本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，特別是涉及一種土工格柵。本發(fā)明還涉及使用這種土工格柵來(lái)施工路基的方法。

背景技術(shù)：

在鐵路或公路的路基施工過程中，通常在樁上方填筑有填料層。在填料層密實(shí)和鐵路或公路的運(yùn)行初期，填料層內(nèi)會(huì)逐漸形成土拱結(jié)構(gòu)。土拱結(jié)構(gòu)能夠很好地提高路基的力學(xué)性質(zhì)。

在填料層內(nèi)形成土拱結(jié)構(gòu)是一種自然現(xiàn)象，并且形成土拱結(jié)構(gòu)通常取決于在外界因素下(例如，車輛運(yùn)行產(chǎn)生的震動(dòng))，經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間的填料自然滑動(dòng)而形成，這不利于快速提高路基的力學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種土工格柵。在構(gòu)筑路基時(shí)，使用根據(jù)本發(fā)明的土工格柵可以在路基的填料層內(nèi)快速形成土拱結(jié)構(gòu)，由此有助于使路基快速達(dá)到良好的力學(xué)性能。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的土工格柵包括：平面狀的第一支撐體和面狀的第二支撐體。第二支撐體的相對(duì)的第一端部間隔開地連接在第一支撐體的同一側(cè)面上，在第二支撐體與第一支撐體之間形成有間隔。

在使用本發(fā)明的土工格柵構(gòu)筑路基時(shí)，填料層添加在第一支撐體上，而第一支撐體和第二支撐體之間的間隔保持為基本上不被填充。這樣，在完成填料層的填充之后，在壓實(shí)填料層期間，第一支撐體會(huì)壓力作用下朝向第二支撐體下凹進(jìn)入到間隔內(nèi)。這樣，處于第一支撐體上方的填料就會(huì)相應(yīng)地向下滑動(dòng)而在填料層內(nèi)形成土拱結(jié)構(gòu)。從整體上看，使用本發(fā)明的土工格柵構(gòu)筑路基期間，本發(fā)明的土工格柵有助于填料在較短的時(shí)間滑動(dòng)(無(wú)需或很少地借助于外界因素，例如車輛運(yùn)行產(chǎn)生的震動(dòng))而快速地在路基內(nèi)形成土拱結(jié)構(gòu)，這有利于快速提高路基的力學(xué)性質(zhì)。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二支撐體為弧面狀。在這種情況下，第一支撐體和第二支撐體之間的間隔就為弧形體，這與第一支撐體隨后的下凹形成的形狀相匹配，從而有助于在路基的填料層內(nèi)形成土拱結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二支撐體的剛度大于第一支撐體的剛度。這樣，在第一支撐體下凹進(jìn)入到間隔內(nèi)時(shí)，第二支撐體不會(huì)由于擠壓而產(chǎn)生大的變形，這就將第一支撐體的下凹程度限定在預(yù)定的范圍內(nèi)，進(jìn)而在使路基的填料層內(nèi)產(chǎn)生土拱結(jié)構(gòu)的情況下，不會(huì)使填料層發(fā)生過大的垮塌。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一支撐體和第二支撐體均為網(wǎng)狀體。網(wǎng)狀的第一支撐體和第二支撐體使得處于第一支撐體上方的填料能與地基良好地結(jié)合成一個(gè)整體，避免路基的填料層與地基發(fā)生分層，這對(duì)提高路基的穩(wěn)定性有重要作用。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二支撐體的對(duì)應(yīng)于第一端部的兩個(gè)邊緣部分處的網(wǎng)孔為三角形；第二支撐體的處于兩個(gè)邊緣部分之間的中間部分的網(wǎng)孔為四邊形，四邊形的一條對(duì)角線沿著相對(duì)的第一端部之間的連線而延伸。意外發(fā)現(xiàn)，在第二支撐體受到來(lái)自其上方物質(zhì)的擠壓力后，第二支撐體的兩個(gè)邊緣部分是最容易受拉變形的部分。為此，在第二支撐體的兩個(gè)邊緣部分創(chuàng)造性地使用了三角形的網(wǎng)孔，以利用三角形具有難以變形的特性防止第二支撐體在深度方向上發(fā)生大的變形。這是由于如果第二支撐體在深度方向上有變形，將難以將第一支撐體的下凹程度限定在預(yù)定的范圍內(nèi)，進(jìn)而不能在填料層內(nèi)形成預(yù)期的土拱結(jié)構(gòu)。在第二支撐體的中間部分使用了四邊形的網(wǎng)孔，可使得第二支撐體在水平方向上有適當(dāng)?shù)淖冃文芰Γ瑥亩墒沟诙误w能順應(yīng)擠壓而變形，避免被損壞。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該四邊形為菱形。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一支撐體的對(duì)應(yīng)于間隔的部分的網(wǎng)孔尺寸小于或等于所填筑的填料的顆粒尺寸。這樣，在向第一支撐體的上方填筑填料層的過程中，可防止填料大量漏到間隔內(nèi)，從而確保在隨后密實(shí)填料層期間，第一支撐體可向間隔內(nèi)下凹。

在一個(gè)實(shí)施例中，間隔為弧形體，弧形體的最大深度f(wàn)由以下方式得出，f＝kl，其中l(wèi)為第二支撐體與第一支撐體的兩個(gè)連接點(diǎn)之間的距離；k為安全系數(shù)，其取值在0.1到0.15之間。意外發(fā)現(xiàn)，弧形體的最大深度f(wàn)決定了土拱結(jié)構(gòu)的形貌和完整程度。由此，根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)實(shí)際需要，方便地調(diào)節(jié)弧形體的最大深度f(wàn)，進(jìn)而在填料層內(nèi)形成所需的土拱結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的路基施工方法，包括以下步驟：步驟一，在地基上間隔開地布設(shè)多個(gè)樁體，樁體的樁頭凸出到地基的表面之外到第一距離；步驟二，在多個(gè)樁體的樁頭上安裝根據(jù)上文所述的土工格柵，土工格柵的第二支撐體朝向地基并且第二支撐體與第一支撐體之間的間隔的最大深度小于或等于第一距離；步驟三，在土工格柵的第一支撐體的上方填筑填料，并將填料密實(shí)。

優(yōu)選地，樁頭與第二支撐體和第一支撐體相應(yīng)的連接點(diǎn)對(duì)齊。這樣，樁體對(duì)第二支撐體和第一支撐體的連接點(diǎn)起到支撐和保護(hù)作用，防止第二支撐體和第一支撐體在連接點(diǎn)處撕裂。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一支撐體為網(wǎng)狀體，在步驟三中，與第一支撐體相鄰的填料的顆粒尺寸大于或等于第一支撐體的對(duì)應(yīng)于間隔的部分的網(wǎng)孔尺寸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：使用本發(fā)明的土工格柵構(gòu)筑路基時(shí)，能快速地在路基內(nèi)形成土拱結(jié)構(gòu)，由此快速提高路基的力學(xué)性質(zhì)。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的土工格柵；

圖2是圖1的側(cè)視圖；

圖3是圖1所示的土工格柵的第二支撐體的展開圖；

圖4示意性地顯示了圖1所示的土工格柵在使用中的狀態(tài)；以及

圖5是示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的土工格柵的側(cè)視圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的土工格柵1。如圖1所示，土工格柵1具有平面狀的第一支撐體10和與之相連的面狀的第二支撐體11構(gòu)成。具體來(lái)說，如圖3所示，第二支撐體11大體為長(zhǎng)條形，并且其長(zhǎng)度方向(如圖3中的箭頭30)的相對(duì)的第一端部31、32間隔開地連接在第一支撐體的10的同一側(cè)面上，在第一支撐體10和第二支撐體11之間形成有間隔12。

正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知，土工格柵通常較好的剛度，并且在壓力的作用下可以發(fā)生適當(dāng)?shù)淖冃巍１景l(fā)明的土工格柵1的第一支撐體10和第二支撐體11具有與現(xiàn)有技術(shù)中的土工格柵類似的力學(xué)性質(zhì)。為此，優(yōu)選地，土工格柵1的第一支撐體10和第二支撐體11可以為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，例如由金屬絲網(wǎng)(例如，鋼絲網(wǎng))或包覆有高分子聚合物材料的金屬絲網(wǎng)制成。

在施工過程中，將土工格柵1安裝在間隔地布設(shè)在地基45上的樁40上，樁40的樁頭41凸出到地基表面以上到第一距離l1。第一距離l1大于或等于間隔12的最大深度f(wàn)。應(yīng)注意的是，樁頭41支撐在第二支撐體11的第一端部31、32與第一支撐體10的連接點(diǎn)處。這樣，間隔12處于兩個(gè)樁40之間，這使得后續(xù)形成的土拱結(jié)構(gòu)43也對(duì)應(yīng)著于兩個(gè)樁40之間的空間。接下來(lái)，向第一支撐體10的上方填筑填料層42。在填料層42填筑結(jié)束之后，將填料層42壓實(shí)。在壓實(shí)過程中，第一支撐體10會(huì)在擠壓力的作用下朝向間隔12下凹變形，這樣填料會(huì)相應(yīng)地向下滑動(dòng)而在填料層42內(nèi)形成土拱結(jié)構(gòu)43。

應(yīng)理解的是，當(dāng)在樁40的頂部安裝有樁帽(未示出)的情況下，樁頭41應(yīng)當(dāng)為樁帽。進(jìn)而，樁帽支撐在第二支撐體11的第一端部31、32與第一支撐體10的連接點(diǎn)處。

由上述分析可知，在使用本發(fā)明的土工格柵1進(jìn)行路基施工時(shí)，可以在填料層42內(nèi)快速形成土拱結(jié)構(gòu)43，由此快速提高路基的力學(xué)性質(zhì)。

由于第一支撐體10為網(wǎng)狀體，為了避免在填筑填料層42時(shí)，填料大量漏到間隔12內(nèi)，第一支撐體10的對(duì)應(yīng)于間隔12的部分44的網(wǎng)孔尺寸應(yīng)小于或等于所填筑的填料的顆粒尺寸。例如，填料層42中的碎石粒徑為5～40mm，第一支撐體10的網(wǎng)孔尺寸小于5mm。

網(wǎng)狀的第一支撐體10和第二支撐體11可以使填料層42與地基45良好地結(jié)合到一起，避免路基發(fā)生顯著的分層。

為了避免第一支撐體10發(fā)生過大的變形，而不能形成預(yù)期的土拱結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造性地將第二支撐體11構(gòu)造為其剛度大于第一支撐體10的剛度。實(shí)際上，第二支撐體11限定了間隔12的大小，進(jìn)而限定了第一支撐體10的變形程度。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖3所示，第二支撐體11的對(duì)應(yīng)于第一端部31、32的兩個(gè)邊緣部分33、34處的網(wǎng)孔為三角形；第二支撐體11的處于兩個(gè)邊緣部分33、34之間的中間部分35的網(wǎng)孔為四邊形。四邊形的一條對(duì)角線沿著相對(duì)的第一端部31、32之間的連線而延伸。三角形具有很好的穩(wěn)定性，這可避免第二支撐體11在深度方向(如圖2中的箭頭20所示)上發(fā)生大的變化，從而有效地防止第一支撐體10發(fā)生過大的變形。第二支撐體11的中間部分35的四邊形網(wǎng)孔可以使第二支撐體11在水平方向(如圖2中的箭頭21所示)上有一定的延伸量，這樣即使有少量填料漏到間隔12內(nèi)，仍然可以通過第二支撐體11的變形來(lái)滿足第一支撐體10預(yù)定的下凹程度，并且避免損壞第二支撐體11。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，四邊形為菱形。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要，第一支撐體10和第二支撐體11還可以其他類型的網(wǎng)孔，例如六邊形的網(wǎng)孔。

返回到圖1，第二支撐體11為弧面狀，這樣間隔12也就大體為弧形體，以與第一支撐體10的下凹變形相匹配。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，弧形體的最大深度f(wàn)由以下方式得出，f＝kl，其中l(wèi)為第二支撐體11與第一支撐體10的兩個(gè)連接點(diǎn)之間的距離；k為安全系數(shù)，其取值在0.1到0.15之間。這樣，施工人員可通過調(diào)節(jié)第二支撐體11與第一支撐體10的連接點(diǎn)的位置，就可以方便地調(diào)節(jié)弧形體的最大深度f(wàn)，進(jìn)而容易地在填料層42內(nèi)形成預(yù)期的土拱結(jié)構(gòu)。

圖5示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的土工格柵5。土工格柵5的構(gòu)造與土工格柵1大體相同，區(qū)別僅在于：第二支撐體51的形成為槽狀。從側(cè)面看，間隔12大體為矩形。

在圖5所示的實(shí)施例中，槽狀的第二支撐體51的側(cè)壁52的網(wǎng)孔為三角形，而底壁53的網(wǎng)孔為四邊形，例如為菱形。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來(lái)。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。