土工格室处治路基差异沉降

1、.螇蚈羇莇蚃螇聿膀蕿螆膁莅蒅螅袁膈蒁螄肃蒄蝿螄膆芇蚅螃芈蒂薁螂羈芅蒇螁肀蒀莃袀膂芃蚂衿袂葿薈袈羄芁薄袈膇薇蒀袇艿莀螈袆羈膃蚄袅肁莈薀袄膃膁蒆羃袃莆莂羂羅腿蚁羂肇莅蚇羁芀芇薃羀罿蒃葿罿肂芆螈羈膄蒁蚄羇芆芄薀肆羆葿蒅蚃肈节莁蚂芁蒈螀蚁羀莁蚆蚀肂薆薂蚀膅荿蒈虿芇膂螇蚈羇莇蚃螇聿膀蕿螆膁莅蒅螅袁膈蒁螄肃蒄蝿螄膆芇蚅螃芈蒂薁螂羈芅蒇螁肀蒀莃袀膂芃蚂衿袂葿薈袈羄芁薄袈膇薇蒀袇艿莀螈袆羈膃蚄袅肁莈薀袄膃膁蒆羃袃莆莂羂羅腿蚁羂肇莅蚇羁芀芇薃羀罿蒃葿罿肂芆螈羈膄蒁蚄羇芆芄薀肆羆葿蒅蚃肈节莁蚂芁蒈螀蚁羀莁蚆蚀肂薆薂蚀膅荿蒈虿芇膂螇蚈羇莇蚃螇聿膀蕿螆膁莅蒅螅袁膈蒁螄肃蒄蝿螄膆芇蚅螃芈蒂薁螂羈芅蒇螁肀蒀莃袀膂芃蚂衿袂

2、葿薈袈羄芁薄袈膇薇蒀袇艿莀螈袆羈膃蚄袅肁莈薀袄膃膁蒆羃袃莆莂羂羅腿蚁羂肇莅蚇羁芀芇薃羀罿蒃葿罿肂芆螈羈膄蒁蚄羇芆芄薀肆羆葿蒅蚃肈节莁蚂芁蒈螀蚁羀莁蚆蚀肂薆薂蚀膅荿蒈虿芇膂螇蚈羇莇蚃螇聿膀蕿螆膁莅蒅螅袁膈蒁螄肃蒄蝿螄膆芇蚅螃芈蒂薁螂羈芅蒇螁肀 蚀薂袁芁薆薁羃蒆蒂薀肅艿莈蕿膇肂蚇薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肂芆莅蚆螁聿莁蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莂蒂蚂袈膅莈蚁羀莁芄螀肃膃薂螀螂荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿肃薅螅羁芈蒁螄肃肁莇袄螃芇芃袃袅聿薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿衿羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆薃罿膃节薂膁莈蚀薂袁芁薆薁羃蒆蒂薀肅艿莈蕿膇肂蚇薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肂芆莅蚆螁聿莁蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莂蒂蚂袈膅莈蚁羀

3、莁芄螀肃膃薂螀螂荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿肃薅螅羁芈蒁螄肃肁莇袄螃芇芃袃袅聿薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿衿羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆薃罿膃节薂膁莈蚀薂袁芁薆薁羃蒆蒂薀肅艿莈蕿膇肂蚇薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肂芆莅蚆螁聿莁蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莂蒂蚂袈膅莈蚁羀莁芄螀肃膃薂螀螂荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿肃薅螅羁芈蒁螄肃肁莇袄螃芇芃袃袅聿薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿衿羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆薃罿膃节薂膁莈蚀薂袁芁薆薁羃蒆蒂薀肅艿莈蕿膇肂蚇薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肂芆莅蚆螁聿莁蚅羄 2 设计2.1土工格室处治路基差异沉降2.1.1土工格室处治填挖交界处路基差异沉降不均匀沉降问题较为突出，为有效地解决

4、这一问题，可采用土工格室处治方法。处治断面各布置两层格室，填方部分采用满铺方式，挖方部分伸入12m。具体设计见图2-1。图2-1 土工格室处治填挖交界处路基差异沉降图2.1.2土工格室柔性搭板处治路桥过渡段路基差异沉降楔形柔性搭板是利用土工格室加固层新颖的立体结构和独特的加固机理，形成整体性好、刚度较大的柔性结构层，采用模量渐变原理，同时考虑地基和路基两部分沉降因素，在路桥过渡段设置楔形加固区，柔性结构层一端固定于桥台，另一端与路基相连，实现刚性桥台与柔性路基模量的平稳过渡，消除过大的差异性沉降，形成平缓的沉降过渡段，达到防治桥台跳车之目的。1设计原则柔性搭板设计应遵循“技术可行、施工方便、造

5、价经济、效果明显”的设计原则。2设计计算及参数取值（1）柔性搭板布置型式柔性搭板布置按桥台类型（重力式、桩柱式、肋板式）的不同而分为三种基本型式，如图所示。(a) 重力式(b) 肋板式(c) 桩柱式图2-2 楔形柔性搭板布置型式（2）柔性搭板适用范围柔性搭板处治台背跳车的适用性主要体现在其对地基条件的要求上；即台背地基的工后沉降要满足公路软土地基设计与施工技术规范规定小于等于10cm的要求;计算不符合要求时，必须对台背地基进行处理。（3）填料土工格室填充料可与路基填料一致，但最大粒径不得大于5cm；当换填高模量、容易压实的填料而又不明显提高造价时，宜采用换填方案。（4）土工格室材料要求土工格室

6、的规格和性能指标必须满足以下要求：土工格室规格：焊距40cm，格室高度15cm，格室板材厚度1.25mm;主要技术指标：材料拉伸强度20Mpa，拉伸模量650Mpa，常温剥离强度100N/cm，低温脆化温度-23,使用寿命大于30年。（5）柔性搭板设计要素 布置间距柔性搭板布置从上往下由密渐疏，一般顶部层间距在1m左右，底部层间距在2m左右，中间的间距在1m到2m逐渐过渡。 布置层数柔性搭板布置层数视地基条件和路堤高度而定。一般情况下，当地基条件较差、填土较高时，布置35层，地基条件较好时，布置23层。 布置长度柔性搭板按楔形布置，自上而下长度逐渐减短；顶层需布置812m，底层布置34m,中间

7、几层逐渐过渡。布置宽度为整个路基横断面。 柔性搭板布置厚度当地基条件较差时，柔性搭板顶部（紧靠路基顶面）须连续布置45层土工格室，可把下面23层长度减短为4m,地基条件较好时，布置23层。 （6）柔性搭板与桥台的连接方式在条件容许的情况下，柔性搭板必须固定于桥台上，两者的锚固力1KN。柔性搭板与桥台的连接方式如图所示。当柔性搭板无法固定时（桩柱式桥台），须把土工格室伸入桥台里面一定长度，部分起到固定端的作用。2.2土工格室在支挡结构中的应用2.2.1土工格室在生态护坡中的应用土工格室生态护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播施工的一种护坡技术。

8、利用土工格室为草坪植物生长提供稳定、良好的生存环境。采用土工格室生态，可使不毛之地的边坡充分绿化，带孔的格室还能增加坡面的排水性能。1. 护坡型式与适用条件各地区均可应用，特别是在有养护用水供应条件的干旱、半干旱地区能发挥其独特优势。边坡坡率不陡于10.5的任何稳定黄土边坡。当坡率缓于11时，采用平铺式生态护坡型式；当坡率陡于11而缓于10.5时，采用叠置式护坡型式（见图2-3）。无论采用哪一种护坡型式，每级坡高不应超过10m。图2-3 土工格室生态护坡设计型式断面示意图2. 设计计算方法这里设计计算方法由平铺式土工格室生态护坡型式推导得来，主要适用于平铺式土工格室护坡。（1）土工格室生态护坡

9、的破坏模式工程实践表明，土工格室种植土坡面防护体的破坏主要有两种类型：格室焊接部位剥离，引发格室土体系的渐进破坏；格室防护体系沿原坡面发生整体剪切下滑。格室焊接部位的剥离破坏格室由焊接部位的钎钉固定于坡面。若钎钉数量偏少，或钎钉施工质量较差，则提供抗滑阻力的钎钉受力增大，传递到格室连接部位的局部应力增大，可观察到该处出现明显的塑性变形。当某个连接部位的局部应力超过其焊接点的剥离强度时，局部应力的重分布使得相邻焊接点相继破坏，导致周围格室逐一散开，从而丧失对种植土的加固作用，坡面水流作用因而易在局部发生冲蚀。格室破坏主要受焊点的剥离强度控制。格室破坏引发的整个格室土防护体系的破坏呈渐进性发展特征

10、。格室土体系整体剪切下滑破坏当格室种植土防护体系的阻滑力不足以抵抗下滑力时，格室沿原坡面发生整体剪切下滑，致使边坡脚部第一排格室底部上翘。从而，经排水孔渗入的水流将上翘的格式中的种植土掏空。当第一排格室被掏空后，第二排格室开始上翘，并继续被水冲掏。依次进行，最终使得格室土体系的坡面防护作用完全实效。上述土工格室生态护坡的破坏模式要求设计时需计算格室土体系的抗滑稳定性、钎钉的合理布置间距、钎钉合理锚固长度。（2）稳定系数计算对土工格室加固边坡进行力学设计分析时，须将土工格室、格室固定钎钉和格式充填土作为一个整体结构物来考虑。充填种植土的土工格室在坡面上的受力情况见下图（如图2-4）。以单位宽度坡

11、面土工格室为研究对象，则坡面格室下滑力为F = G sin=tL sin式中 L 坡长，m；G 种植土加土工格室的平均重度，kN/m3；t 种植土的深度，与格室深度相同，m；坡角，°坡面格室的总抗滑力为 坡面土工格室防护体的安全系数为K = R/F （要求K1.5）式中：Ra 坡脚处土工格室提供的被动阻力或抗滑阻力，kN； Rs 格室土系统在坡面的抗滑力，kN；Rj 钎钉传递的附加阻力，kN。其中 式中：c充填土与基土界面上的粘聚力，kPa；充填土与基土界面上的内摩擦角，°；kp被动土压力系数。fj单位深度格室焊接点的剥离强度，kPa/m；s钎钉沿坡面纵向方向布置间距，m；

12、w钎钉沿坡面横向方向布置间距，m。图2-4 边坡坡面格室土系统受力分析图（3）钎钉布置间距、锚固长度及抗拔力确定钎钉间距由上文稳定系数计算公式可导出钎钉最大布置间距应满足下式：式中符号代表含义与上文安全系数计算相通。安全系数取值为K1.5。钎钉锚固长度钎钉的力学性质属侧向受力。钎钉锚固段最小长度为：式中符号代表含义与上文安全系数计算相同。安全系数取值为K1.5。此外，考虑到钎钉锚固的其他因素，锚固深度深入基土不得小于0.75m。固定钎钉应按格室间距的倍数交错布置。钎钉总长为： hs = h+t钎钉抗拔力钎钉的极限抗拔力取决于土层对于锚固段砂浆产生的最大摩阻力。则钎钉的极限抗拔力为：T =Dh式

13、中：D钎钉钻孔的直径(m)；锚固段周边砂浆与孔壁的平均抗剪强度(kPa)。抗剪强度除取决于地层特性外，还与施工方法、灌浆质量等因素有关，最好进行现场拉拔试验确定钎钉的极限抗拔力。在没有实验条件的情况下，对于黄土可取值为60130kPa。3. 设计步骤根据上述稳定分析，土工格室生态护坡设计步骤用下列框图2-5表示：图2-5 土工格室生态护坡设计步骤2.2.2土工格室在支挡挡墙中的应用土工格室生态柔性挡墙是由具有三维网状结构的土工格室和充填料组成的结构层，按一定坡度（1：0.251：0.5）层层叠加形成的一种新型支挡构造物。与常见的支挡构造物（重力式挡墙、轻型挡墙、加筋土挡墙等）相比，具有结构轻、

14、施工简便、造价低廉的优点，特别是其墙面格室内可植草种树，在公路建设中，能够满足恢复生态、绿化墙面、美化沿线景观的要求，应用前景广阔。1. 土工格室生态挡墙结构型式土工格室生态挡墙的结构型式分为路肩式挡墙和路堤式挡墙，如图2-6和图2-7所示。作用在挡土墙上的力系，包括填土自重及上覆荷载产生的土压力Ea，可分解为水平土压力Ex与垂直土压力Ey；墙身自重G；拉筋拉力Ti。图2-6 路肩式土工格室生态挡墙图2-7 路堤式土工格室生态挡墙2. 路肩式土工格室挡墙设计按荷载组合进行结构设计 ，挡土墙结构示意图如图2-6所示。设拉筋等间距布置，间距为x，共布设n层。可知：H=nx。（1）设计墙身宽度B1由

15、于挡土墙的墙身具有一定的柔性，在墙后填土及车辆荷载引起的土压力作用下，墙身必将产生一定的变形，但变形不宜过大，以保证挡土墙的正常工作及稳定性。考虑到土工格室的强度利用模数、土工格室与土体的协调变形和挡墙的整体性，以墙身的最大变形不超过墙宽的1.5%进行墙身宽度的控制标准。1）不考虑拉筋的作用，设计墙身宽度B1设计中分别从控制墙身的变形和保证挡土墙的整体稳定安全系数出发，设计墙身宽度，并取二者中的较大者。 控制墙身的变形分析根据库仑土压力理论，得到墙背土压力分布如图2-8所示。图2-8 墙背土压力分布其中：墙背摩擦角； 墙背倾角,当墙背俯斜时为正，仰斜时为负；库仑土压力系数，= （2-1）换算均

16、布土层厚度（m）；H墙背高度（m）；土工格室加筋填土的内摩擦角； 腿蒅葿袁羂莁蒈羄膈芇蒈蚃羀膃薇螆膆聿薆袈罿莇薅薈膄莃薄螀肇艿薃袂芃膅薂羄肅蒄薂蚄袈莀薁螆肄芆蚀衿袆膂虿薈肂肈蚈蚁袅蒇蚇袃膀莃蚆羅羃艿蚆蚅腿膅蚅螇羁蒃蚄袀膇荿螃羂羀芅螂蚂膅膁荿袄羈膇莈羆芃蒆莇蚆肆莂莆螈节芈莅袀肅膄莄羃袇蒂蒃蚂肃莈蒃螅袆芄蒂羇肁芀蒁蚇羄膆蒀蝿腿蒅葿袁羂莁蒈羄膈芇蒈蚃羀膃薇螆膆聿薆袈罿莇薅薈膄莃薄螀肇艿薃袂芃膅薂羄肅蒄薂蚄袈莀薁螆肄芆蚀衿袆膂虿薈肂肈蚈蚁袅蒇蚇袃膀莃蚆羅羃艿蚆蚅腿膅蚅螇羁蒃蚄袀膇荿螃羂羀芅螂蚂膅膁荿袄羈膇莈羆芃蒆莇蚆肆莂莆螈节芈莅袀肅膄莄羃袇蒂蒃蚂肃莈蒃螅袆芄蒂羇肁芀蒁蚇羄膆蒀蝿腿蒅葿袁羂莁蒈羄膈芇蒈

17、蚃羀膃薇螆膆聿薆袈罿莇薅薈膄莃薄螀肇艿薃袂芃膅薂羄肅蒄薂蚄袈莀薁螆肄芆蚀衿袆膂虿薈肂肈蚈蚁袅蒇蚇袃膀莃蚆羅羃艿蚆蚅腿膅蚅螇羁蒃蚄袀膇荿螃羂羀芅螂蚂膅膁荿袄羈膇莈羆芃蒆莇蚆肆莂莆螈节芈莅袀肅膄莄羃袇蒂蒃蚂肃莈蒃螅袆芄蒂羇肁芀蒁蚇羄膆蒀蝿腿蒅葿袁羂莁蒈羄膈芇蒈蚃羀膃薇螆膆聿薆袈罿莇薅薈膄莃薄螀肇艿薃袂芃膅薂 袃螆芃薅蚆肄节芅袁羀芁蒇蚄羆芀蕿羀袂艿蚁螂膁艿莁薅肇芈蒃螁羃莇薆薃衿莆芅蝿螅莅莈薂膄莄薀螇肀莃蚂蚀羆莃莂袆袂莂蒄蚈膀莁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂袈肆蒁蚅螄肅蚃袀膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薇螂袁肁蚀薄腿膀荿螀肅膀蒂薃羁腿薄螈袇膈莄薁袃膇蒆袆膂膆薈虿肈膅蚁袅羄膅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆肄节芅袁羀芁蒇蚄羆芀蕿羀袂艿蚁螂膁艿莁