土工格柵加筋碎石墊層軟基加固機(jī)理
土工格柵加筋碎石墊層之所以具有很好的軟土地基加固效果,主要是發(fā)揮了“土工合成材料-土”之間的協(xié)同作用,由土工材料和土形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)各方面荷載。
具體如下。
1) 土工合成材料和土、墊層之間的共同作用。土工合成材料由兩部分組成,上部分為土,下部分為墊層,其通過加強(qiáng)截面摩擦力實(shí)現(xiàn)作用,上部荷載傳遞到土工合成材料后,土工合成材料將其均勻傳遞到下部,讓下部結(jié)構(gòu)一起承擔(dān)荷載,進(jìn)而提高地基整體承載能力。因?yàn)橥凉ず铣刹牧峡梢詳U(kuò)散應(yīng)力,所以其應(yīng)用可以有效避免路基不均勻沉降問題的發(fā)生,還可以緩解和約束路基側(cè)向變形,進(jìn)而達(dá)到維護(hù)路基穩(wěn)定性的目的。
2) 墊層與樁的共同作用。樁插入墊層,引發(fā)墊層變形,促使樁和墊層共同承擔(dān)荷載,在這個(gè)過程中,墊層與土工合成材料之間結(jié)合形成復(fù)合墊層,該復(fù)合墊層具有加快排水、加快地基固結(jié)速度的作用。
3) 樁與樁間土、土工合成材料之間的共同作用。在特定樁長(zhǎng)范圍內(nèi),樁側(cè)土?xí)a(chǎn)生正、負(fù)摩阻力,共同承擔(dān)路基上部荷載。將土工格柵包裹在碎石樁外面,碎石在土工格柵的張拉作用下就會(huì)緊緊形成一個(gè)整體,約束樁體,避免其發(fā)生側(cè)向變形的同時(shí)防止碎石樁鼓脹破壞,達(dá)到提高碎石樁承載能力的目的。在運(yùn)用碎石樁加固地基時(shí),從某種角度來說對(duì)樁間土起始靜水壓力的產(chǎn)生形成了一定的抑制作用,有助于提高路基整體穩(wěn)定性。
另外,施工實(shí)踐證明,公路軟基工程施工中應(yīng)用土工格柵加筋碎石墊層具有以下規(guī)律。
1) 控制素墊層厚度處于合理范圍對(duì)于減小基礎(chǔ)沉降具有一定的優(yōu)勢(shì)。
2) 墊層加筋不僅可以提高墊層整體剛度,而且能避免墊層發(fā)生壓縮變形。
3) 土工格柵加筋碎石墊層的穩(wěn)定效果隨著土工格柵層數(shù)的增加而增加。
4) 松散狀態(tài)的碎石墊層在土工格柵的作用下會(huì)形成一個(gè)整體,其具有較強(qiáng)的抗彎能力,同時(shí)土工格柵兩側(cè)具有較大的剪應(yīng)力和摩擦力,可以對(duì)土體側(cè)向變形進(jìn)行約束,進(jìn)一步提高地基承載能力,防止地基沉降問題。一般來說,加荷初期格柵就已經(jīng)開始發(fā)揮作用,但是如果荷載程度較小,土工格柵對(duì)于地基的加固效果不明顯,隨著荷載的增加,加筋墊層和土層之間的性質(zhì)差異越來越大,所以具備了較素墊層更高的穩(wěn)定性,土工格柵對(duì)于地基的加固作用也得以充分體現(xiàn)。
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