土工格室-碎石桩双向增强复合地基大比例室内模型试验简介

　　为分析不同地基对其加固后的路基竖向承载力和竖向变形的影响，设计并完成了单纯软基、土工格室加筋地基、碎石桩复合地基和土工格室-碎石桩复合地基4组大比例室内模型试验，分析了经格室加筋垫层、碎石桩和土工格室-碎石桩加固后的路基竖向承载力和竖向变形变化规律。结果表明:经土工格室-碎石桩双向增强复合地基处治后的路基承载力大于单一碎石桩复合地基和单一土工格室加筋地基;土工格室加筋垫层具有良好的筏板和应力均化作用，从而使碎石桩桩顶沉降量明显减小，加筋垫层对路堤荷载下桩端沉降的影响不大;路堤荷载下，碎石桩桩顶沉降量小于同平面桩间土沉降量，土工格室节省土地资源，大于桩端沉降量，以致路堤荷载下复合地基中桩间土先于桩体发生破坏。

　　随着对复合地基理论认识的提高以及实践经验的积累，多种形式组合的复合地基技术已在软基处治中日益发展。由竖向增强体(桩体)和水平向增强体(土工加筋体)联合而成的双向增强复合地基，因其博采竖向桩体复合地基和水平向加筋体复合地基之长，可大幅度提高地基承载力，减少地基沉降量，达到技术经济效益，从而被广泛应用于公路、铁路等软基处治工程。试验研究可直接揭示研究对象的某些特性，为理论分析提供良好的基础。室内模型试验具有投资相对较少、时间灵活、影响因素易控制等优点，土工格室，成为揭示研究对象工作机理，探讨发展规律等的重要手段之一。目前，关于二维土工合成材料(如土工格栅等)与粘结材料桩(如混凝土桩等)组成的双向增强复合地基的试验研究相对较多，但有关土工格室(三维土工合成材料)与碎石桩(散体材料桩)组成的双向增强复合地基试验研究鲜有文献报道。陈艳平等曾对土工格室碎石垫层-碎石桩双向增强复合地基进行过室内模型试验研究，但该试验是按近1∶10的比例模拟现场研究对象，存在模型缩尺效应等问题。

土工格室坡面侵蚀水流含沙量的变化

　　侵蚀过程中水流含沙量的变化是产沙、水沙关系消长及演变过程的重要指标，实验中重点观测了不同坡度和水流条件下径流含沙量的变化过程，可见相同流量不同坡度条件下土工格室坡面侵蚀水流含沙量随时间变化过程的实验观测结果。

　　在相同流量、不同坡度条件下，土工格室坡面流的含沙量随径流过程表现为总体较平稳下降，后趋于相对稳定的变化趋势，但坡度越大，土工格室坡面流的含沙量越大。一方面是由于初期坡面浮土的存在，另一方面是因为在冲刷初期坡面相对较平整，阻力较小，用来挟带泥沙颗粒的能量较大。随着冲刷的进行，阻力不断增大，水流挟沙能力降低，当坡面的补给与侵蚀能力处于平衡时，便形成稳定的坡面流含沙量。

　　坡面径流的侵蚀能力随着坡度增大和流量的增加而持续增加，说明坡度越陡，坡面流流量越大，土工格室防冲浊，坡面受到的侵蚀越严重，土壤侵蚀率越高．同时流量的增大，也使得坡面流相对动能增加，水流的挟沙能力增强。另外， 通过观察不同流量下侵蚀率随坡度的变化曲线发现，随着流量的增加，曲线由缓变陡，即流量越大，其对侵蚀量的影响越大。

土工格室（非土工格栅）施工方法：

       1、工作面

       应尽量保持工作面平整，尤其是坡面，必要时进行人工修坡。但由于某些原因，工作面无法平整时，应集中精力，避免格室焊点开裂，否则后果不堪设想。

       2、排水

       铺装格室的边坡应设置主排水沟且令其与公路边沟相连通，土工格室负担支撑，以便于路面积水能及时排除。

       3、铺设

       格室应以主受力方向，由上向下铺设，使格室受力方向垂直于公路路基，决不可横向铺设。充分张开格室组件，并在每个格顶部钉入一个钩形铆桩，然后固定桩、张开格室。

       4、填充

       格室张开并铆紧后，填入泥土并拍打结实。

       5、复查

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