宋時良  蘇凡

【摘要】：對市政工程中的河道建設項目而言，河道兩側的駁坎施工工序十分重要。如何應用合理的科學方式改善駁坎施工工藝，提高河道建設的總體水平，是一項非常艱巨的工作。為此，通過對相關河道工程實例的不斷探索、研究及經驗總結，逐步開始應用土工織物加固軟土地基的方法，有力地保證了駁坎工程的施工質量，取得了良好的處理效果，促進了河道建設事業的高速、穩定發展。
【關鍵詞】：土工織物    加筋     加固     軟土地基    體會
1、引言
土工織物是巖土工程領域中一種新型建筑材料，是由聚合物形成的纖維制品的總稱。目前在市政工程中已被廣泛地應用于軟土地基處理中。
土工織物是工業發展的產物，出現已經有100多年的歷史，但應用于土建工程則是30年代末才開始的。首先是將塑料薄膜作為防滲材料應用于水利工程。到50年代末，土工織物開始應用于海岸護坡工程。直到70年代末，隨著無紡織物的推廣，土工織物才以很快的速度發展起來，從而在巖土工程學科中形成一個重要的分支。1977年在法國巴黎舉行的第一次國際土工織物會議上，J.P.Giroud把它命名為“土工織物”(Geotextile)，并于1986年在維也納召開的第三屆國際土工織物會議上將它稱之為“巖土工程的一場革命”。
從60年代中期到70年代末，有紡織物開始在我國應用于河道、涵閘及防治路基翻漿冒泥等工程；80年代初，無紡織物開始在鐵路工程上試用；80年代中期，土工織物才在我國的水利、鐵路、公路、軍工、港口、建筑、礦冶和電力等領域逐漸推廣應用。
土工織物根據制造工藝不同，可分為有紡型土工織物、編織型土工織物、無紡型土工織物。其又被稱為土工聚合物，具有高抗拉強度，耐久性、耐腐蝕性，質地柔韌，能與砂土很好地結合，組合成加筋土復合地基，有效地提高土的抗剪強度、抗拉性能，增強土體的整體性和連續性。對于其加固機理，早在20世紀60年代，Henri Vidal就用三軸試驗發現了在砂土中加入少量纖維后，土體的抗剪強度可提高4倍以上的形象，近年來，我國巖土工作者也在試驗室中證明了在砂土中加筋可有效地提高土體的地基承載力，減少地基豎向沉降量，有效地克服土體整體性差及連續性差的性能。由于加筋土具有以上的性能，且具有價格低廉的特點，使其在工程中具有廣泛的應用前景。
現筆者通過下述工程實例，詳細介紹用土工織物加固擋土墻軟土地基的的方法及體會。
2、工程實例
2.1工程概況
擬建駁坎采用重力式毛石擋土墻，墻高為6米，要求地基土的承載力為250kPa,而基底的地質情況自上而下為：①粘土，厚約0.7～2米,飽和，軟塑；②淤泥質土，厚度約22-24米，飽和，流塑為主，局部軟塑；③細砂層，厚約5～10米，含淤泥質土及有機質，飽和，稍濕；④卵石層，厚度分分布不均，約0～2.2米，稍密；⑤風化中砂巖。其中粘土及淤泥質土承載力為70kPa,顯然地基要做加固處理。
2.2地基墊層的加筋強化處理
加固可采用換填法用砂礫石進行換土處理，但由于墊層的松散性，根據以往經驗，用砂石墊層處理的地基時常存在沉降大、均勻性差的特點，往往造成上部結構裂縫、不均勻沉降的形象，本工程為6米高的毛石擋土墻，高度大，又由于墻上有3米高的圍墻，如果出現擋土墻不均勻沉降、裂縫，將會造成較為嚴重的后果，故須對墊層采用加固處理，經過經濟技術分析，決定采用對砂礫石墊層進行加筋強化處理。加筋處理的方法為：首先對開挖至基底設計標高并鋪一層200mm厚的碎石墊層，然后的其上鋪1層土工織物，再在其上200厚砂礫石，用黃砂找平后用壓路機壓實；第二層用裝砂石的土工織物袋鋪設，其空隙用礦渣填平，土工袋上鋪100厚的碎石，壓路機壓實。其上再重復鋪設土工織物→碎石→壓實，直到墊層的設計厚度，本工程墊層厚為1米，共4層土工織物，兩層袋裝砂石。
此法施工快，機具簡單，投資省，經過幾年的使用,表明加固效果好，建設及施工單位均十分滿意。
3、幾點體會
為達到加筋土的加固效果，必須對加筋土施工工藝、施工質量進行嚴格控制：
一、土工織物應預加初期應力，且其端部應有可靠的錨固，以發揮土工織物的抗拉強度，錨固愈牢固，承載力提高愈多，地基中的應力分布愈均勻，土工織物端部的固定，靠端部折起鋪設長度來保證，把端部折起包裹砂體，以增加其握裹力，保證使用期間不被拔出。
二、施工程序對加筋效果有重大的影響，施工時應讓土工織物盡早處于受拉狀態，土工織物抗拉強度只有在變形時才得以發揮，所以施工時不允許土工織物發生折皺，把土工織物盡可能拉平拉緊。為了使土工織物在受荷初期有足夠的應變，可按下列程序施工：①鋪土工織物；②拉平拉緊兩端；兩端折起包裹砂礫并兩端填砂；③中心填砂；④兩端砂增高；⑤最后，中心填砂。按此方法施工時可使土工織物盡早形成波浪形被拉緊，使其在受荷初期發揮作用。
三、土工織物加筋墊層的施工宜采用水平鋪土工織物與土工織物碎石袋墊層交替鋪設，以綜合發揮袋裝墊層的搞彎性好、撓曲剛度大、擴散效果好及平鋪墊層的整體性的連續性好的優點。
4、結束語
土工織物加筋墊層加固軟土地基是一種行之有效的、經濟合理、安全可靠、簡單易行的方法，但目前有關文獻介紹的僅是定性的、經驗的成分較多，尚缺乏嚴謹的理論計算公式、可靠充分的測試數據來加以說明，這些還有待理論工作者和廣大工程技術人員的不斷探索。
參 考 文 獻
[1]：王偉、楊志，土工織物與土相互作用的機理【J】.無錫輕工業大學學報，1993，18（3）：107-112。
[2]：《地基處理手冊》編寫委員會 地基處理手冊 北京 中國建筑工業出版社 1993；
[3]：張誠厚、袁文明、戴濟群 高速公路軟基處理 北京 中國建筑工業出版社 1998。