度,減小上部交通

荷載在路基中的傳遞深度,同時可用于防止路床濕度增加引起的路基性能的劣化。

4.2.3當用于提高路基整體穩(wěn)定性時,土工格室宜均勻布置(圖

4.2.3-1),土工格室埋入穩(wěn)定土體內(nèi)的錨固長度不應小于2.0m。

圖4.2.3-1路基加固結(jié)構(gòu)形式

4.2.4土工格室加固路基堤身穩(wěn)定性、地基與堤身整體穩(wěn)定性可

采用式(4.2.4-1)~(4.2.4-3)的圓弧條分法計算,計算圖示如圖4.2.4-1

所示。最小穩(wěn)定系數(shù)不得小于《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30)規(guī)

定的穩(wěn)定安全系數(shù)要求。

(4.2.4-1)

15

(4.2.4-2)

(4.2.4-3)

式中:—圓弧滑動穩(wěn)定安全系數(shù);

—第i個圓弧滑動體的抗滑力矩與滑動力矩的比值;抗滑力

矩與滑動力矩之比的最小值宜通過搜索不同圓心及半徑的所有潛在

滑動面圓弧確定;

、—分別為第j個土條滑弧面處土的黏聚力(kPa)、內(nèi)摩

擦角(°);

—第j個土條的自重(kN),按天然重度計算;

—第j個土條受到的上覆荷載(kN),如車輛荷載等;

—第j個土條滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角(°);

—第j個土條的滑弧長度(m),取,為第j個

土條的寬度;

—第k層土工格室在滑動面以(內(nèi))外的錨固段的極限抗拔

承載力與土工格室的設計抗拉強度的較小值(kN);

—滑弧面在第k層土工格室高度中心處的法線與垂直面的

夾角(°);

—第k層土工格室高度中心處的土體內(nèi)摩擦角(°);

—土工格室的設計抗拉強度(kN),由式(3.2.7-1)確定;

—第k層土工格室在滑動面以外的錨固段的極限抗拔承載

力(kN),應通過抗拔試驗確定;

16

—第k層土工格室在滑動面以內(nèi)的錨固段的極限抗拔承載

力(kN),應通過抗拔試驗確定;

圖4.2.4-1土工格室加固路基穩(wěn)定性計算圖示

4.2.5路基填料應滿足現(xiàn)行《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30)的

要求,不應對筋材產(chǎn)生腐蝕作用,應選擇易與壓實、能與土工格室產(chǎn)

生良好摩擦和咬合作用的填料。征求意見稿

條文說明

此條文規(guī)定了路基加筋工況下填料的要求,一方面要選擇能與筋材產(chǎn)生摩擦

的填料,增加土工格室片材豎向與土體的摩擦,另一方面填料粒徑不宜過大,以

免減弱土工格室的三維包裹作用。

4.2.6既有公路路基病害整治時,土工格室縱向應分別向病害地

段兩端延長5m以上。

4.3高路堤與陡坡路堤

4.3.1用于提高高填方路堤與陡坡路堤的穩(wěn)定性、控制橫向差異

沉降時,土工格室宜鋪設在路床及路堤底部,鋪設長度與路基同寬,

17

設置層數(shù)應視地表形態(tài)、路堤高度、路基填料和施工工藝等確定。

4.3.2采用土工格室加筋路堤的坡率不應陡于1:0.5。陡斜坡上的

加筋路堤,當路堤坡率采用正常坡率1:1.5~1:2.0時,土工格室宜布置

在路堤中下部平臺附近以及路堤底部。

4.3.3對于地基條件良好、路堤自身穩(wěn)定符合要求的前提下,路

堤邊坡高度大于16m的高填方路堤、或地面橫坡陡于1:2.5且邊坡高

度大于8m的陡坡路堤,宜于路面底面以下、路堤中部平臺附近以及

路堤底部,分別鋪設1~2層土工格室,如圖4.3.3-1所示。

征求意見稿

圖4.3.3-1高路堤與陡坡路堤土工格室應用典型結(jié)構(gòu)示意圖

條文說明

在路面底面以下(路床范圍)鋪設土工格室,可減弱因高填方路堤造成的差

異沉降。中部和下部鋪設格室,用于增加高填方路基或陡坡路堤的整體穩(wěn)定性。

4.3.4部分陡坎段,可根據(jù)現(xiàn)場工況適當增加土工格室層數(shù),以

達到路堤穩(wěn)定性和差異沉降的要求。

4.3.5土工格室用于高路堤與陡坡路堤加筋時,穩(wěn)定性應滿足《公

路路基設計規(guī)范》(JTGD30)規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)要求。穩(wěn)定性分

析方法同4.2.4節(jié)。

18

4.4地基處理

4.4.1應考慮地基處理方式、路基高度、路基工后沉降和穩(wěn)定性、

排水系統(tǒng)、施工工藝,以及工程造價等,進行綜合設計,確定合理的

處治方案。

4.4.2土工格室適用于厚度小于6m的淺層軟土地基的加筋補強;

對于厚度大于6m的厚層軟土地基,宜結(jié)合低強度樁(碎石樁、水泥

攪拌樁、CFG樁等)組成樁-格室復合地基進行聯(lián)合處理。

條文說明

土工格室加固飽和軟土地基時,其加固效果受軟土層厚度制約,對于厚度小

于6m的淺層飽和土地基,加固效果較好,而對于厚度大于6m的厚層飽和軟土

地基,則處治效果相對不明顯,軟弱地基厚度大于6m時,宜采用由低強度樁與

土工格室構(gòu)成的復合地基進行加固。

4.4.3當土工格室與砂墊層預壓法、排水固結(jié)法、復合地基等聯(lián)

合處理時,土工格室應鋪設在路基底部,鋪設層數(shù)以1~2層為宜,

征求意見稿

鋪設寬度宜與路基底部同寬,如圖4.4.3-1和圖4.4.3-2所示。

圖4.3.3-1土工格室加固軟土地基典型結(jié)構(gòu)

19

圖4.3.3-2土工格室-樁復合地基典型結(jié)構(gòu)

條文說明

在路堤底部鋪設單層或多層土工格室與砂石等組成加筋墊層,可有效約束地

基側(cè)向變形、均化基底應力分布、提高地基承載力和增強路堤抗滑穩(wěn)定性。

4.4.4在不同軟土地基處理路段交界處,土工格室宜鋪設在交界

處路基底部,不同處理路段內(nèi)鋪設長度不得小于10m。必要時,可在

上路床范圍內(nèi)設置一層或多層土工格室。

條文說明征求意見稿

當軟土地基路段差異沉降較大時,僅在路基底部鋪設土工格室難以達到預期

效果,因此,允許必要時在路基頂部上路床范圍內(nèi)設置一層或多層土工格室。

4.4.5土工格室不宜直接設置于原地基表面,宜設置30~50cm的

砂墊層或其他透水性較好的均質(zhì)填料,再鋪設土工格室。

條文說明

為減小地下水對路基的影響,并避免土工格室受不良化學物質(zhì)的侵蝕,做出

了此條文的規(guī)定。

4.4.6應采用4.2.4節(jié)和《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30)規(guī)定

的方法進行穩(wěn)定性和沉降分析,并滿足相應的要求。當穩(wěn)定性和沉降

不能滿足要求時,應采取措施對地基進行處理。

20

條文說明

土工格室加固軟土地基可能發(fā)生的破壞形式主要有深層圓弧滑動破壞、淺層

水平滑動破壞和地基整體承載破壞,應根據(jù)可能發(fā)生的破壞形式按有關規(guī)范、技

術手冊的規(guī)定進行穩(wěn)定性和沉降驗算。

盡管有大量的研究表明,采用土工格室加筋后,路堤的沉降,尤其是不均勻

沉降有所改善,但至今仍未建立起加筋作用的沉降計算方法。因此,此處規(guī)定采

用現(xiàn)行《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30)規(guī)定的方法進行沉降分析。

征求意見稿

21

5路基差異沉降防治

5.1一般規(guī)定

5.1.1在路基填挖交界處、新老路基拼寬結(jié)合處、橋涵構(gòu)造物臺

背等工程部位,可采用土工格室進行加固,以防治路基差異沉降。

5.1.2應根據(jù)公路等級、荷載條件、處治部位、地基條件、路基

斷面形式及橋臺形式、路基沉降變形情況,以及工程造價等情況綜合

考慮,確定合理的土工格室處治方案。

5.1.3采用土工格室防治路基差異沉降時,應先做好地基處理,

地基承載力、路基壓實度及穩(wěn)定性應滿足現(xiàn)行《公路路基設計規(guī)范》

(JTGD30)的規(guī)定。

5.1.4采用土工格室處治后的新建公路路基填挖交界處、改建公

路新老路基間的差異沉降應符合現(xiàn)行《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30)

的有關規(guī)定。征求意見稿

5.1.5路基差異沉降防治宜采用整體性和耐久性好、強度高、變

形小的土工格室材料。

5.2半填半挖路基

5.2.1半填半挖路基差異沉降防治,可結(jié)合挖方區(qū)路床超挖回填、

地表斜坡開挖寬臺階等措施進行,土工格室宜鋪設在上路床和下路床

底部。

5.2.2半填半挖路基填挖交界處土工格室宜鋪設在路床范圍內(nèi),

鋪設長度為填挖交界處兩側(cè)各不小于8m。當路幅寬度小于8m時,

22

應滿鋪土工格室,但不得暴露于路床之外。填挖交界處土工格室應用

典型結(jié)構(gòu)如圖5.2.2-1所示。

圖5.2.2-1半填半挖交界處土工格室應用典型結(jié)構(gòu)示意圖

5.2.3路基縱向填挖交界處,路床范圍挖方段土工格室鋪設長度

不宜小于8m,填方段鋪設長度應覆蓋過渡區(qū)延伸至一般填方區(qū)不宜

小于5m。巖石路段的路基填挖交界處,宜采用高強土工格室。征求意見稿縱向

填挖交界處土工格室應用典型結(jié)構(gòu)如圖5.2.3-1所示。

圖5.2.3-1縱向填挖交界處土工格室應用典型結(jié)構(gòu)示意圖

23

5.2.4當填挖交界處地表橫坡陡、路基填挖高差較大時,可在路

床范圍內(nèi)增設1~2層土工格室,層間距不應小于最小壓實厚度。

5.2.5當填方區(qū)路基高度較大時,可在填方區(qū)路基中部和底部增

設土工格室加筋層,土工格室應深入挖方臺階段不小于2m,鋪設層

數(shù)及鋪設間距應根據(jù)路基高度、路基填料和地基條件綜合確定。

條文說明

半填半挖路基填挖交界處采用土工格室加固時,土工格室應深入挖方臺階段

2m以上,確保路基整體穩(wěn)定和路基差異沉降的處治效果。

5.3拓寬改造路基

5.3.1土工格室宜鋪設在新填路床范圍內(nèi)和路基底部的新老路基

結(jié)合部位,如圖5.3.1-1所示。

5.3.2當路基填土高度大于10m時,應視路基高度及新老路基差

異沉降量的大小,在路基中部增設一層或多層土工格室,如圖5.3.2-1

所示。征求意見稿

圖5.3.1-1新舊路基拓寬土工格室應用典型結(jié)構(gòu)示意圖(填土高度小于10m)

24

圖5.3.2-1新舊路基拓寬土工格室應用典型結(jié)構(gòu)示意圖(填土高度大于10m)

5.3.3土工格室的鋪設長度,在拓寬拼接路基范圍內(nèi)不宜小于8m,

原有路床范圍內(nèi)不應小于2m;路面損害嚴重或為新建路面時,原有

路基路床范圍內(nèi)的土工格室鋪設長度不宜小于8m。

5.3.4拓寬改造路基采用土工格室加固處治后,在坡面應植草或

采取其他有效的防護,并設置排水措施,坡內(nèi)應設置有效的截水設施。

征求意見稿

5.4橋涵構(gòu)造物臺背路基

5.4.1采用土工格室防治橋臺構(gòu)造物與路基間差異沉降時,臺背

高度宜為5.0m~10.0m。當原地基承載力不能滿足路基填土高度要求

時,應對地基采取有效措施進行處理。

條文說明

目前在工程試驗中獲得成功的試驗橋臺高度一般在4m~12m之間,故將土

工格室加筋適宜的橋臺高度定為5m~10m。

5.4.2石砌和混凝土橋臺臺背處治的結(jié)構(gòu)形式如圖5.4.2-1所示,

土工格室應根據(jù)臺階開挖情況分層鋪設,最下一層宜鋪設在構(gòu)造物基

25

礎的頂面,最上一層宜鋪設在上路床范圍內(nèi)。土工格室的縱向鋪設宜

上長下短,可采用緩于或等于1:1的坡度自下而上逐層增大縱向鋪設

長度,最下一層的鋪設長度應不小于最小縱向鋪設長度。

圖5.4.2-1石砌橋臺與混凝土橋臺結(jié)構(gòu)形式(臺階,間距,嵌入)

5.4.3對樁柱式橋臺,可采用圖5.4.3-1所示的形式分層平鋪。

征求意見稿

圖5.4.3-1樁柱式橋臺結(jié)構(gòu)形式

5.4.4臺背填料宜采用滲水性良好的材料或無機結(jié)合料等,臺背

過渡段基底壓實度和路基壓實度滿足現(xiàn)行《公路路基設計規(guī)范》(JTG

D30)的規(guī)定要求。

5.4.5臺背與填料之間應設置20cm厚的反濾層,在原地面應設

置厚度不小于30cm的級配碎石排水墊層。在攤鋪碎石排水墊層前,

應將地面平整成4%的雙向橫坡,對U型橋臺,還應設置4%的縱坡

26

將水引至橋臺區(qū)以外。

條文說明

在臺背與填料間要求設置20cm厚的反濾層是為了避免路表水通過構(gòu)造物與

填料交界部位滲入并滯留于填料內(nèi);在原地面設置厚度不小于30cm的級配碎石

排水墊層,是為了防止地下水進入臺背填料,降低填料強度,增大荷載。

5.4.6對石砌橋臺,可將土工格室嵌固在砌體內(nèi),嵌固深度不宜

少于20cm。嵌固土工格室的砌體邊界部位應設置5cm寬的柔性墊塊,

柔性墊塊可用橡膠或木條制做,亦可采用土工格室的邊角余料替代,

如圖5.4.6-1a所示。石砌構(gòu)造物墻背明顯凹凸不平時,也可將土工格

室直接掛鋪在墻背上利用土壓力使其錨固,如圖5.4.6-1b所示。

征求意見稿

a)嵌固聯(lián)結(jié)b)掛鋪聯(lián)結(jié)

圖5.4.6-1土工格室與重力式石砌臺背聯(lián)接示意圖

5.4.7對混凝土橋臺,可采用特制構(gòu)件將土工格室錨固在橋臺背

面的壁面上,如圖5.4.7-1所示。

圖5.4.7-1土工格室與混凝土輕型橋臺聯(lián)接示意圖

27

5.4.8采用土工格室防治橋臺構(gòu)造物與路基間差異沉降時,土工

格室的豎向?qū)娱g距應符合現(xiàn)行《公路土工合成材料應用技術規(guī)范》

(JTG/TD32)的規(guī)定要求。

征求意見稿

28

6路基防護與支檔

6.1一般規(guī)定

6.1.1土工格室可用于路基邊坡坡面防護、風沙防護和加筋土擋

墻等支檔結(jié)構(gòu)。

6.1.2路基防護與支檔設計應結(jié)合地質(zhì)、水文、氣候環(huán)境、邊坡

形態(tài)、周邊地形及功能需求等條件綜合考慮,可采用土工格室或與其

它工程材料(土工布等)、工程措施相結(jié)合的綜合措施。

6.1.3土工格室用于工程護坡時,可采用側(cè)壁帶孔的土工格室,

防護工程邊坡坡率不應陡于巖土穩(wěn)定邊坡坡率。

6.1.4當需要考慮土工格室材料受力時,應進行強度折減,強度

折減系數(shù)可按表3.2.7-1取值。

6.2邊坡防護

征求意見稿

6.2.1土工格室用于路基邊坡防護一般用于坡面生態(tài)防護,應在

邊坡穩(wěn)定的前提下進行。應根據(jù)邊坡坡率、巖土體性質(zhì)和防護目的,

選擇合適的土工格室尺寸。

6.2.2土工格室可單獨用于坡面生態(tài)防護,也可與鋼筋混凝土框

架或漿砌片石骨架共同進行坡面防護。用于坡面生態(tài)防護的土工格室,

其性能應滿足表3.2.2-1和表3.2.3-1的要求。

6.2.3土工格室用于坡面防護時,每級坡高不應超過l0m。當坡

率緩于或等于1:0.75時,可采用平鋪式;當坡率陡于1:0.75時,宜采

用疊置式,土工格室疊置的寬度不得小于100cm,如圖6.2.3。

29

6.2.4土工格室防護邊坡應采用錨桿進行固定,錨桿宜采用φ12

鋼筋,錨孔直徑宜為φ38~42mm,孔內(nèi)灌注M30砂漿,在土層或全

風化~強風化巖層中,錨桿入土深度宜為50~100cm,在中等~弱風

化巖層中入巖層深度不應小于30cm。采用平鋪式時,每隔三個焊點

宜設一個固定錨桿,在坡面上呈上密下疏布置,布置的水平、垂直間

距可參考表6.2.4確定;采用疊置式時,在斷面上每級臺階應設置一

個固定錨桿,錨桿的水平間距可參考表6.2.4確定。

a)平鋪式護坡b)疊置式護坡

圖6.2.3征求意見稿土工格室坡面生態(tài)防護結(jié)構(gòu)形式

表6.2.4土工格室錨桿錨固長度和布置間距

邊坡坡率與巖性錨固長度(m)豎直間距(m)水平間距(m)

土質(zhì)0.75~1.00.75~1.01.0~1.5

1:0.5

巖質(zhì)0.5~0.751.0~1.51.0~1.5

土質(zhì)0.5~0.751.0~1.51.5~2.0

1:1.0

巖質(zhì)0.3~0.51.5~2.01.5~2.0

土質(zhì)0.5~0.751.5~2.01.5~2.0

1:1.5

巖質(zhì)0.3~0.51.5~2.01.5~2.0

注:錨桿長度=錨固長度+格室高度

6.2.5土工格室坡面生態(tài)防護施工應符合以下要求:

1鋪設土工格室前應整平坡面,清除雜草、石塊、樹根等。

30

2土工格室應緊貼坡面鋪設,采用插件式聯(lián)接,對于平鋪式護坡,

土工格室應沿坡面自上而下鋪設,坡頂加強錨固;對疊砌式護坡,土

工格室應沿坡腳自下而上鋪設;坡頂、坡腳平鋪包邊寬度宜為0.5~

1.0m,并夯填加固。錨桿外露坡面部分應進行防銹處理。

3噴射客土應為土、肥料及含腐殖質(zhì)土的混合物?;靥钔粱驀娚?/p>

客土的厚度應滿足設計要求,無網(wǎng)包外露、空包或壓包現(xiàn)象。土工格

室內(nèi)回填土應使用振動板使之密實,靠近表面時應用潮濕的黏土回填,

并應高出格室面1~2cm。

4應將植物種籽和附著劑、紙纖維、復合肥、保濕劑及水等按一

定比例混合攪拌形成均勻混合液后,再采用專門的液壓噴播技術噴播

植物。

5雨季施工,應加蓋無紡織物或稻草、秸稈編織席,促進植物的

發(fā)芽生長。覆蓋物應在植物長出了后除去。

征求意見稿3~5cm

6應加強邊坡防護的養(yǎng)護管理,保持植物全苗、齊苗,并應注意

及時澆水、施肥和防治病蟲害。

6.2.6在多雨地區(qū)路基邊坡防護工程中,對于坡面排水,可設置

截水排水溝;對于地下排水,可根據(jù)現(xiàn)場工況選擇排水洞或排水盲溝

等措施。

6.3風沙防護

6.3.1土工格室可用于沙漠地區(qū)公路路基加固、邊坡防護、線外

固沙。

6.3.2當使用風積沙填筑的路堤高度大于1m時,可將土工格室

31

鋪設于路堤內(nèi)或路堤頂部,提高路堤的穩(wěn)定性。

6.3.3風積沙路堤存在風蝕、水蝕時,可采用土工格室防護邊坡。

6.3.4當公路周邊缺少常規(guī)線外固沙材料時,可將土工格室用于

線外固沙工程。

6.3.5用于邊坡防護和線外固沙的土工格室應考慮紫外線的影響。

土工格室室內(nèi)紫外線輻射強度為550W/m2照射150h的抗拉強度保持

率應大于80%。

6.3.6風積沙路基土工格室加固可采用表面全鋪法、多層土工格

室路基全鋪法等結(jié)構(gòu)形式,如圖6.3.6所示。

a)土工格室表面全鋪法

征求意見稿

b)多層土工格室路基全鋪法

圖6.3.6土工格室用于風積沙路基加固的結(jié)構(gòu)形式

6.3.7可采用土工格室加固沙漠路基頂層用作底基層,其上應設

置厚度不小于12cm的級配砂礫層。二級以上公路宜為(4-5)m×7.6m,

其他等級公路可參照此設計。土工格室高度根據(jù)使用要求推薦尺寸為

80-150mm,焊點間距為300-360mm為宜。

6.3.8用于風沙防護的土工格室可采用5cm、10cm、15cm、20cm

32

等高度,焊距宜為高度的4~8倍。

6.3.9可采用土工格室側(cè)限法提高風積沙路堤邊坡穩(wěn)定,其結(jié)構(gòu)

形式如圖6.3.9。土工格室的規(guī)格、敷設寬度及高度應根據(jù)路基寬度

和高度等確定。宜采用片材厚度大于1mm,高20cm、焊距30~40cm、

展開寬度1.0~1.5m的土工格室。

圖6.3.9土工格室側(cè)限法結(jié)構(gòu)圖

6.3.10土工格室應用于沙漠地區(qū)公路邊坡防護時,應將土工格室

平鋪于坡面上,并用錨釘固定,再覆草籽和有機土于格室室內(nèi)。錨釘

長度不宜小于0.5m,橫向間距不宜大于1.5m、縱向間距不宜大于0.5m。

高出土工格室的營養(yǎng)土厚度宜為征求意見稿1cm。

6.3.11土工格室可用作線外固沙,土工格室固沙應將沙障設置于

公路主風向側(cè)。

6.4加筋土擋墻

6.4.1土工格室加筋土擋墻結(jié)構(gòu)型式可采用有面板和無面板兩種。

有面板的土工格室加筋土擋墻,面板常采用預制構(gòu)件或石籠結(jié)構(gòu)墻面,

墻面采用直立式或臺階式;無面板的土工格室加筋土擋墻,墻身采用

土工格室加填料修建而成,墻面采用格室內(nèi)植草喬灌木綠化,常用墻

面坡率為1:0.5、1:0.466和1:0.3。

33

(a)有面板(b)無面板

圖6.4.1土工格室加筋土擋墻結(jié)構(gòu)型式圖

6.4.2用于修建土工格室擋墻的土工格室網(wǎng)格大小宜為

400mm×400mm,高度為100mm-200mm,其節(jié)點及條帶的極限抗拉

強度≥1.8kN/cm,延伸率≤10%。

6.4.3采用的土工格室筋材長度除應滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求外,還

應符合下列規(guī)定:土工格室最小長度宜大于0.8倍墻高,且不小于5m;

當墻高大于6.0m時,為控制擋土墻變形,宜在擋土墻中下部加設長

度不小于2.0m的格室拉筋帶,拉筋帶間距不宜大于0.3m。

6.4.4單級墻高不宜大于征求意見稿12m;當采用多級墻時,每級墻高不宜

大于10m,上下級墻體之間宜設置寬度不小于2m的平臺。單級墻高

大于12m時填料應慎重選擇。

條文說明

國內(nèi)在已修建的加筋土擋墻中除用砂礫和黃土填料外,單級墻高大于12m

者很少。單級墻高大于12m,宜選擇粗粒土、黃土等作填料,也可根據(jù)具體情況

做特殊設計。

6.4.5土工格室加筋土擋墻應有防水、排水設施,頂面應設置柔

性封閉層。

條文說明

當加筋體中填料處于飽和狀態(tài)時,將在擋墻后產(chǎn)生水壓作用,同時降低土與

34

土工格室間的摩擦力;若水中含對土工格室有腐蝕性的鹽類時,將縮短土工格室

的使用年限,因此,對加筋體內(nèi)的水及其周圍有害的水必須采取措施,迅速排出。

6.4.6加筋體橫斷面上土工格室一般采用等長布置,當受地形、

地質(zhì)條件限制時,也可采用不等長布置。土工格室的鋪設方式、鋪設

層數(shù)和鋪設范圍應滿足穩(wěn)定性的要求通過計算確定,可采用4.2.4節(jié)

提供的穩(wěn)定性分析方法計算。

條文說明

當加筋土擋墻較高,且地基承載力不受控制時,墻的下部范圍可鋪設較短的

土工格室,特別是受地形、地質(zhì)條件限制時,縮短下部土工格室長度,可減少開

挖土方量。但當擋墻較低或地基承載力較低時,為達到應力擴散減小地基受力,

則應采用等長布置。

6.4.7擋土墻基底可做成水平或結(jié)合地形做成臺階形,每個臺階

長度不應小于2.0m,相鄰臺階高差不宜大于2.0m。

6.4.8加筋土擋墻墻趾的埋置深度應根據(jù)地形、地質(zhì)、水流沖刷、

凍融條件,以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和地基整體穩(wěn)定等要求確定。土質(zhì)地基和風征求意見稿

化層較厚難以全部清除的巖石地基,加筋土擋墻墻趾的埋置深度不應

小于0.6m,并滿足防沖刷和防凍脹要求。

6.4.9斜坡上的加筋體應設寬度不小于1m的護腳,加筋土擋墻基

礎埋置深度從護腳頂面算起。

條文說明

對于設置在斜坡上的加筋土擋墻,應在墻腳設置寬度不小于1m的護腳,以

防止前沿土體在加筋土體水平推力作用下剪切破壞,導致加筋土擋墻喪失穩(wěn)定性。

6.4.10路堤兩側(cè)均采用加筋土擋墻時,土工格室應錯開鋪設,避

免重疊。

6.4.11軟弱地基上的加筋土擋墻,當?shù)鼗休d力不能滿足要求時,

35

應進行地基處理。

條文說明

地基處理可選用換填砂礫(碎)石墊層、擠密樁、拋石擠淤、土工合成材料

等方法處理。

6.4.12加筋土擋墻應根據(jù)地形、地質(zhì)、墻高等條件設置沉降縫。

其間距:土質(zhì)地基為10-30m,巖石地基可適當增大。沉降縫寬度一

般為1-2cm,可采用瀝青板、軟木板或瀝青麻絮等填塞。

條文說明

為避免因地基支承條件的差異而引起的不均勻下沉,加筋土擋墻墻面應設置

縱向沉降縫。

6.4.13加筋體土工格室鋪設位置、層數(shù)及長度,應考慮地形地貌、

工程地質(zhì)、氣候水文條件、荷載作用情況、施工條件、填料類型、工

程造價等因素并通過穩(wěn)定分析驗算綜合確定。

6.4.14加筋土擋墻所用的填料應因地制宜,合理選用,一般應符

合以下要求:征求意見稿

(1)應選擇易于填筑和壓實的填料,不應對土工格室產(chǎn)生腐蝕

作用。優(yōu)先選用具有一定級配、滲水性強的中粗砂、砂礫和碎(礫)

石等材料;碎石土、黃土、中等液限的黏性土、穩(wěn)定土及滿足質(zhì)量要

求的工業(yè)廢渣也可采用;不應采用淤泥、腐殖土等。

(2)與土工格室接觸部分的填料避免含有尖銳棱角的塊體,填

料的最大粒徑不應超過10cm。

(3)浸水地區(qū)應采用滲水性良好的土做填料。在擋墻內(nèi)側(cè)應設

置反濾層或鋪設透水土工織物。

條文說明

36

我國幅員遼闊,填料特性區(qū)域差異明顯,目前仍無法制定出適合各地條件的

土工格室加筋土擋墻填料技術指標。條文僅對填料提出了原則要求,未過多給出

具體規(guī)定。

6.4.15加筋土擋墻穩(wěn)定性計算可4.2.4節(jié)的方法進行,特殊設計

時宜通過數(shù)值分析進行穩(wěn)定性校核、沉降和變形計算。

6.4.16加筋土擋墻的抗震強度和穩(wěn)定性驗算應符合《公路工程抗

震規(guī)范》(JTGB02)的規(guī)定。

6.4.17加筋土擋墻每層土工格室結(jié)構(gòu)層以壓實度和平整度指標

進行檢查驗收。

(1)壓實度指標必須滿足設計要求。

(2)平整度要求同一結(jié)構(gòu)層高度相差不超過2cm。

征求意見稿

37

7土工格室施工要點

7.1一般規(guī)定

7.1.1土工格室應采用黑色封皮包裝,運輸、儲存和堆放應避免

陽光曝曬或冬天受凍,并保持通風、干燥和遠離高溫源。在儲存土工

格室前和施工中均應保證材料的完好性,嚴禁使用有斷裂或破損的土

工格室施工。

7.1.2施工中,應合理選擇施工機具,減少施工對土工格室的損

傷。用于隱蔽工程的土工格室材料,鋪設后應及時回填、覆蓋。

7.1.3土工格室施工時,應使主受力方向與格室強度高的方向一

致。在主受力方向宜避免聯(lián)接,應根據(jù)設計長度確定土工格室的剪裁

長度,必須聯(lián)接時可采用聯(lián)接棒或鋼筋條等有效方式聯(lián)接。橫向相鄰

兩幅土工格室應相互搭接,搭接寬度不宜小于20cm,不同層面的搭

接位置應相互錯開。征求意見稿

條文說明

土工格室可采用多種連接方式,如現(xiàn)場焊接、現(xiàn)場鉚接、扎孔穿繩連接、專

用插件連接等,要求不同層面的搭接位置相互錯開是為了增加加筋的整體效應。

各種連接方式的效果見表7.1.5。

表7.1.5土工格室各種連接方式效果

連接方式連接強度施工環(huán)境要求連續(xù)時效連續(xù)質(zhì)量穩(wěn)定性

焊接較好嚴格好差

鉚焊一般一般差一般

打孔穿繩一般一般一般一般

專用插件好不要求好好

注:專用插件是使用與土工格室相同材料注射成型的合頁狀塑件,是較好的連接方式。

7.1.4土工格室鋪設時,不得褶皺和損壞,鋪設后及時填充路基

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填料,以便覆蓋。土工格室鋪設完成后應在2d內(nèi)填筑填料

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