土工合成材料精選(九篇)

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第1篇：土工合成材料范文

關(guān)鍵詞:公路工程;土工合成材料;施工技術(shù)

1土工合成材料介紹

土工膜袋、土工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊、土工格柵等都屬于土工合成材料。在制造土工合成材料時(shí)，首先需要加工聚合物原料，使其形成絲、短纖維、紗或條帶，然后將其連接制作形成平面結(jié)構(gòu)。有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢锸前凑罩谱鞣椒ǚ殖傻膬纱箢愅凉た椢锊牧?，兩者排列形式存在一定不同之處。有紡?fù)凉た椢锝豢椀姆绞綖檎换蛐苯坏慕?jīng)線和緯線，而無(wú)紡?fù)凉た椢锸嵌ㄏ螂S意排列然后加工形成的。土工織物的聯(lián)結(jié)方式主要包括三類，分別為化學(xué)聯(lián)結(jié)、熱力聯(lián)結(jié)和機(jī)械聯(lián)結(jié)。重量輕、連續(xù)性好、施工方便、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗微生物等都是土工織物突出的特點(diǎn)。由于土工合成材料的抗拉力學(xué)性能較好，尤其是土工布和土工格柵，可以在工廠批量生產(chǎn)，質(zhì)量便于控制，當(dāng)前在土木工程各個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。土工布在公路工程中主要用以路面罩面的形式應(yīng)用，可以將路面發(fā)射裂縫發(fā)生的概率降低，有助于反射裂縫發(fā)生和發(fā)展的控制。在公路工程軟土路基中，利用土工格柵還能夠達(dá)到快速固結(jié)地基、地基承載力優(yōu)化的效果。

2土工合成材料的基本功能

隔離、加強(qiáng)、排水、過(guò)濾是土工合成材料的最為基本的四個(gè)功能。在公路工程中，土工材料廣泛地應(yīng)用于路基排水、防護(hù)、裂縫防治等工作中。不同的材料的性能存在一定差別，但是其基本功能相差不大。

2．1隔離功能

在不同材料的交界面鋪設(shè)土工合成材料能夠達(dá)到隔離的作用，避免這些材料相互摻雜。通過(guò)設(shè)置土工合成材料，能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)散應(yīng)力的作用，從而均勻控制地基土沉降量，為地基排水固結(jié)創(chuàng)造有利條件。

2．2加強(qiáng)功能

在地下鋪設(shè)土工合成材料能夠?qū)崿F(xiàn)材料和土層摩擦力的增強(qiáng)，進(jìn)而將拉伸強(qiáng)度提高。通過(guò)鋪設(shè)土工合成材料，能夠約束材料變形，增加土工合成材料復(fù)合體在外表上層的強(qiáng)度，達(dá)到下沉效果抑制的作用。

2．3排水功能

多孔隙透水是土工材料的特點(diǎn)之一，在土體內(nèi)部埋設(shè)土工合成材料能夠借助材料的平面滲透性將土體中的水分排出，讓內(nèi)部水沿著垂直于平面的方向流動(dòng)。

2．4過(guò)濾功能

相比于過(guò)去天然骨料過(guò)濾層，土工合成材料的過(guò)濾排水作用、功能形態(tài)都有著很大的改善。土工合成材料可以利用被過(guò)濾土層中形成的濾餅層打到過(guò)濾的效果而不是利用自身的透水性進(jìn)行過(guò)濾。換言之，土工合成材料并不需要自身具備較強(qiáng)的透水性，通常只要是相鄰?fù)镣杆禂?shù)的十倍就可以滿足工程過(guò)濾功能的要求。

3土工合成材料在公路工程中的應(yīng)用

3．1路堤加筋及軟弱地基的處理

如果公路所在地區(qū)為軟土地基，那么在高填土路堤施工中會(huì)導(dǎo)致表面受到側(cè)向土壓力的影響出現(xiàn)水平剪應(yīng)力，進(jìn)而可能發(fā)生路堤位移、失穩(wěn)等不良現(xiàn)象。通過(guò)在路堤中使用土工合成材料可以利用加筋作用將路堤的穩(wěn)定性有效提高，從而將路堤不均勻沉降問(wèn)題大大減小。通常可以在堤身底部鋪設(shè)土工合成材料完成加筋工程施工。其中土工格柵嵌入到土體中能夠緊密貼合土體，利用自身較高的強(qiáng)度以及材料和土體的膜材料實(shí)現(xiàn)路堤或者軟弱地基強(qiáng)度優(yōu)化的效果。熱熔擠壓方法也是制作土工格柵的一種常用方法，和冷拉格柵相比，熱熔擠壓方法制作的格柵各項(xiàng)性能有所降低，所以在質(zhì)量要求較低的公路工程中可以應(yīng)用熱熔擠壓土工格柵。近些年土工格柵材料也在不斷改進(jìn)創(chuàng)新，當(dāng)前有一種纖維土工格柵主要是由滌綸或者玻璃纖維制作而成，有著較強(qiáng)的強(qiáng)度和較低的延伸率，在公路工程中可以發(fā)揮良好的效果。

3．2臺(tái)背路基處理

橋涵、隧道等是公路工程建設(shè)中常見的構(gòu)造物，在此類建筑物修建時(shí)如果沒(méi)有合理處理臺(tái)背路基填土很容易導(dǎo)致剛度出現(xiàn)較大的差異，進(jìn)而導(dǎo)致臺(tái)背出現(xiàn)不均勻沉降的問(wèn)題，久而久之，路橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定向降低，橋頭跳車問(wèn)題嚴(yán)重。在臺(tái)背路基處理中合理地應(yīng)用土工合成材料能夠?qū)⒒靥畈牧虾蜆?gòu)造物形成一個(gè)整體，將不均勻沉降問(wèn)題發(fā)生的概率大大降低，從而將公路工程的施工質(zhì)量提升。當(dāng)前土工泡沫聚苯乙烯塊是公路工程臺(tái)背路基施工處理中常用的材料，它能夠填筑或者換填臺(tái)背路基材料，可以將路基的自重大大減小，有助于路基穩(wěn)定性的改善，降低發(fā)生橋頭跳車的現(xiàn)象。

3．3路基防護(hù)

公路工程中路基是非常重要的一部分內(nèi)容，路基防護(hù)主要包括兩方面內(nèi)容，一是沖刷防護(hù)，二是坡面防護(hù)。對(duì)于土質(zhì)坡面的防護(hù)措施常用的包括拉伸網(wǎng)草皮、固定草種布以及網(wǎng)格固定撒種等;在防護(hù)巖石邊坡時(shí)常常采用的防護(hù)方式包括土工網(wǎng)或土工格柵;在防護(hù)沿河路基時(shí)常常采用的防護(hù)方式為土工織物軟體沉排、土工模袋。通過(guò)沖刷防護(hù)能夠?qū)⒙坊€(wěn)定性提升，通常可以采用直接加固的方式急性坡岸的沖刷防護(hù)。另一種間接防護(hù)主要是將水流的方向、速度等進(jìn)行干預(yù)。當(dāng)前土工網(wǎng)墊、土工格室、土工格柵等都是常見的路基防護(hù)措施。土工網(wǎng)比土工格柵強(qiáng)度低，但是有著更小變形量，所以此類交叉黏結(jié)的復(fù)合土工材料在坡面防護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。在路基沖刷防護(hù)工程中應(yīng)用土工網(wǎng)需要配合填充土石、混凝土材料等，將其剛度和側(cè)限提升，保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

3．4排水

排水是公路工程中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)工作，其直接影響著公路結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。在公路防排水施工中，土工合成材料能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)的排水能力改善和提升。將土工合成材料應(yīng)用于公路工程中能夠充當(dāng)排水體和過(guò)濾體，當(dāng)前土工復(fù)合材料、土工模袋等常常在暗溝、滲溝中應(yīng)用，是公路穩(wěn)定性提升、路基排水性能優(yōu)化的常用方法。在應(yīng)用土工模袋時(shí)，需要在模袋中灌入混凝土或砂，使其形成具有一定透水性和強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，在地基或者護(hù)坡中可以應(yīng)用此結(jié)構(gòu)。和設(shè)置泄水孔相比，土工模袋的施工更加便捷，并且反濾和排水效果更好?？梢杂帽⌒蔚耐凉た椢锇凉?fù)合排水材料，實(shí)現(xiàn)土工織物排水性能優(yōu)化、降低排水結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透入小顆粒的概率，避免阻塞排水通道。在路基路面縱橫向排水系統(tǒng)中或者支擋結(jié)構(gòu)墻后的反濾排水系統(tǒng)中可以應(yīng)用復(fù)合土工排水材料。

3．5對(duì)新、舊路基銜接應(yīng)用

公路工程改擴(kuò)建施工各種常常需要進(jìn)行新舊路基路面的銜接，在結(jié)合位置非常容易出現(xiàn)的一種現(xiàn)象就是不均勻沉降?？梢哉f(shuō)，不均勻沉降已經(jīng)成為困擾公路改擴(kuò)建施工的一大難點(diǎn)。如果施工人員沒(méi)有合理處理新舊路基接合位置，一旦在后期運(yùn)行中發(fā)生錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象就會(huì)進(jìn)而造成開裂，對(duì)公路質(zhì)量安全產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響，甚至引發(fā)交通事故。為了將不均勻沉降問(wèn)題盡量減少，需要合理處理新舊路基交接部位。首先需要處理新路基部分，然后按照臺(tái)階形狀挖掘原路基，開挖按照0．5～0．8m臺(tái)階高度、1．0～2．0m臺(tái)階寬度逐級(jí)完成，到最后一級(jí)臺(tái)階寬度應(yīng)當(dāng)≥2m。然后將土工合成材料順著路線鋪設(shè)，將其鋪平扯直，避免重疊、扭曲、褶皺。新路基鋪設(shè)的土工合成材料長(zhǎng)度大于2m從而實(shí)現(xiàn)土工合成分別落在原路基和新路基尚，盡量保持新就路基填料一致。采用分層填筑的方式填筑臺(tái)階，逐層壓實(shí)。

3．6對(duì)隧道內(nèi)的路面應(yīng)用

隧道內(nèi)巖層局部會(huì)存在較高的水位和較大的水壓力，容易出現(xiàn)地下水反滲的情況，如果沒(méi)有采取有效的排水設(shè)施，那么長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致路面遭受地下水的浸泡腐蝕，影響路面結(jié)構(gòu)。隧道路面的結(jié)構(gòu)層大多為混凝土材料，基層防水性不佳，將土工合成材料鋪設(shè)在混凝土路面和基層之間，同時(shí)做好排水管的設(shè)置可以有效避免地下水對(duì)路基產(chǎn)生侵蝕，降低地下水對(duì)路基路面的影響。土工合成材料能夠?qū)⒎礉B的水繞到兩側(cè)排水溝中將路面干燥性提高，保證通車安全。

4結(jié)語(yǔ)

在公路工程中，土工合成材料能夠解決很多施工中的難題，能夠達(dá)到排水、加固、隔離等諸多效果，有助于工程成本的控制，有助于施工效率和工程質(zhì)量的優(yōu)化。當(dāng)前土工合成材料已經(jīng)在很多公路項(xiàng)目中應(yīng)用，取得了良好的效果。在未來(lái)發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步改進(jìn)創(chuàng)新，提升土工材料的各項(xiàng)性能。

參考文獻(xiàn):

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第2篇：土工合成材料范文

【關(guān)鍵詞】加筋；土工合成材料；加筋土擋墻；加筋土坡；加筋土墊層

1、概述

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料，是巖土工程應(yīng)用合成材料產(chǎn)品的總稱。土體的抗拉強(qiáng)度為零，使用加筋技術(shù)就是在土體中的拉伸變形區(qū)按一定方向鋪設(shè)筋材，這些較高拉伸模量和抗拉強(qiáng)度的筋材就構(gòu)成一種復(fù)合材料，從而以增強(qiáng)土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。近些年來(lái)，土工合成材料加筋技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水利、公路、鐵路、港口、建筑等部門的巖土工程中。

2、加筋技術(shù)機(jī)理

（1）擴(kuò)散應(yīng)力，加筋墊層的剛度較大，有利于上部荷載擴(kuò)散并較均勻地傳遞到地基土層上；

（2）調(diào)整不均勻沉降，加筋墊層加大了壓縮層范圍內(nèi)地基的整體剛度，便于調(diào)整地基變形；

（3）增大地基穩(wěn)定性，加筋墊層的約束，限制了地基土的剪切、側(cè)向擠出及隆起。

3、土工合成材料加筋技術(shù)的工程應(yīng)用

3.1 土工合成材料加筋技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

作為試驗(yàn)工程，我國(guó)某高速公路k81+80～k81+180路段，采用了粉噴樁結(jié)合CE131土工格網(wǎng)進(jìn)行軟土地基加固，結(jié)果證實(shí)明顯減少了路基的沉降量。后來(lái)工程施工中，采用水泥粉噴樁處治某高速公路 k127+305～k127+650 路段的飽和軟粘土地基，在樁頂鋪設(shè)一層砂礫墊層和一層土工布，再鋪設(shè)兩層土工格網(wǎng)，土工合成材料（土工布、土工格網(wǎng)）層間填土。我國(guó)較早使用樁承土工合成材料加筋墊層法的工程實(shí)例是南—昆線永豐營(yíng)車站的軟土地基加固，當(dāng)年初原站場(chǎng)路基竣工后不久，就發(fā)現(xiàn)線路左側(cè)水田隆起，路基多處變形嚴(yán)重并下陷開裂，多處漿砌片石護(hù)腳墻損壞。經(jīng)勘探后查明，地基硬殼層下分布多層淤泥質(zhì)粘土及層間硬粘土層，其下更有一個(gè)較厚淤泥質(zhì)粘土層，地基變形正是由于此兩層淤泥質(zhì)粘土含水量大、各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)極低導(dǎo)致。為確保鋪架工期及考慮地層的復(fù)雜性和特殊性，決定采取三項(xiàng)加固措施：（1）線路向右側(cè)移動(dòng)30 m；（2）采用粉噴樁加固軟土地基，減少樁的數(shù)量和深度；（3）為增加路基早期穩(wěn)定性，加快填土速度，可以增設(shè)2～3層CE131型土工格網(wǎng)于軟土區(qū)的路堤下部。對(duì)該段公路從填土開始到通車后的兩個(gè)階段進(jìn)行了總共為時(shí)38個(gè)月的觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果表明，沉降和位移值都在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，而且在填土達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高10個(gè)月后不再有較大的發(fā)展，說(shuō)明路基已趨向穩(wěn)定。全站路基填土只用了4個(gè)月，為全線鋪軌贏得了工期。這些工程實(shí)例都表明，應(yīng)用土工合成材料加筋技術(shù)可處理復(fù)雜地基，縮短工期，經(jīng)濟(jì)效益高。

3.2土工合成材料加筋墊層作地基處理

本例為一座直徑15m的鋼筋砼圓筒倉(cāng)，倉(cāng)的基礎(chǔ)為埋深-3.5m、直徑20m的鋼筋砼整體筏板。根據(jù)地質(zhì)勘探資料，第2層粉質(zhì)粘土層為持力層，fk= 230kPa，地下水位約在地下2m左右。根據(jù)設(shè)計(jì)提供資料，0.00m以上結(jié)構(gòu)向基礎(chǔ)傳下總荷載90000kN，基底壓力P = 357kPa。而該持力層地基承載力設(shè)計(jì)值為f，經(jīng)計(jì)算為309kPa。由于P>f，說(shuō)明選用-3.50m處作持力層的天然地基方案不能滿足要求。該工程的處理方法則是，必須改用樁基等深基礎(chǔ)方案， 或進(jìn)行地基處理。經(jīng)分析研究，決定采用土工合成材料加筋復(fù)合碎石墊層進(jìn)行地基處理的方案。設(shè)計(jì)選用厚度為2.00m的加筋復(fù)合碎石墊層，施工過(guò)程中，每碾壓0.50m的碎石墊層鋪設(shè)1層土工筋帶，共鋪三次。

本工程加筋復(fù)合碎石墊層的主要施工工藝有：碎石墊層鋪壓和土工筋帶布設(shè)。

3.2.1 碎石墊層施工

首先確定材料要求及最佳配比，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)提供材質(zhì)及配比參考： 2～5cm耐風(fēng)化的硬質(zhì)砂巖、灰?guī)r等碎石，可摻入30%中粗砂，砂石含泥量不大于5%以保證碾壓密實(shí)。

施工要點(diǎn)：（1） 清理干凈基底表面浮土、淤泥、雜物，并做好排水措施。（2）將計(jì)量好的各組分材料攪拌均勻后，運(yùn)入坑中，并逐層鋪設(shè)碾壓。每次鋪厚度不應(yīng)小于300mm，按標(biāo)高進(jìn)行攤平，每500mm層分兩次施工。選用12t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，先振動(dòng)碾壓1遍，然后再往返壓實(shí)5遍。要求不得漏壓，碾壓輪跡前后次至少要重合一半，直至碾壓到兩次的沉落差小于1mm才停止該階段的施工。（3）圓柱邊緣部分碾壓的密實(shí)性在施工中是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而碎石墊層設(shè)計(jì)上為圓柱體，從受力角度看是無(wú)須滿坑充填，加之土方開挖時(shí)會(huì)造成邊坡放坡，故要注意在邊緣部分用袋裝碎石圍堵，裝袋時(shí)不要太滿；而且在壓實(shí)前用粘性及含水率較好的土進(jìn)行回填夯實(shí)，與碎石墊層同標(biāo)高。

碎石墊層壓實(shí)度的檢驗(yàn)分析。采用大密度法檢驗(yàn)墊層的壓實(shí)度。根據(jù)要求，最大干密度應(yīng)該大于20.5～21kN/m3，壓實(shí)系數(shù)應(yīng)不小于95%， 即試驗(yàn)干密度要達(dá)到19.5kN/m3以上。本工程面積為452m2，根據(jù)要求，檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)多于1個(gè)/100m2，每500mm層厚需要檢驗(yàn)5點(diǎn)。通過(guò)20點(diǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，以上的材料配合比和施工方法是完全可以滿足的，許多抽樣點(diǎn)干密度在22kN/m3左右，超過(guò)設(shè)計(jì)要求。經(jīng)分析對(duì)比，影響干密度數(shù)據(jù)的因素有：各組分的級(jí)配， 干密度偏低一般是有細(xì)骨料含量大于試配的最佳級(jí)配含量造成的；含水量， 碾壓法中良好的含水率，是自然狀態(tài)下骨料含水量在8%左右。碾壓時(shí)，干密度偏低可能是碎石含水率過(guò)大導(dǎo)致的。

3.2.2土工筋帶的施工

（1）材料要求。本工程土工筋帶選用產(chǎn)自重慶永固工程拉筋帶廠的高分子塑料鋼塑筋復(fù)合拉筋帶， 筋帶規(guī)格為寬×厚=50mm×2.5mm ，內(nèi)含單排32根細(xì)鋼絲，標(biāo)準(zhǔn)其拉強(qiáng)度與斷裂延伸率分別達(dá)到120MPa和1.7%以上，筋帶分散層布置，呈間距250mm×250mm的方格狀。為了均勻擴(kuò)散應(yīng)力，注意每層鋪設(shè)方向相對(duì)于下一層方向旋轉(zhuǎn)60度。

（2）施工工藝。必須保證基層干凈、平整才能進(jìn)行筋帶鋪設(shè)布置，可用砂找平表面凸凹不平的部分，并撒上灰線以確定鋪設(shè)位置；鋪設(shè)時(shí)保持筋帶平整的自一端向另一端進(jìn)行，松緊適度，防止褶皺、卷曲，按設(shè)計(jì)要求將端部用袋裝碎石壓好，卷回釘好土工筋帶并壓袋，卷回長(zhǎng)度不小于1.5m，釘子不少于3 根，在縱橫交叉點(diǎn)每間距500mm釘釘固定，筋帶在中間的搭接長(zhǎng)度不小于1m，并用3根釘連接；然后鋪20mm厚砂保護(hù)筋帶， 以防止碎石對(duì)筋帶造成頂破、穿剌、擦傷等；而且，為了防止筋帶暴露暴曬，應(yīng)該盡快施工上層碎石墊層，。

4、結(jié)語(yǔ)

土工合成材料加筋技術(shù)引入我國(guó)才接近30年的時(shí)間，但發(fā)展迅速，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于很多部門多個(gè)方向， 在實(shí)際施工中，如在青藏鐵路工程、長(zhǎng)江防波堤、重慶加筋岸壁、京滬鐵路客運(yùn)專線等工程的興建中已廣泛應(yīng)用加筋技術(shù)，并取得很大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。當(dāng)前土工合成材料無(wú)論從品種還是質(zhì)量上都有了很大的豐富和提高，這都離不開對(duì)該技術(shù)的深入研究和實(shí)際應(yīng)用的總結(jié)，近年來(lái)的土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就是在大量總結(jié)研究的基礎(chǔ)上頒布的，而這些標(biāo)準(zhǔn)的頒布也標(biāo)志著此項(xiàng)技術(shù)走向成熟，可以獲得進(jìn)一步的推廣。但是，由于起步時(shí)間較晚，加之應(yīng)用領(lǐng)域廣， 國(guó)內(nèi)應(yīng)用加筋技術(shù)的現(xiàn)實(shí)情況仍然是理論落后于實(shí)踐。目前還存在一些亟需解決的問(wèn)題：材料控制儀器和測(cè)試方法還未統(tǒng)一；對(duì)土工合成材料與土相互作用的機(jī)理不能說(shuō)完全清楚；設(shè)計(jì)方法有的還不夠完善；試驗(yàn)和觀測(cè)還有些技術(shù)困難等。這些問(wèn)題還有待繼續(xù)深入研究和交流合作， 來(lái)充實(shí)、完善、提高土工合成材料加筋技術(shù)。

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第3篇：土工合成材料范文

關(guān)鍵詞: 土工合成材料 加筋土擋土墻 設(shè)計(jì) 破壞

中圖分類號(hào)：TU476+.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1 擋墻的破壞形式

土工合成材料加筋土擋墻的破壞形式主要有三類: ①外部穩(wěn)定性破壞; ②內(nèi)部穩(wěn)定性破壞; ③加筋土擋墻的變形破壞。目前國(guó)內(nèi)外加筋土擋墻的設(shè)計(jì)主要是基于①、②進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算的。

外部破壞一般表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)、傾覆等, 其力學(xué)行為與重力式擋墻相似, 破壞的主要表現(xiàn)形式有平面滑動(dòng)、傾覆破壞、地基破壞和深層滑移。內(nèi)部破壞發(fā)生在加筋土體的內(nèi)部, 主要表現(xiàn)為拉筋材料的拉斷破壞、拔出破壞以及由于拉筋和面板連接處的局部應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件的構(gòu)造強(qiáng)度發(fā)生的連接件破壞。變形破壞是指加筋土結(jié)構(gòu)雖未發(fā)生整體失穩(wěn), 但由于其變形過(guò)大而喪失正常的使用功能, 主要包括加筋土擋墻墻面的過(guò)大變形和地基的沉降破壞兩種形式。在實(shí)際工程中, 加筋土支擋結(jié)構(gòu)的破壞往往表現(xiàn)為綜合性的破壞,各種破壞形式互相交叉、互相轉(zhuǎn)化。

2 設(shè)計(jì)方法概述

土工合成材料加筋土擋墻的設(shè)計(jì)方法很多, 但可歸納為極限平衡法、極限狀態(tài)法和有限單元法三種。極限平衡法和極限狀態(tài)法是用于分析加筋土擋墻極限破壞時(shí)的穩(wěn)定安全系數(shù), 有限元法則用于分析加筋土擋墻在工作應(yīng)力狀態(tài)和極限破壞狀態(tài)時(shí)拉筋材料的拉力分布與土體變形情況。一個(gè)完整的加筋土擋墻的設(shè)計(jì)分析應(yīng)包含極限平衡分析、工作應(yīng)力狀態(tài)分析及墻體變形量的估算等內(nèi)容。

2．1極限平衡法

目前, 土工合成材料加筋土擋墻的設(shè)計(jì)方法普遍采用極限平衡分析方法。該方法是對(duì)加筋土擋墻進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算, 即分析計(jì)算墻體整體結(jié)構(gòu)內(nèi)、外部穩(wěn)定破壞所需的拉筋材料強(qiáng)度及應(yīng)力分配。外部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析是將加筋土體視為具較高強(qiáng)度的復(fù)合土體, 再依據(jù)傳統(tǒng)重力式擋土墻外部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析方法進(jìn)行計(jì)算。內(nèi)部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析是以錨固楔體法為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法, 先假設(shè)側(cè)向土壓力分布狀況, 再計(jì)算不同深度處平衡該側(cè)向土壓力所需的拉筋材料的強(qiáng)度及應(yīng)力分配。

德國(guó)建筑研究所的DIBt ( Deutches Institutefur Bautechnik) 設(shè)計(jì)方法已在歐洲廣泛使用, 并流行到其它地方。該方法基于錨固楔體法, 但其又有自身的特點(diǎn)。加筋土體墻背側(cè)向土壓力設(shè)計(jì)采用庫(kù)侖土壓力理論, 土體強(qiáng)度采用有效內(nèi)摩擦角, 基礎(chǔ)承載力則采用Meyerhof 分布形式。計(jì)算時(shí)考慮了改進(jìn)的太沙基承載力公式, 且考慮由主動(dòng)土壓力產(chǎn)生的合力偏斜作用。內(nèi)部穩(wěn)定型分析采用雙楔體法, 先估計(jì)拉筋的布置, 只著重考慮拉筋的拔出破壞, 采用的破裂面是折線型的,假設(shè)滑動(dòng)面上部沿加筋體邊緣且在墻面的不同高度

處, 每隔3°即有一個(gè)計(jì)算面。此外還有兩種特殊的面,在兩層拉筋之間而不與拉筋相交的面以及滑動(dòng)面為拉筋面, 見圖1、圖2。按照以上各個(gè)不同的計(jì)算面來(lái)驗(yàn)算拉筋的拔出穩(wěn)定性, 從而確定拉筋的布置。

極限平衡法簡(jiǎn)單、易行, 所以設(shè)計(jì)單位多采用該方法。但是由于極限平衡法需要對(duì)拉筋、土體、滑動(dòng)面做出許多假定, 加上人為隔離強(qiáng)度與變形, 與實(shí)際情況差異較大, 導(dǎo)致極限平衡法計(jì)算結(jié)果精度較差, 只能將極限平衡法看作半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法。因此, 通過(guò)積累工程經(jīng)驗(yàn)和進(jìn)行試驗(yàn)研究、理論分析, 對(duì)極限平衡法進(jìn)行合理的修正, 使其更接近工程實(shí)際。

2．2 極限狀態(tài)法

在極限平衡設(shè)計(jì)方法中, 直接以土的峰值強(qiáng)度( 或殘余強(qiáng)度) 為指標(biāo), 給定一個(gè)保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞的總體安全系數(shù), 沒(méi)有或很少考慮結(jié)構(gòu)的變形。而對(duì)于廣泛應(yīng)用的土工合成材料加筋土擋墻來(lái)說(shuō), 如果在設(shè)計(jì)中不考慮其變形, 顯然是不合理的。

極限狀態(tài)法自20 世紀(jì)80 年代在結(jié)構(gòu)工程中開始使用, 90 年代在巖土工程得到應(yīng)用。在極限狀態(tài)法中, 一個(gè)特點(diǎn)是同時(shí)考慮強(qiáng)度和變形, 即臨界極限狀態(tài)ULS( ultimate limit state) 承受靜載荷與活載和功能極限狀態(tài)SLS( serviceability limit state) 。另一個(gè)特點(diǎn)是引入風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)( 即分項(xiàng)安全系數(shù)) 來(lái)代替整體安全系數(shù)。對(duì)基于極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的土工合成材料加筋土擋墻來(lái)說(shuō), 一是可以考慮不同極限狀態(tài)下的各種材料之間的應(yīng)變兼容性, 同時(shí)還可以考慮內(nèi)外部環(huán)境對(duì)材料耐久性的影響。

隨著土工合成材料在加筋土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和發(fā)展, 其特殊張拉應(yīng)變特性要求設(shè)計(jì)上將加筋土結(jié)構(gòu)的邊界變形及內(nèi)部應(yīng)變協(xié)調(diào)性直接( 而不再是間接) 作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來(lái)控制和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)思想因此應(yīng)運(yùn)而生, 其核心是引入了臨界極限狀

態(tài)分析、功能極限狀態(tài)分析以及分項(xiàng)修正系數(shù)PF( Partial Factors) 的概念。規(guī)范BS8006(1995)/FHWA(1997)/AASHTO(1997)/NCMA(1997)等部分采用了極限狀態(tài)法的思想或在不同程度上已初步解釋了極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以及分項(xiàng)修正系數(shù)的概念。按照BS8006, 對(duì)平面狀或條帶狀拉筋材料的加筋土擋墻來(lái)說(shuō), 其設(shè)計(jì)方法分為錨固楔體法與粘結(jié)重力式法( Coherent Gravity) , 采用的方法與拉筋材料的延伸性有關(guān)。BS8006 規(guī)定在所有設(shè)計(jì)情況下, 分項(xiàng)安全系數(shù)在考慮完全破壞的極限狀態(tài)下其值應(yīng)> 1.0, 若改為功能極限狀態(tài), 則其值為1.0; 設(shè)計(jì)荷載則由土體及拉筋材料的復(fù)合性質(zhì)來(lái)提供阻抗能力, 土體強(qiáng)度乘以分項(xiàng)安全系數(shù)則為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。拉筋材料若為金屬時(shí), 其設(shè)計(jì)強(qiáng)度

僅需將材料極限抗拉強(qiáng)度除以分項(xiàng)安全系數(shù)即得; 至于土工合成材料拉筋, 則需將拉伸蠕變斷裂強(qiáng)度與拉伸蠕變應(yīng)變控制強(qiáng)度分別除以分項(xiàng)安全系數(shù)后, 取最小者為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

2.3 有限元分析方法

土工合成材料加筋土擋墻的有限元分析是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題, 涉及到填料、拉筋、地基以及拉筋與填料和拉筋與地基的相互作用等因素。土工合成材料加筋土擋墻的數(shù)值計(jì)算方法主要分為三類: ①將拉筋單元與土單元分開考慮, 拉筋單元與土體單元之間設(shè)接觸面單元; ②拉筋與土體合成為一體, 作為復(fù)合材料考慮;③將拉筋作為外荷載考慮, 直接作用在土體單元上(僅土體單元)。與極限平衡法相比, 有限元分析的優(yōu)越性是將加筋土擋墻的變形協(xié)調(diào)和應(yīng)力平衡結(jié)合在一起, 克服了傳統(tǒng)的極限平衡法將兩者完全分開的局限。該方法不僅能計(jì)算出土體中各點(diǎn)的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)力水平, 提供受荷后土體與拉筋的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng),還能在計(jì)算中考慮土體的非均質(zhì)和非線性、土體與拉筋隨時(shí)間的變化、施工程序和荷載變化情況, 而且還可以模擬某些復(fù)雜性質(zhì)和過(guò)程。這些都彌補(bǔ)了極限平衡法的不足, 但是由于有限元法的參數(shù)需要進(jìn)行復(fù)雜的試驗(yàn)來(lái)確定, 加上難以對(duì)破壞進(jìn)行定量的判斷, 限制了有限元法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

第4篇：土工合成材料范文

【關(guān)鍵詞】土工合成材料 應(yīng)用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

土工合成材料是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種新型巖土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面和各層土體之間，起著加強(qiáng)和保護(hù)土體的作用。雖然土工合成材料問(wèn)世歷史不長(zhǎng)，然而整個(gè)土木工程卻因之發(fā)生了巨大變化，許多土木工程領(lǐng)域中的新概念也應(yīng)運(yùn)而生。土工合成材料是一種多功能的材料，利用合成纖維高強(qiáng)性、整體連續(xù)性、良好水理性和抗腐蝕等特性，可開發(fā)成透水的工程材料。目前已在水利、公路、鐵路、工業(yè)與民用建筑、海港、采礦、軍工等工程的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

一、土工合成材料的種類

土工合成材料（Geosynthetics）是一種新的巖土工程材料，它以人工合成的聚合物，如化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間， 發(fā)揮增強(qiáng)或保護(hù)土體的作用?！巴凉ず铣刹牧稀笔且桓爬ㄐ孕g(shù)語(yǔ)，標(biāo)識(shí)很廣泛的產(chǎn)品，土工合成材可分為土工織物、土工膜、復(fù)合型土工合成材料和特種土工合成材料等類型。目前已廣泛應(yīng)于水利、水電、公路、鐵路、建筑、海港、采礦、軍工等各個(gè)領(lǐng)域的工程建設(shè)。

1、土工織物。土工合成材料是以高分子聚合物等制成的新型建筑材料。目前大致可分為：（1）有紡?fù)凉た椢?；?）針織土工織物；（3）無(wú)紡?fù)凉た椢?；?）復(fù)合土工織物。

2、土工膜。它主要是由透水性低的聚合物、瀝青以及合成纖維和織物另加一定的填充料和外加劑制成的材料。它具有很好的防滲和防水性能及很強(qiáng)的抗變形能力和耐久性。它的厚度一般為0.25~7.50mm，它主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）改進(jìn)荷載分布狀況；（2）減少填料層厚度，并能滿足抗剪強(qiáng)度的要求；（3）限制土體的側(cè)向位移；（4）抗拉性能高，能避免產(chǎn)生裂縫；（5）增加土層剛度。

3、復(fù)合型土工合成材料。它包括土工格柵、土工網(wǎng)、超輕型土工合成材料、土工膜袋、土工墊、土工格柵等。常用的土工合成材料為前3種。

4、特種土工合成材料。土工特種材料包括土工格柵、土工帶、土工格室、土工網(wǎng)、土工石籠、土工管、土工模袋、三維網(wǎng)墊、E P S 等, 均由聚合物按需要分別以不同加工方法制成。如土工格柵是聚合物片材經(jīng)沖孔和單向或雙向拉伸，形成具有條格形或長(zhǎng)方形格柵狀的抗拉材料；土工帶由聚合物經(jīng)擠壓拉伸，再加筋材復(fù)合制成的條帶抗拉材料；土工網(wǎng)由聚合物經(jīng)擠塑成網(wǎng)或由粗股條編織或由合成樹脂壓制成的具有較大孔眼和一定剛度的平面結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀材料；土工模袋由雙層化纖織物(織造型)制成連續(xù)的不同間距(厚度)的平面袋狀結(jié)構(gòu)材料。

二、工材料應(yīng)用現(xiàn)狀

1、加筋

（1）加筋土坡

將土工合成材料(土工格柵或土工織物)加入土坡中可以起加筋作用。就加筋功能而言,同針織土工織物相比,土工格柵和有紡?fù)凉た椢锟梢栽谳^小的應(yīng)變下發(fā)揮作用,針織土工織物則具有土工格柵和有紡?fù)凉た椢锼痪哂械耐凉ず铣刹牧掀矫鎯?nèi)的透水性。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,可將不同的土工合成材料組合使用,使得加筋效果更加良好。例如可將針織土工織物與土工格柵疊合鋪設(shè)、針織土工織物與有紡?fù)凉た椢锆B合鋪設(shè)結(jié)合,具有加筋和排水功能;土工合成材料作為土坡內(nèi)排水系統(tǒng)(豎向和水平向)和土工格柵、有紡?fù)凉た椢锝Y(jié)合。土工合成材料在加筋土坡中的應(yīng)用前景是將土工合成材料作為含有活性炭纖維的載體,使土工合成材料成為具有導(dǎo)水性的填充聚合物或金屬纖維。從而,通過(guò)電泳、離子轉(zhuǎn)移和電滲改善加筋區(qū)內(nèi)細(xì)粒土的性質(zhì)。

（2）加筋土擋墻

與加筋土坡類似,加筋土擋墻可以形成直立墻面。加筋材料可以是土工織物,但采用更多的是土工格柵。土工合成材料在加筋土擋墻中的應(yīng)用前景是在錨固區(qū)設(shè)置聚合繩、條帶和錨具(或土釘),將墻面單元通過(guò)加筋體錨固在錨固區(qū)。實(shí)質(zhì)上,這一概念在20 世紀(jì)80 年代在我國(guó)的加筋土擋墻上已經(jīng)采用。如果加筋土擋墻距巖體較近,也可以將錨具(或土釘)錨固在巖石上。

2、排水

土工織物主要是無(wú)紡織物，是良好的透水材料。無(wú)論是織物的法向或水平向，均具有較好的排水能力，能將土體內(nèi)的水積聚到織物內(nèi)部, 形成一排水通道，排出土體。較厚的針刺無(wú)紡?fù)凉げ己鸵恍┚哂休^多孔隙的復(fù)合土工布都可以起排水作用。在巖土工程中很多情況下需要采取排水措施, 以降低滲透壓力，或加速土體的固結(jié),或降低無(wú)壓滲流場(chǎng)的浸潤(rùn)線的位置。過(guò)去所采用的常規(guī)措施是在適當(dāng)?shù)牟课?如兩種透水性不同的土層的交界面，或土料與混凝土建筑物表面的交界面等)鋪放在碎石層進(jìn)行排水。用土工織物則可取代這種碎石層。這種取代不僅可以收到排水效果，而且施工特別簡(jiǎn)單(特別對(duì)傾斜或垂直方向的施工面) ，工程造價(jià)也可以大為節(jié)省?？捎糜谕翂蝺?nèi)垂直或水平排水，土壩或土堤中的防滲土工膜后面或混凝土護(hù)面下部的排水，埋入土體中消散孔隙水壓力，軟基處理中垂直排水，擋土墻后面的排水等。

3、防滲

（1）混凝土壩防滲

在混凝土壩的上游面粘貼土工膜。沿垂直方向每隔2 米設(shè)一水平不銹鋼槽,以?shī)A緊土工膜。該方法的改善是先在混凝土壩上游面設(shè)置土工網(wǎng)格,然后將土工膜粘貼在土工網(wǎng)格上。由于紫外線和氧化作用,土工膜的壽命受到限制。如遇高溫,這些作用對(duì)大多數(shù)聚合材料的影響非常大。這方面的發(fā)展前景應(yīng)是開發(fā)改善型的聚合材料,以提供壽命更長(zhǎng)的土工膜。

（2）隧道防滲

現(xiàn)行的方法是將土工膜用于永久性混凝土里側(cè)的防滲體,與克重較大的針刺非織造土工織物一起,將水導(dǎo)入設(shè)在隧道底腳的排水出口,形成封閉的排水系統(tǒng)。然而,土工膜及其下面的土工織物的布置是很困難的。土工合成材料會(huì)從臨時(shí)的護(hù)頂下垂,在永久性混凝土襯砌施工時(shí)容易遭到破壞。土工合成材料應(yīng)和永久性混凝土襯砌同時(shí)施工,以避免在永久性混凝土襯砌施工時(shí)損壞土工合成材料。將來(lái)的發(fā)展是開發(fā)壽命在100 年以上的土工合成材料,以抵抗隧道周圍的不利環(huán)境,因而施工方法的改進(jìn)和材料的壽命是最關(guān)鍵的問(wèn)題。

4、隔離

將土工合成材料放在不同的材料之間或同一材料不同粒徑之間及土體表面與上部建筑結(jié)構(gòu)之間，使其隔離開來(lái)。當(dāng)受外部荷載作用時(shí),雖然材料受力互相擠壓，而由于土工織物在中間隔開，不使互相混雜或流失，保持材料的整體結(jié)構(gòu)和功能。隔離用的土工織物必須有較高的強(qiáng)度來(lái)承受外部荷載作用時(shí)而產(chǎn)生的應(yīng)力，保證結(jié)構(gòu)的整體性?？捎糜诘缆坊鶎优c路基之間或路基與地基之間的隔離層，在土石混合壩中隔離不同的筑壩材料，用作壩體與地基之間的隔離體，堆場(chǎng)與地基間的隔離層等。

工程土工合成材料的發(fā)展趨勢(shì)

目前國(guó)內(nèi)一些較大的工程，跨世紀(jì)工程中均不同程度地應(yīng)用了土工合成材料。如長(zhǎng)江三峽工程，長(zhǎng)江口深水航道整治工程，上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)等，由此可以看出中國(guó)正成為土工合成材料應(yīng)用與銷售的最大市場(chǎng)。世界各國(guó)對(duì)中國(guó)土工合成材料的應(yīng)用與發(fā)展都十分關(guān)注，積極籌劃將設(shè)備和產(chǎn)品打入中國(guó)市場(chǎng)，這也充分說(shuō)明中國(guó)土工合成材料市場(chǎng)的潛在能力很大。雖然近幾十年來(lái)土工合成材料總的發(fā)展趨勢(shì)是不管在產(chǎn)品的種類、數(shù)量和質(zhì)量上都有大幅度的提高，而對(duì)這一新型材料的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用還不普及，土工合成材料的利用和研究還比較少，有些材料的品種還是空白，與世界上的先進(jìn)國(guó)家相比，還有一定的差距。但是隨著工程建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，土工合成材料的推廣應(yīng)用必將在工程建設(shè)中得以迅速發(fā)揮，發(fā)揮巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

四、結(jié)束語(yǔ)

土工合成材料具有其獨(dú)特的力學(xué)性能,應(yīng)用范圍廣泛，各類土工合成材料已經(jīng)應(yīng)用到水利、土建所有的領(lǐng)域中。在某些種類的特定工程中應(yīng)用土工合成材料，不僅可以減少造價(jià)，而且效果都優(yōu)于其他材料。

參考文獻(xiàn)

第5篇：土工合成材料范文

關(guān)鍵詞：土工格室 高速公路 軟基處理 橋頭跳車 應(yīng)用

0 前言

土工格室作為一種新型的合成材料，在八十年代末九十年代初，歐美等國(guó)家就開始了大量的研發(fā)工作，并經(jīng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明在提高一般填土承受動(dòng)荷以及路基防護(hù)方面均有很大的功效。我國(guó)在九十年代初在吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開始了土工格室的開發(fā)研究工作，并在道路基床病害整治，固定松散介質(zhì)的應(yīng)用方面取得了重大突破。隨著人們對(duì)土工格室特性的進(jìn)一步了解，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其具有其它土工材料（土工布、土工膜、土工格柵、土工模袋、土工網(wǎng)等）不可替代的優(yōu)勢(shì)，使其在諸多領(lǐng)域有著獨(dú)特的應(yīng)用前景。

1 土工格室的基本原理

土工格室之所以具有卓越功效而受到工程界的關(guān)注,還應(yīng)從其基本原理說(shuō)起。國(guó)外文獻(xiàn)中在描述其原理時(shí)稱其為“一種蜂窩狀三維限制系統(tǒng)，可以在很大范圍內(nèi)顯著提高普通填充材料在承載和蟲蝕控制應(yīng)用中的性能?！彼年P(guān)鍵原理就是三維限制。大家都知道，當(dāng)汽車行駛在沙漠上時(shí)，就會(huì)壓出兩道深深的轍印，被壓部分深深下陷，車轍兩側(cè)會(huì)高高隆起。后面的車輛如果繼續(xù)沿著車轍前進(jìn)，沉陷部分會(huì)進(jìn)一步下沉、隆起部分會(huì)進(jìn)一步隆起，直到隆起部分蹭到了車底盤、沉陷的車轍埋沒(méi)了大半個(gè)輪子，進(jìn)而無(wú)法前進(jìn)。之所以如此，就是因?yàn)楫?dāng)外荷作用于地基表面時(shí)，依據(jù)普朗特爾理論和泰勒理論可知：在集中荷載的作用下，主動(dòng)區(qū)1受壓下沉，并將力向兩側(cè)分解傳遞給過(guò)渡區(qū)2，過(guò)度區(qū)2又傳給被動(dòng)區(qū)3，被動(dòng)區(qū)就會(huì)毫無(wú)限制地發(fā)生形變而隆起。也就是說(shuō)，載荷一旦作用于路基，在載荷的下方就會(huì)形成起契狀的主動(dòng)區(qū)域，它又通過(guò)過(guò)渡區(qū)域進(jìn)行擠壓，從而使被動(dòng)區(qū)域發(fā)生隆起。也就是說(shuō)，通過(guò)沿滑移線的剪切力和移動(dòng)主動(dòng)、過(guò)渡、被動(dòng)三個(gè)區(qū)域的力決定了地基的承載能力。不僅在沙基地上可以十分明顯的體會(huì)到以上原理的真實(shí)過(guò)程，在軟基公路上也會(huì)找到這種的樣板，只不過(guò)其形成的速率較之在砂上的變化慢些罷了。即使較好的路基材料也仍然無(wú)法避免其橫向移動(dòng)。一般的高速公路路基都高出地面好幾米，吸水翻漿不太容易，但長(zhǎng)期沉降依然存在。究其原因，雨水透、材料流失、基地下沉是其中部分原因，路基路面在車輪荷載長(zhǎng)期碾壓、振動(dòng)力的作用下，材料向路基斷面兩側(cè)橫向位移不可否認(rèn)是另外一個(gè)十分重要的原因。以我省各地各級(jí)公路為例，都有在該路的主行車道上可以明顯感覺(jué)到路面已經(jīng)被壓出了一條“S”型溝狀帶。部分高速公路也不例外，汽車行駛在行車道上的顛簸明顯強(qiáng)烈于行駛在超車帶上的感覺(jué)，在道橋連接段尤為明顯（俗稱“橋頭跳車”）。這種溝狀路基沉降就是路基材料橫向滑移的典型。

工程中常規(guī)處理路基的方法無(wú)需贅述，其目的就是提高地基材料的抗剪力和摩擦力，減少或延緩地基材料在荷載的壓力或震動(dòng)作用下發(fā)生移動(dòng)的能力，因而工程中對(duì)材料的要求必然有許多苛刻的限制，如果不能就近獲取所需材料，就需要外購(gòu)這些材料，購(gòu)買材料的費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用占去整個(gè)工程成本的很大部分。而使用土工格室就可以就地或就近取材，甚至可以使用在常規(guī)情況下不能使用的材料，從而大幅度減少材料購(gòu)置費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用。為什么會(huì)這樣呢？土工格室承載情況示意：在集中載荷作用下，受力的主動(dòng)區(qū)1依然會(huì)把所受的力傳遞給過(guò)渡區(qū)2，但由于格室壁的側(cè)向限制和相鄰格室的反作用力，以及填料與格室壁的摩擦力所形成橫向阻力，抑制了過(guò)渡區(qū)2和被動(dòng)區(qū)3的橫向移動(dòng)傾向，從而使路基的承載能力得以提高。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，在格室的限制作用下，中密砂的表觀粘聚力可以增加三十幾倍。很顯然，如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三個(gè)區(qū)域移動(dòng)就可以取得提高地基承載力的效果，這就是土工格室的限制原理。

大多情況下格室內(nèi)充填砂礫或碎石等非粘性材料，因此，土工格室加固層又是一個(gè)水平排水通道，可加快飽和土固結(jié)過(guò)程中空隙水壓力消散速度，從而加速土體的固結(jié)?？傊?，土工格室具有墊層、加筋、排水、調(diào)節(jié)應(yīng)力及變形，提高土體抗?jié)B能力的綜合功效。

2 土工格室的施工方法

土工格室作為一種新型的土工合成材料。施工快捷、方便、省力，整平施工場(chǎng)地，清除雜物。鋪設(shè)施工墊層并壓實(shí)，然后鋪設(shè)土工格室,鋪設(shè)中要盡量拉緊，不得有皺。及時(shí)用填料填充格室內(nèi)并壓實(shí)，同時(shí)觀測(cè)格室變形和檢查密實(shí)度。最后修正邊坡完工。

3 土工格室在公路建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 沙漠筑路應(yīng)用

早在1994年，西安公路學(xué)院與華北石油管理局筑路工程公司合作，使用華北石油管理局橡膠制品暨防腐技術(shù)研究所研制的土工格室，進(jìn)行了沙漠筑路應(yīng)用研究，重點(diǎn)研究了土工格室填充塔克拉瑪干沙漠筑路的主要設(shè)計(jì)參數(shù)--抗壓回彈模量。研究結(jié)果證明，所獲得的抗壓回彈模量達(dá)190-210MPa，完全滿足路基設(shè)計(jì)要求，而且土工格室填沙結(jié)構(gòu)層比天然砂礫結(jié)構(gòu)層減薄約10cm，可以就近取材。1995年應(yīng)用此項(xiàng)研究在塔里木沙漠永主性石油公路塔中四-民豐南段10Km的線路上全面使用土工格室填沙法構(gòu)筑路基墊層。所測(cè)得的路表彎沉值為49-64，均小于允許彎沉值（允許彎沉值為80），回彈模量為206.19-273.97MPa，平均值為239.58MPa，說(shuō)明格室固沙所獲得的整體強(qiáng)度明顯大于級(jí)配砂礫層的強(qiáng)度，而且所有層位的壓實(shí)度檢測(cè)都滿足規(guī)范要求。所節(jié)省的常規(guī)路基材料費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用，使筑路成本降低50%，所使用的工期也比常規(guī)方法縮短60%。

3.2 軟基處理

1997年，遼河油田勘察設(shè)計(jì)院海洋工程研究院，在灘海潮間帶臨探道路進(jìn)行了土工格室筑路試驗(yàn)，更進(jìn)一步證明了土工格室在解決沉降方面的獨(dú)到功效。該地區(qū)黃海高程1m以上，漲潮水深近1m，地基承載力僅110MPa，上有10cm以上的淤泥。他們采用華北石油管理局橡膠制品暨防腐技術(shù)研究所生產(chǎn)的20cm高土工格室兩層，配合土工布作路基底層，下層格室內(nèi)填粗砂、礫石，上層內(nèi)填礦渣，兩邊用山皮石作路肩。經(jīng)過(guò)潮水浸透自然沉降以后，無(wú)需碾壓即可行走大型重載翻斗車。經(jīng)過(guò)四個(gè)多月、每日近百車次（單車重量15t-30t）的碾壓和每天兩次潮水的沖刷，整體沉降不足10cm，而且基本停止繼續(xù)沉降，平均彎沉值113.3（允許彎沉值143），反映了格室、礦渣路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、整體性好、荷載均勻擴(kuò)散能力強(qiáng)的特點(diǎn)。從他們?cè)谶@次試驗(yàn)中所作的土工格室筑路與常規(guī)使用山皮石填海筑路兩種方案的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析中可知：使用山皮石筑路每公里造價(jià)在400-500萬(wàn)元之間，工期30-40天，每公里需要3600個(gè)運(yùn)輸臺(tái)班，每公里占地20萬(wàn)m2。而用土工格室（雙層）筑路，造價(jià)在100-130萬(wàn)元，工期7天左右，每公里運(yùn)輸臺(tái)班310個(gè)，每公里占地近7000m2。兩者差距之大令人驚嘆。減少車輛行駛污染、減少石料用量、減少填料對(duì)海洋的污染，特別是具有養(yǎng)殖價(jià)格的灘涂地區(qū)，其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。

3.3 濕陷性黃土地區(qū)、高填方路基填挖連接段

與其它地域相比，西北地區(qū)公路方面應(yīng)用此項(xiàng)新材料、新工藝相對(duì)落后。可喜的是2000年在連霍國(guó)道饞蘭高速公路、國(guó)道109線白蘭高速公路的施工中，為了克服高填方路堤濕陷性黃土固結(jié)沉降從而引起填挖結(jié)合部出現(xiàn)的裂縫，采取在填挖結(jié)合部強(qiáng)夯加鋪土工格室的處理措施，解決挖填連接段路基不同速率沉降層的銜接問(wèn)題。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，其效果非常明顯。2002年，蘭臨高速公路、尹中高速公路均屬粉性土壤，干旱缺水，因此,均采用在路面底基層或底基層下墊層加鋪土工格室，處理挖填連接段、半挖半填段差異沉降，效果明顯?？梢?，土工格室在公路中的應(yīng)用范圍很廣，應(yīng)用前景很好。

3.4 處理橋頭跳車

2001年，蘭州交通廳與長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院合作完成科研項(xiàng)目，在連霍國(guó)道古浪至永昌高速公路全線橋梁均采用土工格室制作差異沉降過(guò)渡段，專門治理“橋頭跳車”的通病。由于全線粉性土、砂性土居多，使用了10cm(高)×40cm土工格室，每個(gè)橋頭處理面積需600-800m2不等（橋的高低、圖紙、坡的長(zhǎng)短不同），每平方米造價(jià)為26-30元（使用土工格室規(guī)格不同）。使用土工格室可以省去大量灰土，工程綜合造價(jià)與常規(guī)方法處理橋頭跳車的造價(jià)相當(dāng)，但效果和使用壽命成倍提高。

3.5 控制沖蝕的應(yīng)用:護(hù)坡、堤壩

以上所舉的這些例證多是利用土工格室提高承載能力。其實(shí)，土工格室的另一個(gè)重要作用是控制沖蝕，而且在國(guó)外使用土工格室控制沖蝕的應(yīng)用量絲毫不亞于承載應(yīng)用。應(yīng)用最多的有護(hù)坡、堤壩、擋土墻、防波堤岸等等。它的原理就是增加流動(dòng)能力，減少毛溝侵蝕，防止水壓積聚、消除集中沖蝕。蜂窩限制結(jié)構(gòu)可以固定填充材料，限制作用于其上的水壓，從而改善了流動(dòng)能力。蜂窩壁使正常的排水可以進(jìn)行，但卻控制了窩內(nèi)的流動(dòng)速度。如同千百個(gè)微型堤壩，將集中水流分散成均勻、舒緩的薄層水流。

4. 結(jié)語(yǔ)

今天，全國(guó)高速公路建設(shè)仍在高峰期，所經(jīng)過(guò)地區(qū)的地質(zhì)條件千差萬(wàn)別，需要進(jìn)行大量的挖填段銜接，還有許多的道橋連接處。這些都是高速公路建設(shè)中比較難以處理的難題，雖然以前也有許多處理方法，但效果并不理想，尤其是道橋連接處的“橋頭跳車”問(wèn)題和路基材料在荷載作用下側(cè)移、擠出的問(wèn)題，嚴(yán)重影響著高速公路的使用壽命和安全。還有防護(hù)護(hù)坡，無(wú)論是用傳統(tǒng)的漿砌、干砌或水泥混凝土網(wǎng)格都無(wú)法阻擋雨水對(duì)其下面土層的破壞蝕，致使高速公路的維護(hù)費(fèi)用增加。如果使用土工格室護(hù)坡，配植根系發(fā)達(dá)的草種，既可固土護(hù)坡，又可綠化、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，完全符合國(guó)家注重環(huán)保、建設(shè)綠色通道的要求。即使初期工程造價(jià)比傳統(tǒng)方式略高一些，但其延長(zhǎng)公路使用壽命、減少維護(hù)成本以及環(huán)保、生態(tài)等方面的綜合經(jīng)濟(jì)效益卻是功在當(dāng)代、利在千秋。■

參考文獻(xiàn)

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[2]牛志榮主編《地基處理技術(shù)及工程應(yīng)用》中國(guó)建材工業(yè)出版社2004年4月

[3]路基施工技術(shù)規(guī)范JTJ033-95[4]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTJ071-98

第6篇：土工合成材料范文

主要用于：堤壩的防滲斜墻或垂直防滲心墻、透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻、混凝土壩和土壩的防滲體、渠道的襯砌防滲和施工圍堰的防滲等諸多方面。復(fù)合土工膜是土工合成材料的一種，一布一膜、二布一膜、三布一膜等到不同產(chǎn)品。現(xiàn)在把防滲土工合成材料的鋪設(shè)技術(shù)和防滲土工合成材料在工程施工中常出現(xiàn)的問(wèn)題等方面進(jìn)行分析和研究。

1、滲土工合成材料的鋪設(shè)技術(shù)

土工合成材料自廣泛用于巖土工程建設(shè)以來(lái)，在水利水電工程建設(shè)中引起不小的變革，這不僅反映在水利水電工程的材料使用上，而且反映在設(shè)計(jì)原理、計(jì)算方法、施工工藝和工程管理上。防滲土工合成材料主要用于垂直鋪膜防滲和坡面鋪膜防滲，因鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式的不同，其施工工藝和鋪設(shè)技術(shù)也不盡相同。

2、滲土工合成材料在工程施工中常出現(xiàn)的問(wèn)題

經(jīng)常遭受石塊或其它尖棱物的穿刺破壞；由于土工薄膜缺少約束支持，在承受水壓力和土壓力時(shí)易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞；鋪設(shè)在支撐土與混凝土面板之間的土工薄膜由于受到溫度、重力、土移、浪擊和水位變化等因素的影響，可能引起界面滑動(dòng)，使土工薄膜產(chǎn)生過(guò)度拉伸，撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護(hù)土工薄膜，當(dāng)水位驟降時(shí)，土體中的孔隙水壓力和庫(kù)水位失去平衡而造成失穩(wěn)滑動(dòng)。只要按照施工規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)施工，確保施工質(zhì)量，就可避免或減少類似問(wèn)題的出現(xiàn)。

3、防滲

防滲結(jié)構(gòu)設(shè)置上、下墊層的目的是保護(hù)土工膜不受破壞；下墊層尚有排水、排氣作用。

鋪設(shè)土工膜后，膜下仍可能因缺陷引起滲漏而積水，也可能有土中排出的氣體或產(chǎn)生的沼氣等，水、氣可能頂托土工膜，危及膜的安全，尤其是在大面積的膜下，必須考慮排水、排氣措施。

4、工程防滲設(shè)計(jì)與施工

對(duì)含毒礦場(chǎng)的尾礦壩等，有毒物質(zhì)混入水體將造成環(huán)境污染，危及人、畜生命安全，必須嚴(yán)格防止。條文中所述措施是為了確保安全。建議渠道防滲土工膜厚度不小于0.25mm是根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。土工膜太薄可能產(chǎn)生氣孔，也易于在施工中受損，使防滲效果減小。一般生活垃圾和工業(yè)垃圾不含毒質(zhì)或毒質(zhì)較小，故可采用單層防滲結(jié)構(gòu)。如果這類垃圾也含有毒物質(zhì)，則應(yīng)選用雙層防滲結(jié)構(gòu)。如含劇毒，甚至要求多層結(jié)構(gòu)。隧道、洞室防滲應(yīng)采用復(fù)合土工膜或合適的防排水材料，是因?yàn)閲鷰r（土）中皆有滲水，必須將其通過(guò)土工織物或防排水材料流入下方縱（橫）向排水溝排走，以確保防滲襯砌安全工作。

5、加筋土擋墻設(shè)計(jì)

加筋土擋墻采用的筋材有兩種。因筋材的抗拉模量不同，墻內(nèi)填土中的潛在破壞面相異。

目前加筋土擋墻設(shè)計(jì)有極限平衡法和有限元法兩大類。由于筋材、填土以及兩者相互作用的本構(gòu)關(guān)系難以準(zhǔn)確和協(xié)調(diào)建立，加之缺乏破壞準(zhǔn)則，工程中幾乎均采用極限平衡法，后者可作為一種輔助和對(duì)比方法。排水設(shè)備對(duì)保證加筋土擋墻的穩(wěn)定十分重要。

6、加筋土墊層設(shè)計(jì)與施工

實(shí)踐可知，加筋墊層抗深層滑動(dòng)計(jì)算采用圓弧法，得到的穩(wěn)定安全系數(shù)往往提高較少，表明加筋效果很不顯著，實(shí)際效果卻很明顯。這說(shuō)明現(xiàn)有的穩(wěn)定分析方法未能反映筋材所起的全部作用。分析認(rèn)為，加筋所以發(fā)揮明顯作用可能與下列因素有關(guān)，例如加筋后潛在滑動(dòng)面可能往深處發(fā)展，地基土的側(cè)向位移受到部分限制以及地基中應(yīng)力分布發(fā)生了變化等，而這些有利因素在計(jì)算中卻未能計(jì)入，可見現(xiàn)有分析方法有待改進(jìn)。我國(guó)鐵路、公路系統(tǒng)目前在作圓弧滑動(dòng)分析時(shí)，認(rèn)為首先所加底筋應(yīng)該是穩(wěn)定的，即滑動(dòng)圓弧不應(yīng)該切斷底筋，應(yīng)將筋材及其上填土視為一整體，為此，潛在圓弧必然下移，穩(wěn)定安全系數(shù)自然有所提高。此項(xiàng)考慮是否符合實(shí)際，應(yīng)通過(guò)實(shí)踐和積累資料來(lái)加以驗(yàn)證。由于筋材承受拉力才能發(fā)揮其加筋作用。所以建議回填順序，目的是使筋材始終處于受拉狀態(tài)。

7、軟土地基處理中排水帶設(shè)計(jì)與施工

利用排水帶加固地基的目的，即是要求在預(yù)定工期內(nèi)消除地基的規(guī)定預(yù)期沉降和提高地基土強(qiáng)度。排水帶地基設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的砂井地基設(shè)計(jì)相同。利用砂井計(jì)算方法時(shí)應(yīng)將排水帶斷面轉(zhuǎn)化為當(dāng)量砂井直徑。砂墊層所用應(yīng)為潔凈砂料，以保證排水通暢。存放排水帶需加封蓋，是為保護(hù)其不變壞。

第7篇：土工合成材料范文

關(guān)鍵詞：橋頭跳車;臺(tái)背回填;高填臺(tái)背

中圖分類號(hào)：U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）32-0166-02

1 概 述

隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提高，在車輛高速行駛的過(guò)程中，所要求的舒適度也在逐漸提高。

但在橋涵臺(tái)背回填施工過(guò)程中，由于地基或路基本身的沉降、路基（柔性）與橋涵構(gòu)造物（剛性）的承載力和沉降量不同，公路通行后，隨著使用時(shí)間的推移，橋臺(tái)與相鄰路堤之間產(chǎn)生不均勻沉降，橋與路堤形成臺(tái)階，當(dāng)車通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象。

2 橋頭跳車的危害及成因分析

2.1 橋頭跳車的危害

橋頭跳車對(duì)行車安全和舒適度均產(chǎn)生影響。

①由于橋頭跳車車輛不得不降低車速，使公路的使用功能和通行能力受到很大影響;

②另外橋頭跳車使駕駛員和乘車者感到不適，心情不快易疲勞，所載貨物易損壞;

③嚴(yán)重的橋頭跳車會(huì)造成翻車、追尾等交通事故，威脅人、車和財(cái)物的安全，造成生命、財(cái)產(chǎn)的損失。

2.2 橋頭跳車的成因分析

①橋頭跳車臺(tái)階的產(chǎn)生和行成是多方面的，包括地基地面條件、填料、施工材料以及設(shè)計(jì)、施工方面的諸多因素。

②橋涵、通道與路基大都是同年進(jìn)行施工的，橋面是剛性體，其地基強(qiáng)度有較高的要求，沉降較小或不沉降，而路基填土雖經(jīng)壓實(shí)仍會(huì)產(chǎn)生較大的工后沉降，最后形成錯(cuò)臺(tái);

對(duì)于軟土地基部分，橋涵地基一般進(jìn)行加固處理，但路基部分與橋涵部分的工后沉降仍不相同。

③在臺(tái)背和路基的連接部分，因施工場(chǎng)地狹小以致壓實(shí)不足，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的車輛碾壓及自身重量的作用，沉陷不一，造成錯(cuò)臺(tái)。

④施工工期、工序安排不當(dāng)，對(duì)橋頭施工及臺(tái)背回填不能有充足的時(shí)間安排，為趕工期不得不違章作業(yè)。

⑤對(duì)臺(tái)背基坑的回填材料使用不當(dāng)，對(duì)橋頭和錐坡的壓實(shí)控制不嚴(yán)。

⑥壓實(shí)機(jī)具與壓實(shí)厚度不能配套。

從橋頭跳車成因分析上可看出：臺(tái)背回填質(zhì)量是防止橋頭跳車的關(guān)鍵步驟，臺(tái)背回填的好壞直接影響到道路施工質(zhì)量，在實(shí)施過(guò)程中，施工單位應(yīng)設(shè)質(zhì)檢、試驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查填筑質(zhì)量。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

①施工前做好安全技術(shù)交底。

②確認(rèn)構(gòu)筑物的強(qiáng)度滿足回填要求，隱蔽工程驗(yàn)收合格。

③完成施工場(chǎng)地的清理、挖掘，以及必要的場(chǎng)地平整等。

④用紅油漆在構(gòu)筑物背墻上每隔15 cm由下至上水平標(biāo)出層厚和層數(shù)，以利控制填筑厚度。

3.2 材料準(zhǔn)備

①臺(tái)背填筑材料一般均設(shè)計(jì)采用石灰土進(jìn)行分層填筑。填筑前，灰土拌合按設(shè)計(jì)配合比要求采用集中機(jī)械拌和后，由運(yùn)輸車覆蓋運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。拌制灰土?xí)r，嚴(yán)格控制配合比、含水量和拌合的均勻性，避免出現(xiàn)含水量大形成大團(tuán)粒和含水量小形成揚(yáng)塵，污染環(huán)境。試驗(yàn)室在灰土拌合站配備試驗(yàn)人員檢測(cè)含水量和灰土含量，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，如灰土拌合站與施工現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，含水量可適當(dāng)提高1%～2%。

②對(duì)選定的石灰和土進(jìn)行原材料、土工等各項(xiàng)試驗(yàn)，保證原材料的質(zhì)量必須符合要求。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)主要確認(rèn)填料的重型擊實(shí)、CBR、含水量、顆粒分析等技術(shù)參數(shù)，配制時(shí)確保充分拌合及顏色均勻一致，確?；彝恋暮窟_(dá)到最佳含水量。

4 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備測(cè)量放樣橋臺(tái)隱蔽工程檢查（包括沉降縫防水等）填前碾壓第0層驗(yàn)收（包括壓實(shí)度等）第一層填料碾壓壓實(shí)度檢測(cè)整平第一層交驗(yàn)拍攝工程照片第二層填料直至填筑設(shè)計(jì)標(biāo)高交驗(yàn)臺(tái)背回填完成。

5 施工方法

①承臺(tái)臺(tái)身（涵洞蓋板）強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，臺(tái)后方可進(jìn)行石灰土填筑，填土?xí)r兩個(gè)臺(tái)背同時(shí)對(duì)稱分層夯填。每層壓實(shí)厚度不大于15 cm，分層填筑厚度不大于20 cm，測(cè)量工程師測(cè)出基底頂面處及構(gòu)筑物頂面高程，根據(jù)回填料的分層厚度，測(cè)算出每處構(gòu)筑物的回填層數(shù)，用紅油漆在構(gòu)筑物背墻上每隔15 cm由下至上水平標(biāo)出層厚和層數(shù)，以利控制填筑厚度，每填筑一層需要對(duì)應(yīng)留下施工照片，做好臺(tái)賬。劃紅色標(biāo)線前保證臺(tái)背表面已做完沉降縫的防水層。

②將涵洞基坑完全開挖至設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行基坑清理。底部距基礎(chǔ)外緣寬度不小于2 m，按1：1的比例放坡至涵洞蓋板頂平齊（拱涵放坡至拱圈底上口平齊）。

③分層壓實(shí)時(shí)設(shè)置2%～4%的橫坡度以利排水，每層應(yīng)于兩側(cè)各超填寬出設(shè)計(jì)寬度30 cm以利最終路堤邊緣的壓實(shí)。推土機(jī)進(jìn)行粗平，人工控制厚度。粗平完成后，使用平地機(jī)進(jìn)行細(xì)平。

④涵洞基礎(chǔ)頂面以上回填要等蓋板安裝完成方可進(jìn)行。采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓時(shí)，第一遍應(yīng)無(wú)振動(dòng)靜壓，然后先慢后快，由弱振至強(qiáng)振，振動(dòng)壓路機(jī)一般重疊0.4～0.5 m。碾壓由兩邊向中間進(jìn)行碾壓。距臺(tái)背20 cm處改用平板振動(dòng)夯（或其他滿足施工要求的小型振動(dòng)夯）人工夯實(shí)，應(yīng)達(dá)到無(wú)漏壓，無(wú)死角，確保碾壓均勻。

施工中做到層層壓實(shí)度檢測(cè)，每50 m2檢測(cè)一點(diǎn)，不足50 m2時(shí)應(yīng)至少檢驗(yàn)1點(diǎn)，臺(tái)背回填壓實(shí)度均按≥96%控制，合格率保證100%。碾壓完畢后，由施工單位實(shí)驗(yàn)員先自檢，合格后報(bào)駐地試驗(yàn)監(jiān)理抽檢，監(jiān)理抽檢率100%，抽檢合格后方可進(jìn)行下層灰土填筑的施工。

⑤涵洞臺(tái)背回填每層填料施工完成后，由施工單位技術(shù)員和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理共同拍攝每層的工程照片，照片上要體現(xiàn)構(gòu)筑物背墻上的紅色標(biāo)線所顯示的層厚和層數(shù)（參照點(diǎn)）以及說(shuō)明圖板，能夠直接、清楚地反映每層的填筑狀況，照片將作為質(zhì)量評(píng)定的部分資料歸檔。

⑥橋梁兩端的臺(tái)背路基填筑范圍：施工圖如圖1所示，如無(wú)說(shuō)明，可采用以下實(shí)施：底部處理長(zhǎng)度為構(gòu)造物基礎(chǔ)外緣沿路基方向（填土高度+6 m）處，頂部長(zhǎng)度為（填土高度的2.5倍+

4.5 m）處。

⑦橋梁臺(tái)背路基填筑與一般路基采用臺(tái)階搭接，搭接臺(tái)階寬度為1.50 m，高1.0 m，自基底1：1.5的坡率向上搭接至路床頂面。

⑧橋梁臺(tái)背填土高度大于3.5 m處以及路床頂以下40 cm處設(shè)置單向土工格柵，搭接部分可用U型釘連接或鐵絲穿綁。

⑨填土高度≥3.5 m時(shí)，為防止臺(tái)背填土較高處橋頭差異沉降出現(xiàn)跳車，在臺(tái)背墻面垂直增設(shè)L型（長(zhǎng)邊*短邊*厚）

100 mm×63 mm×8 mm角鋼將土工格柵固定，角鋼上鋪設(shè)土工格柵，土工格柵上用（長(zhǎng)*厚）100 mm×6 mm的鋼板壓制，臺(tái)背墻面的角鋼與壓條鋼板用膨脹螺栓固定。土工格柵采用單向拉伸型，抗拉強(qiáng)度不低于80 KN/m，屈服伸長(zhǎng)率不大于10%。

6 施工注意事項(xiàng)

①臺(tái)背回填必須在隱蔽工程驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行，注意臺(tái)背回填時(shí)，必須待臺(tái)身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，方可進(jìn)行回填。

②按設(shè)計(jì)做好過(guò)渡段，過(guò)渡段路堤壓實(shí)度不小于96%，并做好縱向和橫向防排水系統(tǒng)。

③臺(tái)背回填部分的路床宜與路堤路床同步填筑。

④橋臺(tái)背和錐坡的回填施工宜同步進(jìn)行，一次填筑到位并保證壓實(shí)整修后能達(dá)到設(shè)計(jì)寬度要求。

⑤洞身兩側(cè)，要對(duì)稱分層回填壓實(shí)，填料壓實(shí)后厚度不大于15 cm。

⑥配備合理的碾壓機(jī)械，壓路機(jī)達(dá)不到的地方，使用小型機(jī)動(dòng)夯具。作業(yè)面比較窄小的臺(tái)背回填，對(duì)于臺(tái)背、涵背碾壓不到位的死角與構(gòu)造物的結(jié)合部，配置合理的小型夯實(shí)機(jī)具（分層厚度小于10 cm），方可進(jìn)行大面積回填，小型夯實(shí)機(jī)具機(jī)振力不小于1 t。

⑦土工格柵上的第一層填料應(yīng)采用輕型推土機(jī)攤鋪，一切車輛、施工機(jī)械只容許沿路堤軸線方向行駛，不得在土工格柵上強(qiáng)制小角度調(diào)頭。

7 施工質(zhì)量保證措施

①施工前做好技術(shù)質(zhì)量交底工作，施工中做好檢查工作，確保每層回填工作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范性。

②嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制度，且認(rèn)真落實(shí)每層隱蔽工程驗(yàn)收制度。

③臺(tái)背填筑不能含有腐植土、樹根、草、泥或其它有機(jī)質(zhì)土，保證填筑質(zhì)量。

④每層砂礫土的鋪設(shè)寬度每側(cè)寬出30 cm，以保證臺(tái)背回填范圍內(nèi)的壓實(shí)度。

⑤用紅漆在臺(tái)背上標(biāo)示出每層填筑的壓實(shí)厚度和層數(shù)。

第8篇：土工合成材料范文

【關(guān)鍵詞】復(fù)合材料；土木工程；發(fā)展與應(yīng)用

1復(fù)合材料簡(jiǎn)述

復(fù)合材料是指纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，簡(jiǎn)稱為FRP，是由增強(qiáng)纖維材料，如玻璃纖維，碳纖維，芳綸纖維等，與基體材料經(jīng)過(guò)纏繞，模壓或拉擠等成型工藝而形成的復(fù)合材料。復(fù)合材料具有一定的特點(diǎn)：比強(qiáng)度高，比模量大，材料性能具有可設(shè)計(jì)性，抗腐蝕性和耐久性能好，熱膨脹系數(shù)與混凝土的膨脹系數(shù)相近。因此，能夠充分滿足現(xiàn)代土木工程發(fā)展的實(shí)際需要。

2復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用與發(fā)展

2.1纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固補(bǔ)強(qiáng)。FRP加固補(bǔ)強(qiáng)的主要形式就是粘貼加固混凝土結(jié)構(gòu)。[1]首先，應(yīng)用FRP布對(duì)混凝土柱進(jìn)行纏繞加固，從而提高混凝土的強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗震性。其次，在梁、板等受拉面位置，粘貼FRP片材，采用這種方式控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，同時(shí)提高其承載能力。最后，應(yīng)用FRP片材對(duì)梁、柱等構(gòu)件進(jìn)行包裹，從而提升梁、柱的抗剪承載力。這也是一種非常有效的加固補(bǔ)強(qiáng)的方式，在工程施工過(guò)程中常常用到。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，要注意其提高程度與原構(gòu)件配箍率保持在一定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，充分發(fā)揮FRP片材的強(qiáng)度。

2.2FRP筋索和預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)。FRP筋索與傳統(tǒng)鋼筋材料相比，起重量較輕，纖維比重較大，強(qiáng)度又很高，同時(shí)具有很強(qiáng)的耐腐蝕性能?；贔RP筋索的而這些優(yōu)勢(shì)，可以很好地代替鋼筋材料，能夠有效避免傳統(tǒng)鋼筋材料出現(xiàn)銹跡的情況，有效保護(hù)鋼筋結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)其使用期限，節(jié)省費(fèi)用，降低成本。此外FRP還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，就是無(wú)磁性，能夠達(dá)到某些工程的無(wú)磁性要求。FRP筋索用于土木工程的混凝土結(jié)構(gòu)中，根據(jù)不同的方法，加強(qiáng)FRP筋索與混凝土的粘結(jié)，從而提高其強(qiáng)度。一般主要應(yīng)用一下積累FRP筋：其一，GFRP筋，對(duì)其表面進(jìn)行沙化處理。其二，CFRP預(yù)應(yīng)力筋，這種筋與鋼絞線相似，而且在多股之間進(jìn)行環(huán)氧粘結(jié)。其三，通過(guò)壓痕或者滾花處理過(guò)的FRP筋。最后，通過(guò)對(duì)纖維進(jìn)行交錯(cuò)編制的FRP筋。

2.3FRP組合結(jié)構(gòu)。FRP組合結(jié)構(gòu)就是把不同的FRP制品與鋼材或者混凝土進(jìn)行組合，形成的結(jié)構(gòu)模式，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的狀態(tài)，應(yīng)用于工程建設(shè)之中。一般在工程施工中，應(yīng)用到的FRP組合結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：其一，F(xiàn)RP管混凝土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)主要是在纏繞成型的FRP管中填充混凝土，而且FRP管可以充當(dāng)模板，節(jié)省模板的消耗，同時(shí)提高施工效率，此結(jié)構(gòu)具有很好的耐久性?；谒谋姸鄡?yōu)勢(shì)，在樁、柱等工程結(jié)構(gòu)上得到了廣泛的應(yīng)用。其二，F(xiàn)RP、鋼管、混凝土組合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的構(gòu)成首先是在整個(gè)構(gòu)件中間位置設(shè)置空心鋼管，在鋼管外面包裹FRP，在鋼管與FRP中間填充適當(dāng)混凝土。這樣在工程施工過(guò)程中，鋼管是主要的成立骨架，F(xiàn)RP作為模板，對(duì)鋼管進(jìn)行保護(hù)，以免其生銹受損，混凝土部分受到了一定的限制，有效提高了組合構(gòu)件的承載能力和變形性能。對(duì)提高工程的安全性起到了很大作用。其三，F(xiàn)RP組合梁、板。FRP組合梁、板是受彎的FRP組合結(jié)構(gòu)，通過(guò)組合作用，上部的混凝土受壓，下部FRP受拉，其中保證FRP和混凝土協(xié)同工作的剪力連接件是最為關(guān)鍵的部分。通過(guò)組合使FRP材料的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮的更加充分，使施工過(guò)程更加方便快捷。最后，F(xiàn)RP、木材組合構(gòu)件。二者在構(gòu)成上具有類似的纖維形式，受力特點(diǎn)相似，缺點(diǎn)都是抗火性能低。但是把二者進(jìn)行重新組合，形成新的組合構(gòu)件后，F(xiàn)RP作為增強(qiáng)部分，木材作為填充部分，能夠更加充分發(fā)揮其力學(xué)性能，使加工過(guò)程更加方便。FRP組合結(jié)構(gòu)不但提高了構(gòu)構(gòu)件的整體性能，而且能夠有效降低工成本，有助于提高工程經(jīng)濟(jì)效益。

2.4全FRP結(jié)構(gòu)。FRP與傳統(tǒng)材料相比，具有鮮明的優(yōu)勢(shì)，在土木工程中的應(yīng)用越來(lái)與廣泛。一般主要應(yīng)用到的FRP結(jié)構(gòu)有以下幾種：其一，F(xiàn)RP橋面體系。在實(shí)際應(yīng)用中，橋梁面板部分直接采用FRP材料，不但能夠減輕結(jié)構(gòu)內(nèi)力，而且能夠抵御外部環(huán)境侵蝕損害，同時(shí)減輕橋身重量，延長(zhǎng)其使用年限。其二，F(xiàn)RP編織網(wǎng)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)主要對(duì)FRP板條進(jìn)行編制，通過(guò)張拉作用形成新的機(jī)構(gòu)體系，此結(jié)構(gòu)體系具有一定的柔性。這種結(jié)構(gòu)一般適合用于跨度較大的工程結(jié)構(gòu)中。其三，F(xiàn)RP桿件空間結(jié)構(gòu)。FRP在應(yīng)用于空間結(jié)構(gòu)中時(shí)，主要實(shí)現(xiàn)形式是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而FRP網(wǎng)架的桿件主要是由CFRP片材構(gòu)成，在構(gòu)成過(guò)程中，CFRP片材要從不同的角度進(jìn)行層疊粘貼。這種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)就是重量輕，抗腐蝕性強(qiáng)，溫度效應(yīng)小，一般在環(huán)境比較差或者跨度較大的空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。

3結(jié)論

綜上所述，復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用還處于探索階段，在實(shí)際應(yīng)用中還需要不斷提高技術(shù)水平，根據(jù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，有針對(duì)性的應(yīng)用到工程建設(shè)中去。相信，通過(guò)不斷地研究與應(yīng)用，復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展中一定會(huì)發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)

第9篇：土工合成材料范文

關(guān)鍵詞：公路工程；土；路面基層材料；試驗(yàn)檢測(cè)

Abstract: Test detection of highway engineering construction technology management is an important component, but it is also an indispensable key link in the quality control of highway engineering construction and engineering acceptance (finish) in the evaluation. Good soil and road base materials is to ensure the quality of highway engineering test detection premise, testing personnel must strictly according to the related technical standards of highway engineering material test for the detection of good quality.

Key words: highway engineering; soil; road base materials; testing

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

試驗(yàn)檢測(cè)工作是公路工程施工技術(shù)管理中的一個(gè)重要組成部分，同時(shí)也是公路工程施工質(zhì)量控制和交（竣）工驗(yàn)收評(píng)定工作中不可缺少的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)能充分地利用當(dāng)?shù)卦牧?，能迅速推廣應(yīng)用新材料、新工藝和新技術(shù)[1]；能用定量的方法科學(xué)地評(píng)定各種材料和構(gòu)件的質(zhì)量；能合理地控制并科學(xué)地評(píng)定工程質(zhì)量。因此，它對(duì)提高工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)、推動(dòng)公路工程技術(shù)進(jìn)步起到極為重要的作用。

每項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)方法應(yīng)根據(jù)有關(guān)國(guó)家或部頒現(xiàn)行最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)程 和有關(guān)行業(yè)工作規(guī)范制定詳細(xì)的實(shí)施細(xì)則。試驗(yàn)檢測(cè)要嚴(yán)格參照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要是國(guó)家質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件等，特殊情況下可由業(yè)主提供特殊的檢測(cè)要求。

1 路基填土試驗(yàn) 1.1土的分類目的：對(duì)土的性狀作定性評(píng)價(jià)。分類方法：感性方法：肉眼可見、直接接觸分為無(wú)粘性土（粉土）、粘性土。科學(xué)分類：通過(guò)對(duì)土的顆粒組成分析，液塑限指標(biāo)分析以及土中有機(jī)質(zhì)存在情況定出土的名稱。 第一分類界限值：粒組質(zhì)量占總質(zhì)量50%為界。巨粒土：>75% 漂（卵）石；50%-75%漂（卵）石夾土；50%-15%漂（卵）石夾土；

粗粒土：

細(xì)粒土：

1.2土的物理、力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)：含水量、密度、（粘性土）液塑限、(砂土）相對(duì)密度、顆粒分析，用于確定土名。力學(xué)性質(zhì)：擊實(shí)試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)1.3代表試驗(yàn)項(xiàng)目 （1）含水量試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定各類土中水的含量。烘干法：測(cè)定含水量的標(biāo)準(zhǔn)方法，適用于粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土和有機(jī)質(zhì)土。酒精燃燒法：施工現(xiàn)場(chǎng)常用的試驗(yàn)方法，快速簡(jiǎn)易測(cè)定細(xì)粒土的含水量。微波法：適用于不含金屬礦物質(zhì)的土。 碳化鈣氣壓法：路基土和穩(wěn)定土含水量的快速簡(jiǎn)易測(cè)定。不能直接用，需要進(jìn)行標(biāo)定。特殊土的含水量測(cè)試：含石膏土和有機(jī)質(zhì)土：在真空干燥箱下或?qū)⒑嫦錅囟瓤刂圃?5-80度為好。無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土：烘箱提前升溫到110度，水泥混合料直接烘干。 （2）密度試驗(yàn)方法：環(huán)刀法：取得現(xiàn)場(chǎng)原樣土，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)計(jì)算后，測(cè)定細(xì)粒土的密度。蠟封法：易破裂土和形態(tài)不規(guī)則的堅(jiān)硬土。灌水法：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定粗粒土和巨粒土的密度。灌砂法：施工現(xiàn)場(chǎng)常用試驗(yàn)方法，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定細(xì)粒土、砂類土、礫類土的密度。 （3）顆粒分析方法：篩分法：粒徑大于0.074mm的土。比重計(jì)法、移液管法：用于粒徑小于0.074mm的土。 （4）界限含水量方法：液塑限聯(lián)合測(cè)定法：劃分土類、計(jì)算天然稠度、塑性指數(shù)。（5）擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)擊實(shí)試驗(yàn)，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工條件，確定路基填土的最佳含水量和最大干密度。是路基壓實(shí)效果的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。方法：輕型、重型擊實(shí)。高速公路采用重型擊實(shí)試驗(yàn)方法。重型Ⅱ.1（最大粒徑25mm,小筒、5層27次）、Ⅱ.2（最大粒徑38mm,大筒3層98次）。注意事項(xiàng)：標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀的安裝要水平，并用地腳螺栓與地面緊密連接，保證擊實(shí)功。根據(jù)土的顆粒大小確定試筒。小試筒適于粒徑不大于25mm的土，大試筒適于粒徑不大于38mm的土。制備粘性土等時(shí)，要保證灑水均勻，充分拌和，充分悶料。在留取測(cè)定含水量的土樣時(shí)，要從試筒兩側(cè)均勻取得，從而保證測(cè)定含水量的準(zhǔn)確度。當(dāng)試樣中有大于38mm顆粒且含量小于30%時(shí)，要進(jìn)行數(shù)據(jù)校正。（6）承載比試驗(yàn)（CBR）目的：CBR是用于綜合評(píng)定路基土和路面材料的強(qiáng)度指標(biāo)，是柔性路面設(shè)計(jì)的主要參數(shù)[2]。CBR（國(guó)際）；E0（國(guó)內(nèi)）所謂CBR值，就是試驗(yàn)貫入量達(dá)到2.5mm 或5mm 時(shí)的單位壓力與標(biāo)準(zhǔn)碎石壓入相同貫入量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)荷載強(qiáng)度（7MPa 或10.5MPa)的比值, 用百分?jǐn)?shù)表示。注意問(wèn)題：（除擊實(shí)試驗(yàn)的問(wèn)題外）加載裝置測(cè)力計(jì)大小選擇時(shí)，所測(cè)土的最大值應(yīng)在測(cè)力計(jì)最大力值的1/3至2/3范圍內(nèi)，以提高測(cè)定精度。加載裝置測(cè)力計(jì)和測(cè)定貫入量的百分表必須標(biāo)定后使用。

2 路面基層材料試驗(yàn)

2.1無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土組成材料要求

（1）土

A、水泥穩(wěn)定土：級(jí)配滿足要求；Cu>5, WL

B、石灰穩(wěn)定土：IP15%～20%粘性土；含粘性土的中粒土、粗粒土；壓碎值

C、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土：IP12%～20%粘性土，有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)10％；壓碎值

（2）水泥

普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥都可使用，應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6h 以上，標(biāo)號(hào)較低325號(hào)）。水泥作為水硬性結(jié)合料，可以改善混合料的粘結(jié)力，它與優(yōu)質(zhì)的級(jí)配碎石按照合理比例混合作為路面基層[3]，可有效保障路面基層的整體承載力、剛度和耐水性，從容應(yīng)對(duì)大流量的重型交通壓力。

（3）石灰

三級(jí)以上生石灰或消石灰，高速公路和一級(jí)公路，宜采用磨細(xì)生石灰粉。

4 半剛性基層和底基層材料強(qiáng)度評(píng)定

半剛性基層和底基層材料強(qiáng)度，以規(guī)定溫度下保濕養(yǎng)生,6天、浸水1天后的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為準(zhǔn)。

在現(xiàn)場(chǎng)按規(guī)定頻率取樣，按工地預(yù)定達(dá)到的壓實(shí)度制備；試件，每2000平米或每工作班制備1組試件：不論穩(wěn)定；細(xì)粒土、中粒土或粗粒土，當(dāng)多次偏差系數(shù)CV≤10%時(shí)，可為6個(gè)試件；CV=10%-15%,可為9個(gè)試件；CV>15%,則須13個(gè)試件。

試件的平均強(qiáng)度R應(yīng)滿足下式要求：R≥Rd /(1-ZαCV)

Rd—設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度

CV—試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)（以小數(shù)計(jì)）

Zα—標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中隨保證率而變的系數(shù)。

高速公路、一級(jí)公路：保證率95%， Zα =1.645

其他公路:保證率90%， Zα =1.282

5 結(jié)語(yǔ)

作為檢測(cè)工程質(zhì)量的一種有效手段，試驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)予以高度重視，禁止盲目憑經(jīng)驗(yàn)施工[6]。試驗(yàn)檢測(cè)操作人員應(yīng)熟悉檢測(cè)任務(wù)，了解被檢測(cè)對(duì)象和所用檢測(cè)儀器設(shè)備的性能。檢測(cè)人員應(yīng)掌握所從事檢測(cè)項(xiàng)目的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，了解本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外測(cè)試技術(shù)，檢測(cè)儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展方向，具備制定檢測(cè)大綱，采用國(guó)內(nèi)外最新技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)工作的能力，要了解誤差理論、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面的知識(shí)，能獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作。同時(shí)檢測(cè)人員還要實(shí)事求是、忠于職守，作風(fēng)正派。對(duì)檢測(cè)過(guò)程、數(shù)據(jù)處理工作持嚴(yán)肅的態(tài)度，以數(shù)據(jù)說(shuō)話，不受行政或其他方面影響的干擾。

參考文獻(xiàn)

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[3] 方承昊.對(duì)公路橋梁安全性檢測(cè)技術(shù)的探究[J].中華民居,2010,(9):135.

[4] 鄧孟華,鄒梅芳.公路工程試驗(yàn)檢測(cè)工作應(yīng)用探討[J].中小企業(yè)管理與科技,2010,(18):116.

[5] 陸璐.濰坊華泰路橋工程有限公司公路工程試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)研究[D].江蘇大學(xué),2010.