土工合成范文

土工合成范文（精选11篇）

土工合成 第1篇

1 软土的一般工程特性

我国常见的软土有海洋沿岸的淤积和内陆、山区以及河、湖盆地河山前谷底的淤积形成的软土。其工程特性:a.含水量高 (34%～72%) ;b.松软, 孔隙比大 (1.0～2.0) ;c.渗透性小 (渗透系数为10-7～10-8cm/s) ;d.压缩性高 (压缩系数为0.7～1.5MPa-1) ;e.抗剪强度低 (直剪快剪内磨擦角为0°～5°, 粘聚力为10KPa左右) ;f.触变性显著;g.流变性。

2 土工合成材料的种类及特性

2.1土

工合成材料的种类繁多, 根据加工制造工艺的不同, 总体上可分为四大类型, 即土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。

2.1.1 土工织物是一种透水性材料, 按制造方式不同可进一步划分为为:a.有纺型土工织物, b.无纺型土工织物。

2.1.2 土工膜是以各种高分子聚合物为原材料而制成的透水性极低的膜或薄片。分为不加筋的和加筋的两大类。

2.1.3 土工复合材料是两种或两种以上的材料常用不同的方法复合而成的。这类制品将各组合料的特性相结合, 以满足工程的特定需要。常见的种类有复合土工膜、排水板、土工垫块等。

2.2 土工合成材料的特性

土工材料的特性是多方面的, 而且还存在扩展的趋势。主要特性有物理特性、力学特性、水利特性、耐久性。影响物理特性的指标有单位面积质量、厚度、开口尺寸及均匀性, 主要影响透气、透水性。影响力学强度的指标有拉伸强度、刺破强度、拉伸变形、最大荷载拉伸率、CBR顶破强度、动力穿透强度和铺设破坏强度等。水利特性主要是用土工织物垂直向、水平向透水性来表示。耐久性是指耐酸、碱、腐蚀、抗老化的性能。

2.3 土工合成材料的主要功能

土工合成材料在在工程中的应用, 其主要功能有:a.排水过滤作用;b.隔离作用;c.反滤作用;d.加筋作用。当土工合成材料用作土体加筋时, 其基本作用是给土体提供抗拉强度, 可以改善土工结构的整体受力条件, 增强地基的承载能力, 提高结构的稳定性。主要应用于公路工程中的路基、挡土墙和边坡。在软土路基工程中, 大量的采用的土工合成材料加筋垫层的作用机理主要是:a.增强垫层的整体性和刚度, 调整不均匀沉降;b.扩散应力, 由于垫层刚度增大的影响, 扩大了荷载扩散的范围, 使应力均匀分布;c.约束作用, 即约束下卧软弱土地基的侧向变形。

3 土工合成材料加筋法加固原理分析

土体一般具有一定的抗压强度, 但抗剪强度很低, 如在土体中加筋, 以筋材为抗拉构件, 与土产生互相摩擦作用, 限制其上下土体及土体的侧向变形, 等效于给土体施加了应该侧压力增量, 从而增强土体内部的强度和整体性, 提高土体的抗剪强度。筋土间相互作用的基本原理可归纳为两大类:一是准粘聚力原理;二是摩擦加筋原理。

4 土工合成材料加筋法在软土路基中的应用

土工合成材料加筋法是处理软土地基中常用的处理方法之一。它是在软土路基基底与填土间铺一层土工合成材料。由于土工合成材料具有较高的延伸性, 从而可使上部荷载扩散, 提高原地基承载力, 并使填土增加稳定性。

4.1 软土地基加固处理

在软土地基与填土之间铺设一层或多层具有一定刚度和抗拉力的土工织物, 其上填筑一定厚度的砂垫层, 然后再填筑路堤, 可加速软土地基的排水固结和沉降稳定。此外, 在路基沉降时产生挠曲变形, 使路基底部的土工聚合物上的拉力, 也能起到支承荷载的作用。同时由于这种土工合成材料具有较高的延伸率, 从而可使上部负荷载扩散, 提高了原地基承载力, 增加了路堤的稳定性。设计时地基极限承载力PT的公式如下:

式中:a, b—基础的形状系数, 一般取a=1.0, b=0.5;

c—土的粘聚力, kPa;

Nc, Nq—与内摩擦角有关的承载力系数;

P—土工合成材料的抗拉强度, N/m;

θ—土工合成材料的倾斜角;

R—假想圆的半径;

4.2 路堤加筋

土工合成材料作为路堤加筋作用时, 它除了可以提高地基承载力和增加了路堤的稳定性以外, 最主要的作用就是减少堤底的差异沉降。通过路堤加筋, 土工合成材料与路堤的砂垫层共同作为一层, 这一层把路堤和软土地基不同的刚度结合在一起, 通过这一层将堤身荷载传递到软土地基中去, 起到固结排水的作用和稳定作用。

4.3 台背路基填土加筋

主要是利用土工合成材料的土工网或者土工格栅在台背高度5.0～10.0m间进行台背路基填土加筋, 以达到减少路基与造物之间的不均匀沉降。台背填料应具有良好的水稳定性和压实性能。

5 工程应用概况

太澳高速顺德至中山段第十七合同段施工中软土路基段中, 地表以下4.2m为淤泥质粘土, P=17.5kN/m, c=12kPa, θ=14°, 地基承载力不足为92kPa。其下为砾土, P=19.2kN/m, c=26kP a, θ=17°, 地基承载力为300kPa。未处理前边坡最小安全系数Kmin=0.5, 路堤边坡不稳定。现采用如下处理措施:该范围的软土路基清平地表后铺设0.4m厚的砂垫层, 于砂垫层内铺设三层土工格栅。经处理后最小安全系数Kmin= (M抗+M土工织物) /M滑为1.85, 路堤边坡稳定, 地基承载力得到明显提高。

结束语

从以上土工合成材料在软土路基处理中可提高地基承载力、减小沉降量及差异沉降、增大路堤稳定性等方面具有明显效果。相信土工合成材料处理软基的理论将更加完善, 从而指导设计和施工。

参考文献

[1]王生文.公路工程地基处理手册[M].北京:人民交通出版社, 2005, 6.

[2]刘娟.土工合成材料在软土地基中的应用[J].广东公路交通 (.97) :118-120.

我国土工合成材料的生产和应用 第2篇

自从上世纪七十年代末我国开始引用土工织物以来，这种新兴的技术和材料即在水利、铁道和交通等行业中，广泛引起岩土工程师们的注视。美国杜邦公司是第一个以应用材料和技术进入我国的外国企业，一次即赠送我铁道部科学研究院2万平方米纺粘法土工织物，曾用于铁道路基防治翻浆冒泥试验。接着在华东纺织学院、上海纺织科学院等“无纺布”制造技术的诱导下，在江苏开始萌发了针刺无纺织机的试制和生产，加上党的十一届三中全会改革开放的提出，因此在铁道水利交通等行业的岩土工程师们吸收国外先进科学技术的同时，很快即由生产造纸毛毯和化纤地毯的技术转移到针刺土工布上来，形成了我国短纤针刺土工织物的基础。加之正值国家发展乡镇企业，国外企业也开始面向中国，他们以带着应用技术而来开拓市场的举措，确也促进了我国在这一领域的进步。然而当时虽然有美国的杜邦公司、奥地利的林茨公司、法国的罗纳普朗克公司等相继把目光投向中国市场，可惜的是他们强调了需要美元采购；对我国有无能力大规模使用还没有信心；更不愿意冒来华投资的风险；所以在1～4年多的时间内，外国企业一直在徘徊着。而当时国内工程单位，特别是设计部门的一些决策者们，缺乏对这种新材料、新技术的认识，因此要在那样的思想境界和国情下，很快大规模地得到应用是很困难的。这也就成了国外几家公司不久从这一领域退出去的原因。当然事物总是在不断变化，具有先进代表性和富有生命力的事物发展会很快，国外的退出就成了我国长期以来采用国产短纤针刺土工布的习惯成为我国以科研和高等院校带头推广应用的由来。我们协会(原协作网)于86年召开了全国第一届土工织物应用技术交流大会，出席这次会议的代表，超出了原计划人数的3倍，这是空前的出乎意料的。回忆起当时会上几位有名的外国专家(法、日)的报告；5家外企的展览以及国内用短纤针刺土工布(1m宽双幅)即吊起3吨多重的汽车时，都起到了轰动效应。所以会上无论是政府领导还是专家教授，都充分表现了对会议的高度重视和热情支持；也充分表明改革开放后的举国上下，是多么地盼望科技进步。我们的首席顾问、中科院院士、清华大学黄文熙教授在开幕词中首肯了国际上早先的说法：土工合成材料是对岩土工程的一场革命这句话。并指出：应用土工织物将可节省很大的运输量(指土、砂、石)。实际上这在上世纪80年代初，他老人家已经把应用联系到经济效益和社会效应上来了，联系到保护生态和环境的关系上来了。因此第二年在一次会议上再见到我们时指示：要全面推广多种土工合成材料的应用，不要局限在土工织物方面。可见他老人家的远见卓识是多么吻合我国土工合成材料以后的发展进程。是的，据我们当时的了解，会后仅一年(87年)我国的年用量即近200万m2，差不多是86年会前总用量的20倍。尤其是水利界用于病险库的处理即达近百处之多。锦州市公路局用于无铺砌路面防治路床翻浆冒泥，效果特别显著，经现场鉴定评议后，很快即在东北、华北严寒地区得到推广应用；并很快扩展到严寒地区的铁道系统。所有这些均充分表明了土工合成材料的生命力。

当然主要是党的改革开放政策和全国正处于科学的春天，由于一套2m～4m宽的短纤针刺设备仅20～50万元左右，又无耗水排污等环境问题，所以在乡镇企业中发展很快，一转眼之间全国竟有无纺布工厂上百家，单以针刺土工布为主并加入我们协作网的就达60多家。正如刘宗耀网长所说，全世界生产土工布的公司，合起来也没有我们中国的土工布工厂多。然而投资较大且有一定高技术的长纤(纺粘)针刺设备，片梭织机等增加就不是那么快了。江苏、山东、浙江、北京，编织土工布好多年都维持为5家国营企业，而没有更多的竞争者。所以现在看来在那样的体制下，也就各有其利弊，一方面是乡镇企业投资少、灵活，项目上得快，竞争意识强，在产品质量和价格上有较强的可比性，在与用户的配合上也较容易协调。因此像塑料排水带(板)以及一些土工模袋织物，就属于这种类型，即上项目特快，工厂特多。但是太多了供就大于求，于是经营起来邪门歪道的事就容易出现了；这又是缺点。而几家国营的编织物企业，在那个时期连同集装袋出口和地毯用布，供货比较紧张，生意兴旺就荒疏了竞争而不思进取。等到走向市场经济，乡镇企业积累了资金基础，在全国纺织业下滑的情况下，有关乡镇企业借机如雨后春笋一般增多起来了，国营企业荒了，加上国营的饭吃惯了，显著地缺乏竞争力。其实像无锡的国营土工模袋厂早就在向编织企业提供过教训，只是他们没有注意而已。

二、其它土工合成材料的生产与应用

我国的土工膜产品发展又是另一个过程，起初因为没有热焊接机，多以PVC为原材料，因为适合用胶粘接；并很快由加铅稳定剂过渡到卫生级。但幅宽仅l～2m，且不宜生产薄型的，使用起来很不方便。后来有了国产热焊接机，于是PE的吹塑宽幅土工膜可用了，因此就很快占领了市场，并使用户对PVC土工膜淡化下去。尽管我们强调了两者各有其优缺点，各有不同的适用领域，最后还是在不同的生产成本上而使PVC膜受到冷遇。近两年多来地铁等地下工程多起来了，一些企业又推出了EVA土工膜，其实仍然是PE中柔性比较大的一种，据说它对不平整的洞壁衬砌容易做到较贴合，所以尽管价格较高，也引起部分用户的注视。我国PE土工膜的另一个特点是用一布一膜或二布一膜的复合制品较多，这主要是设计者认为膜上有了织物的复合，就有了保护，增加了安全感。有的甚至只注重复合而忽视了膜的厚度。我国现在针刺土工布用量之所以大增，其中就有土工膜的复合用量：其复合土工膜企业之所以很多，大部分就是针刺土工布厂的参与。因为针刺土工布的幅宽越来越宽(目前幅宽6m以上的已达10多条生产线，最宽的达7.5m)，所以复合土工膜的幅宽也越来越宽。这是市场积极的一面。但也忽视了另一面，即对于垃圾填埋、污水处理等一系列要求更厚的土工膜工程而言，这又是消极的。直到近两年国内环保工程开始大上，仿照国外设计要用厚型宽幅土工膜时，又对国内产品感到失落；有的设计者似乎认为非进口货不可。总的来说，国际上应用厚型光膜防渗的较多，而国内正相反，是以薄型复合膜为主。个人的看法不一定都要照抄照搬国外的，还是要在实事求是的基础上来讲国情。例如环保工程，特别是有毒性物质的储存，恐怕不仅要厚，而且得用两层到三层以上的防渗层；像金矿的尾矿防渗等，非如此不可。那么为什么国内生产宽幅厚型的土工膜企业相对较少呢，原因就在一次性投资过大，或者说风险大。相反，一些土工布厂利用自产土工布的优势，花上几十万元买台复合机，用别人的膜就投产了，又如过去的塑料排水板现在的软式透水管、塑料盲沟、三维网垫以及目前的GCL等，一套设备的投资一般均在50万元以下，所以类似这样的产品项目上得多、投资快。然而最大的问题是上述这些产品大都是克隆品，属于改进的产品却很少。所以上得过多就容易“变质”了。且有些企业连产品的介绍或宣传资料中的图片及照片也都相互抄袭，这种欠严肃的态度就把土工合成材料太商品化了，丧失了发展新技术、新材料的意义。我们提醒各企业要引起这方面的注意，否则长期下去，于国于己都不利，应力求改制造为创造。

自从98年泰安华塑料厂有了第一条国产塑料拉伸土工格栅生产线以来，短短的4年时间全国即有20多家企业投资土工格栅生产，其中单双向格栅都能生产的就有10家左右，绝大多数集中在山东。这是从不大讲究原料配方开始，到现在精制机械设备、强调工艺技术、注重优选配方的过程；使我国塑料拉伸格栅的产品质量，着实有了一定的提高。其中有的与国外品牌可相媲美；有在应力应变关系上得到外商和用户的赞赏；有的已不断供货销往国外。所谓优选配方，就是要根据原材料的不同牌号的强度、变形、融熔指数等性能，作聚丙、聚乙不同用量的共聚选择；或单独作几个聚乙或聚丙不同牌号不同用量的共混选择；使其在经过充分拉伸工艺之后，既发挥出与其单位面积重量相适应的抗拉能力，又能控制住最大断裂变形在较小的范围之内(约10%)；从而达到较小的蠕变目的。这是一件细致和系列的科研性工作，是要花钱耗时的。好在目前塑料拉伸格栅企业多数是在不断进步之中。国产格栅其所以不断在求进步，就是因为1．该产品的生产设备(包括辅机等)投资一般均在160～200万元以上，一笔较大的资金投入，也就普遍增强了企业对产品质量的责任感。2．用户(设计)在国产品未出现之前在外商的驱动下，对格栅的性能指标有比较明确的认识和要求，企业知道必须努力去满足才有出路。3．确有一些企业，从开始就力争要使国产品达到或超过进口货。今日，虽然不排除还有少数企业在那里迷恋低价销售，而忽视产品包括蠕变在内的变形问题，但多数企业都在针对影响产品质量的原材料配方和设备技术等进行变革；其中少数企业正在为更上一层楼而努力拼搏，这种精神值得称赞。我们相信粗制滥造的格栅产品必将遭到淘汰！化纤和玻纤经编格栅生产线在我国不仅有了一定数量的进口设备，也有一些国产设备；同时对于后加工的复合处理发展也较快。我们看到规模较大的企业，经过复合处理后的经编格栅，比从国际展览会上拿回的样品还要好。而且他们还从事有关生产线的配套件制作，出口到国外去，并受到美国等厂家的欢迎。同时也作了应用方面的配合努力，如为了路面防治裂缝的施工铺设，生产了控制钉和自粘式格栅等，使工程应用感到得心应手。也正因为他们从应用技术上下了一些功夫，所以近两年多来，我国公路的路面和部分路基上应用了不少经编格栅；这与烧毛沥青土工布一起，为我国公路在防治反射裂缝方面走近了国际的前列。目前我国高等级公路的建设规模和速度仍在加大，预计不久将产生维修的高潮，届时玻纤格栅等材料，可望有较大的供应量，而不会长期处于供大于求的状态。希望抓紧时间努力做好应用技术和质量的配合与提高，而不能沉溺于价格战之中。在格栅的产品中，还有一种以加筋带焊接的形式制成的，这是利用我国故有的加筋带(包括钢塑复合带)生产技术，组合而成的格栅状材料，有其钢度大、变形(包括蠕变小)小的特点，在其节点部位也有牢度和抗剪能力低的缺点：加之阻隔部位的厚度相对较薄、格子大，对土体的约束和抗拔性能可能差一些。所以要特别注意，单双向的塑料拉伸格栅、经编纤维格栅、带状组合格栅、单向加筋带和高强机织土工布五种加筋材料，都各有其不同的工程特性和各自适用的条件，其设计方法和用量也是各不相同的；所以不要混为一谈或抽象地否定那一种。即便在都可用的情况下，还有经济比较和施工是否方便等问题。

目前自称能生产土工格室产品的企业也有6-7家之多，主要因为江苏盐城山东威海二家企业生产超声波焊接机提供了方便，都以为板壁焊牢了万事大吉。但关键性的格室壁材是否过关，应引起重视。特别是对高度大于15cm的格室(棱形)壁材，不仅要有一定的抗拉强度，还要有一定的壁厚刚度，这样整个格室才能形成真正的三维结构受力体，不致因变形过大等原因而失去应用的价值。事实上土工格室在国内应用尚较少，除公路、铁路的沙漠地区用了一部分之外，在对付软基临时用于提高承载力或用于海滩浅海石油开发等方面也用了一些，这主要是由企业与设计的主动配合所取得的成绩。当然在解决了纵向接长，横向加宽等问题之后，施工的方式方法还欠熟练，同时往往缺乏认真的经济效益核算；只是受单价较高的思想支配，所以很难普遍推广。土工格室也可用于支挡结构，例如将陡坡用格室建成台阶状，这在国外还是用得较多的，它可以免除再护坡；尤其在丘陵起伏的城市中用之，还便于将陡坡以花草美化。关于格室用作边坡防护，可能由于价格高的影响，国内尚未(或很少)用过，但国外的资料、图片介绍，使用(四边形、六角形有时并带孔)格室作护坡的工程似乎很多，应引起我们进一步思考。具体到我国，需要对7～10cm高的格室与其它护坡材料作进一步的全面比较，其中不单纯是经济上的，还包括工程所处气象环境、地质条件以及其它种种因素等，相信总有其优势所在可以发挥。例如十分干燥的地区，无砂石的地区，无水浇筑砼棱体且护坡又很贵的地区，三维网植草很难养护、并无保证存活的情况，(尽管用三维网植草比不用网种草长得要好，但还是要浇水养护)那么用格室护坡，除去施工简易之外，即使立降暴雨也不怕，有其长期的可靠性。

诚然，对于格室的应用，与我们协会和企业的进一步努力分不开，一是要尽快协助解决设计方法；二是要企业密切配合应用，开发系列品种，以宣传和推广应用技术来促销自己的产品。千万不能依样画葫芦地仿造出格室产品而了之。

拉强小、变形大的土工网产品，曾经在我国走过一段旺销，这是缘于国外对我国加筋材料生产技术的遏制所迫及误导所致。一时间有8家左右企业花高价从国外引进土工网生产线10多条，产品用到了护坡、加筋及地基加固；虽然应用工程算是成功的，然而由于其性能所限，不仅用量相对过多、代价大，而且局限在较小的应用范围。因此自土工格栅出现以来，它一直处于下滑趋势；甚至少数企业已转产或停产。与此同时，协会好几位领导成员发现，国外是将土工网与土工织物等相配合，主要用于平面排水，即网是夹在两层土工织物或织物与土工膜之间，起便于架空排水的作用；亦或对土工织物起到加强和保护的作用。这在地下工程和低于地下水位的明挖工程中大有用武之地。然而由于国内这种组合产品尚未批量生产，在设计应用上尚未得到认识，因此对其恰当的应用尚未实现。相反，受过去误导的影响，土工网在公路界防止桥台跳车和边坡防护等方面仍在运用；当然从经济角度来与土工格栅等相比，如对受力不大，且受变形影响较小的工程而言，若还是可取的话，自然也是合理的。不过土工网的每平米用料较多，一般并不比双向格栅便宜，这是值得注意的另一方面。

这几年我国的软式透水管和各种排水盲沟发展很快，可惜大多为克隆制品，很少有所改进。尤其是塑料丝盲沟排水，还是十分粗糙，即使是回收塑料可用，其用量也太大，所以价格难能下降；且没有把接长和加宽问题妥善解决，有待企业进一步与工程实际应用相结合，尽快加以提高。据口头信息，塑料丝中加入纳米成分可以大大增加产品的抗折、抗压能力，看看这样能否在产品的结构上、尺寸增大上和减小塑料丝的密度上得到改善。

今年来土工织物粘土衬垫(GCL)在我国发展很快，据初步了解已有5家左右企业投产，可以算得上跟上了时代。根据我们的接触与观察，GCL产品除去强调必须要有合格的膨润土之外，在生产工艺技术上保持膨润土层均匀稳定是无技术障碍的。但是企业必须做到与设计应用和施工铺设密切相配合，这在我国当前对这种产品刚刚处于认识阶段而言是非常重要的。否则尽管产量品种很多，会因设计、施工技术滞后，致使外国企业抓住了关键，进而冷落了国内企业。所以企业应当认清形势，凡事开头难，尤其是大家对GCL的应用意义和技术还不是很熟悉的时候，那就更难。我们认为企业和协会都很有责任，来首先帮助解决为什么要用GCL防渗？怎样用？如何施工等疑难问题，只有由此打开局面，GCL产品才有前途。当然首先也要肯定国产GCL的产品质量，要显示出国产品的优势，千万不能认为GCL可以生产了，就可顺利销售；而要做的工作还很艰难。因为GCL的应用(设计、施工)技术在国内还没有经验积累，尤其是当前人们还没有充分认识和理解到应用GCL的优越性时，更需要企业配合去摸索前进。也只有在取得一定经验之后，才能一面对应用领域进行开拓，一面对产品进行改进；同时包括对产品的系列化。尽管我们对土工合成材料的任何种类都是如此要求，但对GCL产品而言，这样做却更为需要、更为重要。也正因为国内目前是处于这种状态，那么过多地投产GCL，不是太盲目了吗？

塑料排水带(板)在我国的用量是位于土工织物之后的第二大品种，港湾码头、围海造陆、公路、铁路及水利、建筑等用于软基处理的工程很多，年用量最多时超过7000万延米，可能为世界之最。在产品的结构形式、原材料(回收)的采用及滤膜的国产化方面都有一些特点。尽管从外观看其貌不详，外国人见了直摇脑袋，但实践证明应用效果是不错的。多年来为国家节省了很多工程投资，发挥了知识经济的巨大作用。当然这与整个应用技术力求先进也是分不开的，如近20年来，多数软基特别是超软基处理，采用了真空预压法，这是我国以天津港湾工程研究所、天津大学等共同努力的成果，其真空度高达0.8个大气压，较国外的高水平还要胜一筹。如今一些老的塑料排水带企业，仍在为国家的经济建设不断作贡献。其中也有为了开拓国外市场，从外观和原材料方面进行改进，并立马得到一些外商的欢迎。当然价格也上去了；既然外国人欢迎，也是一大好事。但这说明我们的产品要能在国外长久立足，非不断力求改进不可。为了出口要迎合外国人的味口，滤膜是一关，别看国内薄型非织造布厂家、设备很多，可能还是要用杜邦或科德宝的产品。而附测深装置的产品就不一定需要，因为国外在施工体制上使打设深度不能造假、自己骗自己。至于滤膜的质量和性能，这些年来研究得很少，这是因规范中要求渗透系数≥10-4cm/s比较容易达到。而等效孔径定为≤0.075mm尚有些争议；原因是理论与实际运行之间的差别所致。据了解，多年来应用滤膜的等效孔径多数大(略)于0.075mm，但预压加固工程几乎全部是成功的。所以从经验上说，滤膜等效孔径略大于0.075mm还是适用的。尽管有人过后挖取排水带来看，带芯中夹有少许粘土粒，但从理论上讲应属正常的。况且也未证明≤0.075mm时就一定没有粘土出现，特别是在真空度较高的情况下，有一点反而更符合理论。不过，千万要注意到滤膜的纵横向强度和变形，不能轻意发生断(开)裂或嵌入凹槽，从而影响到应用效果，外国人之所以看不惯我们的国产滤膜，关键就是对这些不放心。

三、产品生产与应用需要相互开拓

总之我国土工合成材料品种的发展与国际趋势是相吻合的，例如第7届国际土工合成材料学术会议论文集中，就专门分出微加筋的文章，而我国用于微加筋的裂膜丝纤维生产企业就有2～3家之多，在国内已逐渐被用于防止砼开裂。纤维土加筋的研究也在清华、天津大学等先后开展：这对有所为、有所不为的科研方针创造了基础。膜结构的生产企业也有落户上海的，这不仅标志着扩大了土工合成材料的应用范围，还表明不透水不透气的高强管袋在我国也有了着落。其它像大体积的泡沫塑料(EPS)、保温被、膨胀胶条、衬条，构件垫层、结构缝衬垫、接缝粘剂和注浆管等一些用量不大，却又比较特殊的材料，也都有了生产企业。且他们表示完全可以与用户合作，共同研制不同规格要求的工程用品。所以作为新技术也罢、新材料也罢，“土工合成材料”在国内外上早已突破了原始较狭隘的定义。如东南亚的黄麻、椰子纤维护坡网，西欧的高分子与金属的配合制品，我国市政工程用于砼养护(可改为黑色)以及用于非岩土(纯)工程等方面，都充分表明合成材料的生命力和可持续发展性。最近海南吉宏太公司与印度有关方的接触交流后认为：用超高分子形成的膜片(超厚)材，在土木工程中可广泛用作砼浇注模板，特别是在复杂的结构形式中，以充气的方式可以大大方便圆形和弧形建筑的施工，而放气拆模也十分容易方便；甚至可以做到大跨度。双方共认超高分子膜片材用于热电厂除灰、送灰，用于车船衬垫，用于特殊隔离等方面，都有其钢板、木板不易(宜)做到的好效果。其中就包括了它的高度平滑性、遇水不能相互冻结性和较强的不易热胀冷缩性。无疑这为我们在岩土工程应用中也开阔了思路。为此，我们大力提倡生产企业要对本部门的产品和原材料有哪些特性应有深入的了解，这样才能开拓前进。

四、几点看法

土工合成材料的应用有些需要有专业化的施工队伍和专门的施工工具，协会中专业化施工企业(会员)有4家，他们对土工合成材料的应用是专业性承包或一包到底的。而可配合施工的企业有若干家，但多数是针对土工膜铺设和焊接的，所谓配合并无真正的专业队伍，只可在施工时以自带的焊接机帮助焊接而已。可喜的是少数生产土工格室的企业，可以按照设计或临时工程要求帮助筹划、施工、指导施工。然而在公路和市政工程中能够专门承担对格栅施加预应力的还没有，这就表明对此施工技术和设备还缺乏必要的考虑，自然也影响到应用效果的提高。河北省廊坊市公路部门早先应用剪刀差原理对土工织物施加预张力：去年中南大学土木系杨有林教授也发表过预加格栅应力的文章可见设施跟不上也是无进展的原因之一。应当软件硬件齐头并进。浙江温州开发了国产自动爬行焊接机和室内土工合成材料测试仪；但缺乏现场焊接质量检测仪；工程原位测试仪和其它必要的施工配套工具，希望通过此次会议，能够有所改变。

我国生产企业很多，目前会员企业已达200多家，主要集中在江苏、山东两省，而江苏的常州、无锡、宜兴三角地带和山东的泰安周围，彼此相类似的产品甚为重复。全国目前的形势是竞争的机制虽有，但依靠的手段并不十分高明，如果真是以质量、水平取胜的话，那就必须依靠科技，花精力、时间和资本来提高之，那样你还能任意地低价销售吗？成本一经核算总是有限度的。至于少数企业(包括非会员)的产品粗制滥造，一味麻木从事，甚至业务人员连本厂产品的性能、特点很少了解，……那么迟早遭淘汰也不足惜。

土工合成 第3篇

关键词：土工合成材料;道路工程;质量监理

为适应科学技术的飞速发展，道路工程也在逐步进行新的变革，土工合成材料在道路施工中得到了更为广泛应用。由于受地质条件的约束，土工合成材料特别是在江浙一带的高速公路施工中应用较为普遍。土工合成材料的主要原材料为塑料、人造橡胶及化纤织物等工业聚合物，其主要作用为加强土体。土工合成材料的质量直接影响着施工的质量。所以加强土工合成材料的质量监理是非常必要的。

一、土工合成材料在道路工程中应用

首先应用土工合成材料铺设于旧沥青路面或新建道路沥青面层底部能有效缓解出现反射裂缝。玻纤网和土工织物这两种土工合成材料一般被用来保护沥青路面，减少出现裂缝。其次利用土工合成材料进行路堤加筋，路堤加筋对路堤的稳定性起到巩固作用。再次为了避免建筑物与路基之间出现不均匀沉降，一般采用土工合成材料对台背路基填土加筋。加筋的材料为土工网或土工格栅，台背填料的选择应根据其水稳性和压实性能而定，水稳性和压实性能较好的以碎石土、砾石土为宜，土工合成材料与填料之间应确保足够的摩阻力。最后，在水下工程或发生冲刷可能性较大的路面建立冲刷防护结构，该结构为在土工织物上放置预制混凝土块体或块石进行压重。

二、土工合成材料施工质量监理实施的内容

（一）准备阶段的监理实施

首先对现场每一位监理人员进行设计文献的熟悉、设计意图熟练掌握等方面的培训。特别是对于土工合成材料的铺设里程范围、铺设走向及宽度、铺设处理层位置和设计对铺设边沿锚固方式等规定内容要熟练掌握。在确定填筑宽度、密实度符合设计要求后由专业监理工程师进行验收，并对土工合成材料施工分项工程开工申请进行审查和批复。其次测量专业监理工程师对土工合成材料处理路段各横断面中桩、边桩等施工放排资料进行复核、审批。最后，做好进场原材料的检验和管理。包括对原材料的品质进行检测，进行缝合强度试验及进场材料现场管理。

（二）施工阶段的监理实施

施工阶段分为工序开工前阶段和工序开工后阶段。开工前监理工程师对现场中桩、边桩的放样是否属实进行核查，对拟用原材料的材料报检单进行再一次的确认批复。核对材料的规格、批号等指标，确认现场原材料的数量与本施工段一次施工完毕所需要量相符。工序开工后监理人员的主要职责为对施工的规范性进行检查，避免大面积返工，确保施工质量。

（三）检验与验收阶段的监理实施

土工合成材料在铺设工程中检测项目和频率应满足《公路工程质量检验评定标准》的规定。对施工报检路段的长度应适当划分，才能保证施工的连续性。并根据土工合成材料的施工工艺流程确定相应的监理工作流程，通过施工监理的控制保证整个施工的质量。另外对于整个施工质量还需进行完善和补充，消除工程质量隐患。建设监理单位在施工完毕后对各分项工程进行验收，确定工程满足设计及规程规范，在工程保修期间还应对其进行维护和检查。本次施工所采用的土工合成材料和施工质量的优良情况如表1所示。

表1土工合成材料单元工程质量等级评定结果汇总[n.（%）]

工程项目

土工合成材料名称

总单元数

合格

优良

生态修复

过滤土工布

14

14（100.00

13（92.9）

河道防护

过滤土工布

170

170（100.0）

168（98.8）

软基加固处理

塑料排水板

15

15（100.0）

14（93.3）

加固土工布

3

3（100.0）

3（100）

三、土工合成材料质量监理工作的要点

（一）、开工申请审批报告要多次核查与批复

测量专业监理工程师可利用已批准的平面控制系统测量放样施工路段的中、边桩，复核施工铺设段放样精度，对组织设计中测量工作岗位的设置、配备仪器的精度和数量进行进一步审查，确保所有数据均满足施工需要。

对试验工作的开工准备情况进行审查。监理工程师对原材料的选型报检单要仔细批复，确认已进行原材料进场前的检验试验。要保证试验结果是否符合设计和合同文件的要求，对生产厂家的产品质量标准和质量保证资料做好收集汇总，土工合成材料的尺寸要合适，并具有强韧结实、耐磨耐热、耐酸碱、抗老化、延伸率小和渗透性强等特点。根据材料抽样试验结果判定工程实体材料是否合格。原材料进场后，审批的内容包括抽检试验是否合格，申明该材料的规格、品牌、数量和拟用工程部位、存放地点等。必要时，监理人员还应进行抗拉试验以测量土工合成材料的质量，材料的同向抗拉强度应大于缝合强度。施工工艺的设计前提是保证施工质量，用网络图或横道图表示施工进度计划，工期应与合同工期相同，合理衔接各工序，资源需求量应均衡。

（二）、土工合成材料现场监理要点

监理人员应严格对土工合成材料的的外观和品质进行检查，修补或更换掉有折损、刺破或撕裂的材料。土工合成材料应铺设在平整的下承层，并严格按照设计要求进行铺设，在土工合成材料的上或下层不采用坚石、树根等，因此这些材料容易对土工合成材料造成刺破，材料的铺设方向与设计要求一致。对于土工合成材料的拼接技巧为搭接或缝合。搭接方向禁止为受力方向，宽度至少在30cm以上;缝合宽度应大于5cm，缝合要确保强度在土工合成材料的同向强度之上。缝合一般采用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字形缝合，缝合方法为上下对称穿绑。在铺设过程中监理人员应注意是否有折皱、扭曲和抗洼，严格要求绷紧、拉挺。对土工合成材料进行张拉，施工需在承受土工合成材料相应应力范围以内。路基边沿如路基边坡、桥头锥坡前沿处的反折包裹锚固宽度应大于2cm，为避免端部回折部分外露，应使用大于30cm厚度的填料进行覆盖，保护其不被老化，维持其加固效果。反折处与下承层相包裹，然后与填筑施工同步压实相连。铺设一周以内应进行其上的第一次施工，保护已铺设好的土工合成材料不被长期暴晒，禁止施工车辆和施工机械行驶。

结束语

土工合成材料在道路工程中被大量应用，其主要应用优点为节约资源、缩短工期、保证安全。在道路工程中对土工合成材料进行质量监理能有效确保施工质量，减少返工率，节约成本。

参考文献：

[1]王丹.土工合成材料在道路工程中的应用[J].中华民居（下刊），2014，04：

[2]刘征.土工合成材料在市政道路工程中的应用[J].知识经济，2012，03：

土工合成材料在防汛抢险中的应用 第4篇

关键词：土工织物,防汛,抢护

前言

正值汛期, 各地堤坝工程险情迭出。在汛期中如何针对不同的险情应用土工合成材料进行抢险防护是一个急需解决的问题。土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物, 如塑料、化纤、合成橡胶等为原料, 制成各种类型的产品, 置于土体内部、表面或各层土体之间, 发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。土工合成材料不仅具有较高的强度, 而且具有抗冲、耐磨、耐腐蚀和重量轻等特点。我国在利用天然纤维材料和织物进行防汛护堤、抢险、堵口方面已有很久的历史, 但利用土工合成材料来防汛抢险还是一项新技术。随着我国经济建设的发展和对土工合成材料功能和特点的逐渐认识、研究, 土工合成材料将越来越广泛地应用于水利水电工程的抢险等工程中。

1 防汛、抢险的传统材料和土工合成材料的特点。

堤防、涵闸等各类建筑物的安全渡汛主要采取两个层次的措施:第一是防护, 就是避免险情发生;第二是抢险, 即一旦险情出现, 要迅速采取有效措施消除险情。防汛、抢险最常用的传统材料主要为土料、砂料、石料以及草袋、麻包等, 它们作为防汛用材已历史悠久, 效果良好, 仍然是当前防洪、抢险的主要材料。这些材料虽然有来源广、数量多、能就地取材等许多优点, 但也存在重量重、体积大、运输困难、施工劳动强度大、施工速度慢、工程质量不易保证等不足。土工合成材料中的土工织物一般都具有较高的强度, 单位质量轻、透水性强、防腐及耐磨性好的特点, 同时它还具有以下几方面的功能和作用:a.排水功能:土工织物能截断与汇集土体中的渗水, 并能将渗水沿垂直织物平面或平行织物平面排出土体;b.反滤功能:由于土工织物构造上的水力学特性, 在它排出渗水的同时, 能拦阻土体颗粒不被带出;c.隔离作用:土工织物可能把不同性质或不同级配的土石料隔开, 以免互相掺杂, 从而可以保证施工质量;d.对土体的加筋作用:土工织物有较高的抗拉强度, 在土体中可以约束土体的应变, 提高土体的综合变形模量, 减小土体变形, 改善土体的受力状况。土工织物这些功能和特性, 可以克服或改善传统材料的缺点或不足。此外, 土工织物施工工艺简单, 易保证工程质量, 施工速度快, 工程造价低 (与传统反滤材料相比, 可节约投资三分之一到二分之一) 。因此, 对于防汛抢险这种时间性非常紧迫的工程, 土工织物将成为一种十分理想的新材料, 特别对一些缺土缺砂石料的地区更具有特殊的价值。

2 土工织物在防汛抢险中的应用。

汛期江河水位高涨, 常居高不下, 有时还受到大风大浪侵袭, 对于堤防薄弱环节, 常容易酿成险情。堤坝工程的主要险情有:迎水坡发生大面积塌落, 堤坝内出现贯通水流通道和裂缝, 下游出现管涌、流土及成片泡泉, 下游坡出现大面积散浸, 洪水漫顶等。现针对最常见的险情提出抢护方案。

管涌险情的抢护由于渗流的作用, 汛期堤坝及地基基础薄弱处往往发生渗透变形, 产生管涌、流土、滑坡等险情, 如不及时处理, 就将危及堤坝安全。采用土工织物作为滤层, 应对可能出现渗透破坏的堤段取土, 进行试验计算, 确定土工织物型号, 然后选购所需土工织物。但在防汛抢险时, 有时来不及试验, 只能凭经验处理。使用土工织物对管涌险情的抢护, 其施工方法是:a.将泉眼周围或严重散浸的地面整理平整, 清除草皮杂物以及尖角石块。b.如泉眼较小, 可以用整块的土工织物盖住泉眼, 如泉眼较大或连片泉眼, 则应将土工织物互相搭接并用线缝起来, 或采用化学粘合。搭接宽度一般为15~20cm。在松软的土基或水下施工时, 搭接宽度应取40~60cm。c.将土工织物盖在泉眼上面, 即以重物将其固定, 再由周围向中央压易透水的2~4cm粒径的小卵石或小石子, 厚度30~50cm。石子上面再压块石或混凝土块, 最后形成中心高, 四周低的压重体。d.铺放土工织物的面积取决于泉眼的大小和严重渗水段的范围, 其面积应大于需要保护的渗水范围0.5m以上。

施工时应注意以下两点:第一, 当管涌处水压较大, 土工织物覆盖其上后, 往往被水柱顶起来, 一般说, 这是压重不够, 应当继续填压石子, 也可以用草袋装石子压上去, 直至压平为止。第二, 当有些冒砂孔比较大时, 将土工织物盖在上面, 加压重后就会凹下去, 甚至会将土工织物撕破。遇于这种情况, 应当在孔内先用大石子, 小石子瓜子片将孔洞填平 (可略高于附近地面3~5cm) 以分散集中的渗流。在瓜子片, 石屑上面铺放土工织物并按前述办法加压重。土工织物铺放以后, 开始由于土体中微粒子被渗水夹带出来, 水色变浑浊, 历经一段时间后, 若水质变清, 说明此时土体内部颗粒不再流失, 土工织物已起导渗作用。

大面积散浸险情的抢护有些土堤、坝构筑土料杂乱或施工质量差, 挡水以后, 随洪水位升高, 水压增大, 浸润线相应抬高, 其渗漏也随之出现, 最后水流从背水坡渗出。若渗流量过大, 出现浑水, 背水坡松软, 有滑坡, 塌陷等险情时, 宜用土工织物反滤排水, 以稳定坝身。土工织物用于土坝散浸排水方法有两种, 一是用土工织物作贴坡排水, 二是堤坡开挖导渗沟, 沟内放土工织物, 上面填塞小石子。

贴坡排水法使用土工织物作贴坡排水, 一般应考虑以下因素:a.土工织物的物理特性 (开孔大小和分布、厚度、压缩性) ;b.被保护土的物理力学特性 (颗粒大小分布、孔隙率、渗透系数) ;c.水力条件 (渗透方向是单向或往复渗透) ;d.作用于土工织物上的力及土工织物应具备的抗拉抗压、撕裂强度等。用土工织物贴坡排水的施工方法是, 先整平堤坡, 或用砂填平, 然后平铺土工织物。土工织物一般铺设在比逸出点高0.5~1m以上。然后在土工织物上铺放石子, 石子上面可以放块石。施工时, 不穿带钉子的鞋子作业, 以免将织物扎破。织物之间搭接用线缝或用化学粘合剂粘合, 搭接宽度一般为15cm左右, 当渗透水通过土工织物排出以后, 可以在堤脚开挖一条导渗沟, 将集流引出, 同时沟内也铺放土工织物。排水沟要开挖平整, 土工织物要紧贴排水沟底和两侧, 并与堤坡, 坝坡的土工织物搭接粘牢, 最后在沟内填放石子和片石压重。

开挖导渗法其施工方法是:从浸润线逸出点沿坡面至堤脚开挖若干横向沟 (即垂直于堤身纵向轴线) 沟的间距一般5m左右, 沟深0.3~0.5m, 宽0.3~0.8m, 沟内必须开挖平整, 然后铺放土工织物, 在织物上面放小石子。土工织物放入沟内要预留一定宽度的织物在沟外, 而且留在沟外的织物需盖上草席, 以减少日光照射。

3 结论与建议。

a.塌岸险工抢护、管涌、下游坡散浸、开沟导渗等险情抢护, 排体透水编织布效果较好。b.用土工织物防汛抢险, 汛前必须缝制好各种抢险排体。根据可能出现的各种险情, 相应备好抢险排体, 一旦遇险就可立即抢护。否则会贻误时机, 造成不必要的损失。c.防汛备用土工织物材料, 应按险情种类的需要去准备。d.土工织物用于防汛抢险新技术, 在确保堤坝安全渡汛方面有着重要意义。在堤岸多有树木的情况下, 必须常规抢险技术与土工织物抢险技术结合使用。汛前要组织快速抢险队, 做好培训和实践演习。人员要少而精, 一般30~50人即可。总之, 土工织物的独特优点越来越被广大水利工作者所认识, 用于防汛抢险有着广阔的前景和巨大的潜力。

土工合成 第5篇

17.1 目的和适用范围来源：

17.1.1 本试验用于测定土工合成材料与土的拉拔摩擦阻力。

17.1.2 本试验适用于各种土性和状态的土与各种类型的土工织物、土工膜、土工带和土工格栅。

17.2 验设备

17.2.1 试验设备应符合下列规定，见图17.2.1。

图17.2.1拉拔试验示意图

1—试样；2—拉力；3—缝隙；4—法向压力；5—土；6—试验箱

17.2.2 试验箱：可为矩形箱，其侧壁应有足够的刚度，箱体尺寸不宜小于25cm×20cm×20cm(长×宽×高)，箱一端侧壁的半高处开有横贯全宽的水平窄缝，高约5mm，供试样引出箱体，紧贴缝壁安置一可上下抽动的板，以调整缝隙大小，防止土粒漏出。

试验箱也可用大型直剪仪的剪切盒改装而成，在上、下剪切盒之间的三边垫放约5mm高的垫条，上下盒用销钉固定。

17.2.3 加荷装置和量测装置应符合本规程16．3的有关规定。

17.2.4 拉力夹具：夹具有效宽度应比试样宽度大10mm，夹具应能将试样均匀夹紧。

17.3 试样准备

17.3.1 按本规程3.3.1规定裁剪试样，试样宽度宜稍小于试验箱宽度，试样长度应使试样不被拉断，由试验确定。

17.3.2 每组试验应不少于3块试样。

17.3.3 从试验箱引出的试样端部应进行加固，试验时箱外试样不应发生很大的变形。

17.4 操作步骤

17.4.1 根据设计要求的密度和状态将试验箱下半部的土体仔细填实，填土高度与缝口齐平，平整土面。

17.4.2 在土面上铺放试样，拉伸端自缝口引出，注意两边对称，随即在试样上轻轻铺上一层土使试样定位。

17.4.3 根据设计要求的密度和状态将上半箱的土填实。

17.4.4 将试样的端部平整地放入拉力夹具内，对中，均匀地夹紧。

17.4.5 依次放上加荷顶盖和百分表，施加法向压力，固结所需时间可参照sl237一1999《土工试验规程》规定进行。

17.4.6 调整水平加荷装置，当拉力夹具开始受力时即为拉拔开始点。开动电机，测读并记录位移量和水平拉力。拉拔速率可参照5l237—1999《土工试验规程》，对砂性土宜取0．5mm/min。

17.4.7 当拉拔力出现峰值后，应继续拉拔直至拉拔力稳定，即可停止试验。

17.4.8 换一块试样，施加另一个法向压力，重复本节17.4.1～17.4.7步骤完成全部试验。

17.5 计 算

17.5.1 按下式计算界面拉拔摩擦强度：

(17.5.1)

式中 τp——拉拔摩擦强度，kpa；

tp——实测的峰值水平总拉力，kn；

l，b——试样埋在土内部的长度和宽度，m。

17.5.2 计算各级法向压力下的拉拔摩擦强度，并绘出τp～p曲线。来源：

17.5.3 按下式计算土一土工合成材料的拉拔摩擦系数f：

f=τp/p(17.5.3)

式中p——法向压力， kpa；

τp——对应于σ的拉拔摩擦强度， kpa。

17.6 记 录

土工合成 第6篇

【关键词】：道路桥梁施工；土工合成的新型材料；应用

近些年来经济发展水平的不断提高人们对到道路桥梁的要求不断的提高，这促进了道路桥梁施工科技的不提高，土工合成新型材料是道路桥梁施工中的重要材料，关系着道路桥梁的使用寿命，也关系着施工企业的经济效益，在道路桥梁土工合成新型材料发展的过程中，土工合成新型材料是整个施工中不可缺少的一部分，这种工合成新型材料的发展提高了工程的质量和施工效率，在实施的过程中对于这些原材料的要求更高，因此在进行施工的过程性需要强化工作流程。

一、土工合成材料的概念

土工合成材料是一种新型的建筑材料，它是一种化纤合成的物质，是一种聚化物。不同的土木合成材料在不同的土地中得以應用，有的土木合成材料需要在土层表面以下的部分应用，有的需要在土层中间应用，这应该根据土木合成材料的性质特点来看。另外土木合成材料还有一个比较的优势是具有很强的防渗漏作用，还能够加固土层。

二、土木合成材料的种类

土木合成材料分为几种，有一种是复合型材料，是以化学纤维为主的，依据施工的地形不同，对材料的要求也不相同，有的标准相当严格。土木合成材料根据使用的不同要放在不同的位置上，例如抗紫外线能力弱的要放在中间层，放在上层的是具有较强抗老化性。由此可见，土木合成材料的这些分类在建筑工地和公路等施工中都有很大的应用。

三、土木合成材料的功能

这种新型的材料具有的一个显著的功能就是隔离作用。在路桥的施工中需要承载力大的材料，所以有的时候施工材料由于受到挤压会产生变形的现象，而土木合成材料恰好能够解决这些问题，它能够使这些材料之间相互隔开，就算是在受到大的压力时，也不会产生变形的现象，这样能够保证材料的完好无损。这是由于土木合成材料的这种特性，能够被应用到很多的路桥施工中。

还有一个作用就是防护作用。这个作用主要体现在分解上，这样能够保护材料的结构完整。当施工中出现外力的情况下，它能够将作用力分解开来，这样就会减少放到土层表面的压力，保护下层不受影响。中间部分的合成材料还能够分解外力，保护下面的材料不受外力的影响。

第三个作用就是排水作用。土木合成材料的种类决定了防水排水的效果，网状的土木合成材料是效果最好的排水材料，这也是由于这种合成材料主要被放在土层的中间来使用，是因为这种材料不具备良好的抵抗紫外线的能力，十分容易老化的缘故。布状的土木合成材料防渗水的效果也十分好，所以最好应用在路桥工程的上面，这样才能充分发挥它的作用。

四、土工合成材料在道路和桥梁工程中的应用

很多的公路桥梁都是要求地基要夯实，尤其是道路面与基层之间的柔性路面中，应该将土工合成材料中具有高模量的材料放在路面中，这样的好处是能够加强路面的抗拉度，使路面层的厚度降低，还能够保证路面的完整。一般这种情况是在土工积物中应用的比较多，还有玻纤网中也是经常应用到。土工织物经常在半刚性基层之间或者是沥青路面之间，还可能是在旧水泥混凝土时铺设沥青路面，这是需要一定的过程的，应该先铺上条状土工织物，然后再做沥青结构层，最后要铺筑沥青面层或橡胶沥青混凝土面层，这样才能起到减少裂缝的作用。

路堤加筋，就是利用土中的侧向压力，修建高填土基，但是填土中的侧向压力容易导致地基表面的水平力加大能够造成堤身失稳。但是目前随着土工合成材料的不断开发，土工合成材料的工程实践也越来越多，这些工程通常是采用土工合成材料加筋软弱地基。这类工程都是铺设的单层土工织物、土工网等，而且还要经常限制土基的移动，这样才能提高堤坝的稳定性，降低堤坝下沉的危险。

用于软土路基加固处理，一般情况下可以利用排水板来对软基进行加固，排水板可以代替砂井，还能够加速软土地基的凝结，最终能够使地基的承载力得到提高。在实际的工程施工中，可以利用土工织物、土工格栅、土工网结合碎石等方法来增加其抗拉的强度，这样能够保证路堤的稳定性。另外软地基的设计是比较难的问题，如果采用传统的施工方法，则比较复杂而且速度较慢，最重要的是成本高。而采用土工合成材料则会方便很多，一般是利用土工

合成材料做软基处理，此外还可以利用土工合成材料处理地基。如果单独使用土工合成材料，则可以直接做面层结构。最近几年传统的地基处理办法使用土工合成材料的还是比较多的。例如预压场地上能够使用堆载料进行隔离，这样可以减少不均匀的沉降，然后能够增加地基的承载力，这种方法也是在很多城市的码头广泛应用，例如天津、大连、青岛等地的码头，由此可见这种方法是具有众多优点的。

五、结束语

我国经济的发展离不开道路桥梁的建设，我国的道路桥梁建设起步相对较晚，但是发函速度较快，这就难免会出现一定的问题，因此需要采取有效的措施来提高道路桥梁的施工质量，尤其是要提高道路桥梁施工过程中的工合成新型材料的应用技术，这可以满足现代社会对于道路桥梁的质量要求，也能够起到良好的稳固作用，但是对于施工人员的技术要求较高，需要施工人员端正态度，遵照施工程序，同时工合成新型材料在道路桥梁中的应用可以有效的提高工程的施工进度，减少是工成本，有利于促进企业的长远发展，提升企业整体经济效益。

参考文献：

[l]钟悦鹏.许明举路桥施工中工合成新型材料的应用[J].交通世界（建养·机械），2012，12：158一159.

[2]孙志国.关于路桥施工中工合成新型材料的研究[J].黑龙江科技信息，2013，06：273.

[3]伍亮.土工合成材料在公路工程中的应用[J].交通标准化（建养·机械），2014，12：158一159.

[4]何海斌.土工合成材料作用及在高速公路中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2013，06：273.

土工合成 第7篇

关键词：边坡防护,边坡病害,侵蚀机理,土工合成材料

问题的提出

从20世纪80年代开始, 我国的公路基础设施实现了跨越式的发展, 取得了举世瞩目的成就。随着我国基础设施的大力发展, 在公路、铁路等部门都涉及到大量的边坡问题, 因此对边坡的正确认识、合理设计、适当治理, 把边坡失稳造成的灾害降到最低限度意义重大。目前, 土工合成材料发展很快, 应用范围不断扩大, 工艺水平日新月异, 使得新产品常常成为展览品。各种土工合成材料, 包括土工薄膜、土工织物、土工栅条、土工网格、土工模袋, 在填土衬垫、陡坡和竖直挡土墙的加固、排水系统、软土路基、侵蚀控制、堤防和大坝等方面补充或替代了传统的设计。

路基边坡病害分析及防护设计原则

1. 边坡破坏产生的危害。

(1) 边坡破坏带来系列的工程问题和环境问题, 严重的中断交通, 甚至造成人员伤亡, 给国家和人民的利益带来巨大的损失。 (2) 边坡的浅层破坏造成边坡落石, 还危及行车安全, 导致人员伤亡事故有时发生。 (3) 边坡深层破坏带来的后果更加严重。除在公路建设和养护期间需要花费大量的人力和财力进行处治外, 还往往中断交通。处治后发生病害的边坡在进行处治时, 技术和施工难度增加。 (4) 路堤边坡破坏往往导致路面断板、开裂, 这种现象较为普遍, 严重的情况是出现路堤整体滑动和中断交通, 除给公路运营管理部门带来直接的经济损失外, 还给用路者带来难以估量的间接损失。

2.路基边坡病害的原因分析。 (1) 气候因素。气候因素有气温、降水、风速、风向、最大冻土深度等。在大面积裸露的土质或风化岩质坡面上, 由于温差对地表的影响, 加上雨水直接冲刷坡面, 极易风化剥落, 导致堑坡水土大量流失, 或坡面产生裂缝, 发生浅层溜方。 (2) 水文因素。水文因素如地表水的排泄, 河流常水位、洪水位, 有无地表积水和积水时间长短, 河岸淤积情况;水文地质因素有地下水埋深、移动规律, 有无层间水、裂隙水、泉水等。 (3) 土质因素。沿线地质因素, 如岩石的种类、风化程度和裂隙情况, 岩石走向、倾向、倾角、层理和岩层厚度以及有无断层或其他不良地质现象。

土是建筑路基及边坡的基本材料, 不同的土类具有不同的工程性质。砂粒土的强度构成以内摩擦力为主, 强度高, 受水的影响小;黏性土的强度形成以黏聚力为主, 强度随密实程度的不同变化较大, 并随湿度的增大而降低;粉土类土毛细现象强烈, 强度和承载力随着毛细水上升和湿度的增大而下降。对于黄土质砂黏土或其他黏土质土, 因其透水性弱、崩解性强、经雨水浸泡后土体表层含水量达到和状态时, 易使边坡失稳而溜方;若路堤填料不合格, 又没有进行土质改良, 将导致边坡结构层断裂破坏。

土工合成材料在路基边坡防护中的应用

土工合成材料的种类。土工合成材料大体可以分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料四大类, 每类材料又都有各自的相关产品。

1.土工织物特点。土工织物是采用编织技术生产的透水性土工合成材料, 他的特点是重量轻、整体连续性好。可做成较大面积的整体, 长度可达数百米。并且施工简便、抗拉强度高、耐腐蚀和微生物侵蚀性好。

2. 土工膜的分类及特点。

土工膜是一种不透水的土工合成材料, 可分为沥青土工膜和聚合物土工膜两类。土工膜的主要特点是透水性极低, 其工程特性随类别、制作方法、产品类型的不同而发生很大的变化。土工膜还有很好的弹性和应变能力、良好的耐老化能力, 尤其适用于水下工程。

3. 关于土工材料的说明。

土工格栅、土工网、土工模袋、土工垫和土工室以及轻型土工合成材料统称为土工合成材料。土工格栅是经过拉伸工艺形成的具有方形或矩形格栅的聚合物板材, 主要用作加筋材料。土工网是合成料条带编织或合成树脂压制成的具有较大孔眼、刚度较大的网状合成材料, 是主要的加筋材料。土工模袋是一种双层聚合物化纤织物制成的袋状材料, 他可以代替模板成型混凝土或砂浆。土工垫和土工室是合成材料特制的三维结构, 前者多为透水聚合物网垫, 后者多为蜂窝状或网状三维结构, 主要用于护坡或植草绿化

4. 土工复合材料。

土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料, 以其两种或两种以上的土工材料互相结合起来, 成为土工复合材料。土工复合材料可将不同构成材料的性质结合起来, 更好地满足具体工程的需要, 能起到多种功能的作用。如复合土工膜, 将土工膜和土工织物按要求制成土工膜—土工织物组合物, 称复合土工膜。土工膜主要用来防渗, 土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。不同的工程有不同的综合功能要求, 故土工复合材料的品种繁多, 可以说土工复合材料是当前和今后一段时期发展的大方向。

土工合成材料发展前景

土工合成材料有诸多功能, 又有重量轻, 体积小, 强度高, 耐腐蚀等特点, 尤其是缺砂少石的地区更有其用武之地。但土工合成材料毕竟是一门非常年轻的新技术, 对其生产、试验、设计、施工工艺等在世界范围内还没有完全统一, 很多人对这种新型建筑材料还不甚了解, 但土工合成材料毕竟是富有生命力的新生事物, 况且世界对土工合成材料的研究与应用已达相当高的水平, 在不远的将来, 其效能一定能蓬勃发展, 为社会主义建设作出重大贡献。

总之, 搞好铁路、公路建设, 确保公路边坡稳定、安全、搞好环境保护, 要深入了解公路边坡破坏的型式与机理, 针对不同工程对象的土质、水文、气候等特点, 灵活采用不同的防护型式, 加强设计, 加强施工建设管理, 建安全之路、建生态之路、优美之路。

参考文献

[1]杨航宇, 朱赞凌, 罗志聪.公路边坡防护与治理[M].人民交通出版社.

[2]王道雄.土工合成材料在公路工程中的应用[M].人民交通出版社.

土工合成 第8篇

1.1 土工格室。

土工格式是利用焊接技术和合成的网状结构。之所以选择网状结构, 是因为在使用的过程中, 网状结构可以根据实际的物理情况而变化形状, 拉伸性和抗剪性较强。在进行材料的运输、安装等过程中, 都较为方便。在进行工程施工上, 可将土工格式伸展开来, 在其中进行石料或混凝土材料的灌充, 所形成的结构刚度强。在进行土工格式的布置时, 要进行水平方向的铺设, 这样能够有效的对堤坝进行加固, 主要朝向要面向堤坝防护方向, 进而对堤坝的坡面起到防腐作用。

1.2 土工网垫草皮防护。

提供网垫是利用草皮的种植来起到防护作用, 因此也被称为三维植被网。是通过聚乙烯、尼龙或是聚丙烯所制成的合成材料绳索按照规定一致的方向对土工网垫进行连接和捆绑。铺设覆盖面积较大。土工网垫的厚度要控制在10~30mm之间。要将土工网垫在堤坝护坡上进行铺设, 在铺设是要遵循最大坡度放线原则, 并且要在坡肩的300mm处进行锚钩的设置。锚钩要下设至300mm处, 用木桩进行加固处理。当土工网垫铺设完毕后, 要利用耕植土、肥料或是草籽对土工网垫的空隙处进行缝隙填充。

利用土工网垫的铺设, 对堤坝的水流防护起到很好的防护作用。也对可雨季或汛期所引起的冲沟现象进行预防, 通过植物的生长来进行河道和堤坝的防护。与此同时, 土工网垫草皮铺设中植物对土壤的根系加固, 可减少堤坝的水土流失现象, 对径流流速也能够进行有效控制。

1.3 土工绳网防护。

土工绳网防护是利用聚丙烯制成的合成材料, 通常绳的直径在5mm左右, 开口面积为15mm×15mm左右。通过土工绳网对堤坝坡面的防护, 不仅可以对坡面起到加固的作用, 还能够使水土流失现象得到明显控制。在土工绳网周围的空隙出可进行植被建设, 这样可对土工绳网材料进行防腐控制。由于土工绳网属于合成材料, 在使用的过程中, 经过水的不断冲刷, 很容易遭到腐蚀, 植被的种植对腐蚀有着较好的预防作用, 并且可以延长绳网的使用寿命, 通常情况下, 可增加0.5~2年的使用期限。目前, 土工绳网防护已经展开了全面的工程建设, 在堤防防护工程中逐渐得到认可和应用。

1.4 人工水草。

人工水草是堤防防护工程建设中的重要环节, 人工水草也是一种较为常见的合成材料, 在堤防防护工程中主要起到预防水下对堤坝的冲刷腐蚀, 多用于内河河道的冲刷防护中。人工水操也是有聚丙烯制成的叶状合成材料, 其聚丙烯密度为0.99/cm3。由于其目的不足1g/cm3, 因此可在水下保持直立状态, 对堤防防护起到很好的效果。

人工水草在水下的种植, 由于可以在水下直立, 因此可以对内河河道进行加糙处理, 使得经过此处的水流流速减慢, 也就有效的防止了水中泥沙对河道的侵蚀, 也避免了泥沙的大量淤积, 起到疏通河道的作用。

1.5 土工织物长管。

土工织物长管作为之中合成材料, 是由多块具有高强度的土工织物拼接在一起的, 通过类冲压浆处理而制成的合成结构体。此种合成材料多被应用与堤坝坡脚的防护工程建设中。与传统的防护材料相比, 土工织物长管具有成本低、结构稳定性良好的特点, 因此逐渐的被得到广泛的应用。

2 土工合成材料在工程应用中的优势

2.1 环境影响评价。

随着堤防防护工程建设的逐渐深入, 土工合成材料在工程中的应用也越来越受到重视, 在防护工程中占据着重要的位置。由于土工合成材料多采用聚丙烯作为制作的主要材料, 因此在使用的过程中, 即使受损, 根据聚丙烯材料的特性, 土工合成材料会被分解而不是腐烂, 从而影响周边的生态环境。常规的堤防防护工程建设, 多采用建筑材料进行施工, 这样不仅消耗大量的工程成本, 也对河道交通运输造成巨大的压力;土工合成材料生产简单, 材质轻便, 在材料的运输过程中减少了大量的运输劳力;在工程施工建设过程中, 也降低了人力、物力的大量投入, 且对环境造成的影响小, 缓解了工程建设与环境之间的共存矛盾。

2.2 结构的可移动性。

如果堤防防护工程影响了河流的健康, 造成了不可低估的影响, 土工合成材料建成的堤防防护结构很容易、很快捷地移走, 将填充于土工合成材料结构内的砂石重新还原到原来的位置, 使河流的河岸形态恢复到建设堤防防护工程一样的状态或者相似的状态, 从而使河流的健康得以恢复, 重新塑造出健康的河流。

2.3 耐久性。

土工合成材料的设计试图抵抗由于水流冲刷、辐射、生物和化学等的影响引起的老化, 尽管存在着一定的人为破坏, 土工合成材料的寿命至少是25年。在加速测试试验中, 虽然有强大的水流冲击试验, 但是, 寿命超过100年的情况也是存在的。一旦土工合成材料运用于堤防防护建设, 它的寿命会随着覆盖在纤维上面砂石层密度的增加而增加, 并且它的抗冲刷能力也会随之增强, 生物和化学因素的影响随之降低。

2.4 生产成本。

与其他堤防防护建设方法一样, 土工台成材料堤防防护也是跟很多因素有关的。如施工队的生产能力、材料供应、施工场地和施工建设条件等。然而, 在很多的堤防防护工程中, 尤其是在大的堤防防护工程中, 实践表明土工合成材料结构与浆砌石结构基本相当。

3 土工合成材料在工程应用中的不足

3.1 施工经验不足。

现在, 国内的堤防防护施工单位在砂石结构和混凝土结构堤防防护建设方面有着很丰富的经验, 但是, 运用土工合成材料进行堤防防护建设却是很少见的。尽管土工合成材料在堤防防护建设方面的技术发展得很快, 而真正用于工程实践中的却不多。

3.2 抵抗机械破坏和人为破坏的能力。

如果土工合成材料堤防防护在安装和运用期间能够得到正确的养护, 它的寿命至少是25年。大量试验表明, 土工合成材料有着很强的抗冲刷能力, 然而, 它抵御机械破坏和人为破坏的能力要低于浆砌石结构和混凝土结构。因此, 在土工台成材料堤防防护建设过程和使用过程中一些必要的防护设施需要设置的;在某些位置需要采取一定的措施来防止人为的破坏。

3.3 缺少设计指导方针。

目前, 土工合成材料堤防防护设计的规范还相对较少, 限制了设计施工工作的进展。然而, 尽管缺少官方的设计规范指导, 但是仍然在土工合成材料堤防防护工程方面存在着大量的研究, 这些研究结论和以前的大量工程实践经验为合理的设计提供了保障。

结束语

土工合成材料自身有着突出的性能, 它的应用对河流健康和堤防防护的稳定有着重要影响, 能够对堤防防护建设做出突出的贡献。

摘要：由于近年来我国的堤防防护工程建设得到了各界的高度重视, 在防护材料的选择上, 也多采用性能良好的高科技合成材料, 因此, 土工合成材料在堤防防护工程中应用范围越来越广。通过对土工合成材料在堤防防护工程中的形式体现, 以及存在的优势和不足进行深入的分析与探讨, 从而对堤防防护工程的土工合成材料应用有进一步了解。

关键词：土工合成材料,堤防,防护,河流健康

参考文献

[1]牟楠楠.土工布在堤防工程商的应用[J].珠江水运, 2013 (22) .

土工合成 第9篇

1 土工布在水泥混凝土路面维修补强中的应用

水泥混凝土路面由于强度高、耐久性好, 能够承受重交通的作用, 在干线公路交通运输中起着非常重要的作用。但其在长期使用过程中, 经常会出现错台、裂缝、板角断裂、沉陷、拱起等各种病害, 使得路面平整度差, 行车颠簸, 严重影响道路正常使用功能。在养护经费相对紧张, 无法进行大修的情况下, 在旧水泥混凝土路面上加铺沥青砼结构层是一种简单有效且切实可行的修复措施。但如果直接进行加铺, 由于原水泥混凝土板温缩及荷载作用下变形, 当旧水泥混凝土板位移产生的拉应力超过沥青结构层的抗拉强度时, 沥青结构层就会自然开裂, 进而在雨水等外界条件作用下导致沥青结构层破坏。

加铺沥青结构层前, 在旧水泥混凝土路面铺设土工布, 可以很好地防止加铺层开裂。由于土工布较大的变形能力和抗拉强度, 吸收和扩散了混凝土结构中的应力, 避免了应力集中现象的发生, 旧水泥混凝土裂缝位移通过土工布使应力扩展至更宽的范围。浸透沥青油的土工布作为一个保温层, 抑制了温度型反射裂缝的发生及其发展。另外, 土工布浸透沥青黏结油后, 作为一个防水层, 可有效抑制地表水软化地基及地基毛细水向上破坏面层, 从而减小沥青结构层在反射开裂处的剥离破坏。实践证明, 在旧水泥混凝土路面上铺设专用土工布可以有效地解决水泥砼路面裂缝等病害问题, 减缓沥青加铺层反射开裂, 而且铺设土工布的价格与铺设一层1厘米厚沥青砼相当, 因此铺设土工布成效明显, 价格适宜, 值得广泛推广。

在土工布铺设施工时要注意:对旧路面严重病害进行处理;保持旧路的平整;铺设前选用普通沥青作黏层油, 加热至150°~177°, 按试验确定用量 (一般在1.1 kg/m2~1.6kg/m2之间) 均匀喷洒;土工布铺设应平整, 无折皱, 纵向搭接处宽度宜不小于10cm。

2 玻纤土工格栅在治理沥青路面龟、网裂病害中的应用

沥青砼面层龟裂、网裂是沥青路面长期运营后最为常见的病害, 这些病害在早期可以通过微表处、同步碎石封层技术来改善路面技术状况。如果病害较为严重, 养护资金相对紧张, 无法进行大修时, 可以采用加铺沥青砼罩面层的措施进行中修补强。

目前干线公路中超龄油路还比较多, 而这些超龄油路龟、网裂现象特别严重, 虽然十一五期间, 进行了很大力度的大修改造, 但进行大修改造成本高, 受资金限制, 部分路段仍无法进行大修彻底改造, 只能通过加铺进行中修补强。但是单纯地进行加铺, 有时效果不是很好, 裂缝还会继续反射上来。反射裂缝本身对罩面层的使用性能影响不大, 但受雨、雪、冰冻及大气环境等因素的影响, 常常使得裂缝迅速向四周扩展, 从而缩短罩面层寿命。另外, 单纯设置加铺层还有一些弊端, 比如加铺层太薄不能满足技术要求, 增加加铺层厚度必将增加路面造价, 而且加铺层太厚的话在夏季高温情况下沥青混合料高温蠕变易产生车辙。

根据国内外近年来的实践经验, 在旧路面上预先铺设玻纤土工格栅可以很好地解决这个问题。玻璃纤维土工格栅是一种增强路面及路基的新型优良土工材料, 产品以无碱玻璃纤维长丝为主要原料, 采用独特的经编织造工艺编织, 经特殊胶料涂覆而成的网状结构材料。玻纤格栅具有高抗拉强度、低延伸率、无蠕变, 与沥青混合料的相容性好、物理化学性能稳定、耐高温、嵌锁与限制作用强等特点, 其主要作用为均匀传递轴载, 并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。旧路面加铺过程中铺设玻纤格栅, 玻纤格栅的模量很大, 作为刚度大的硬夹层, 抑制应力, 释放应变, 有效地改善路面结构应力分布, 同时玻纤格栅作为沥青混凝土加筋材料, 增强了加铺层结构的抗拉和抗剪能力, 抵抗和延缓由于旧路面反射裂缝的发生, 从而大大地提高路面的使用寿命。

玻纤格栅铺设施工时要注意:保持旧路面表面清洁干燥;铺设格栅之前需洒粘层油, 粘层油如使用乳化沥青, 则需在完全破乳干燥后铺设格栅;格栅铺设时, 保持其平整、拉紧, 不得起皱, 使格栅具备有效的张力, 张拉伸长率应在1%~1.5%之间;格栅搭接宽度宜不小于20cm, 横向搭接宽度宜不小于15cm;格栅铺设固定完毕后, 须用光轮压路机适度碾压稳定, 使格栅与原路表面黏结牢固。

3 土工格栅在干线公路旧路拓宽改造中的应用

在养护工程建设中, 部分公路由于等级较低需要进行拓宽改造, 拓宽时在新旧路基结合部, 由于新旧路基和路面结构层强度不一, 地基沉降存在差异, 为道路开裂留下隐患。新填路基沉降量较大, 而旧路基已完成大部分的工后沉降, 这就不可避免地在新旧路基结合部产生一个沉降差值突变点, 成为道路产生裂缝的主要原因。

将土工格栅应用在新旧路基结合部位, 可以有效防止路基不均匀沉降。土工格栅为柔性材料, 它可以承受较大的拉应力, 将其布置在土体的拉伸变形区, 土的拉应力传给土工格栅, 使加筋土体成为抗拉构件。当铺设了格栅的土体受荷载作用时, 埋在土内的土工格栅, 与周围土之间不仅有摩擦作用, 而且由于土石料嵌入其开孔中, 与土体产生相互嵌固作用的效应, 它与土的摩擦系数可以高达0.8~1.0, 土工格栅与土体间咬合镶嵌的摩擦阻力制约了土体的侧向变形。高抗拉性使加筋后土体强度远远高于未加筋土, 极大地提高了路基土承受剪应力的能力, 一定程度上改善了正常路堤横断面上的沉降状况, 使得横断面上的沉降趋于均匀, 因此缩小了新旧路基结合部的差异沉降, 减少了新旧路基结合部位路面纵、横向裂缝的产生。

在铺设土工格栅时应注意:一般旧路基拓宽, 采用在路基顶铺设3层格栅即可, 当路基拓宽较大且边坡较缓时, 宜在路基顶铺设5层格栅;土工格栅最好采用全宽铺设, 最小不应小于加宽部分的3/4, 铺设层间距以0.5m左右为宜;当加宽部分填土高度大于3m时, 宜采用纵向 (垂直路线方向) 极限拉力大于或等于60kn/m, 横向 (平行路线方向) 极限拉力大于或等于20kn/m的钢塑土工格栅, 延伸率≤5%。

土工合成材料作为新型的合成型材料, 具有隔离、排水、反滤、加筋、防渗、防护等多种作用, 且经久耐用、施工快速、操作简单、储运方便、造价较低。我们通过在干线公路养护工程中的应用, 解决了许多养护工作中长期存在的问题, 由于其材料的特性及价格优势, 相信其在未来发展前景将会更加广阔。

参考文献

[1]公路土工合成材料应用技术规范, JTJ/T019—98.人民交通出版社

土工合成 第10篇

1 土工合成材料的分类

土工合成材料是由多种化学材料构成的, 其中最主要的有聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物。土工合成材料根据成分的不同可以分为多种类型, 比如土工织物、土工膜以及土工复合材料等等, 这几种类型在水利工程中应用比较多, 而且发挥着重要的作用。土工织物又可分为纺土织物以及无纺土织物, 其中无纺土织物由于渗透性高而且排水效果较好, 在水利大坝工程中可以发挥着反滤的效用。土工膜的成本比较低, 具有较好的防渗性, 在水利工程中作为一种经济型材料被广泛的使用着, 土工膜也有一定的缺点, 其CBR顶破强度低, 所以无法达到较高防渗项目的要求。土工复合材料是一种含有多种土工合成材料, 并且在水利工程中应用最广的材料, 而且这种复合材料的种类非常多, 其含有材料的比例不同, 可以组成多种功能型材料, 其主要特性是防渗与排水效果较好。

2 土工合成材料在水利工程中的应用及施工

2.1 混凝土坝堤防渗中的应用

由上文可以看出, 土工合成材料是一种防渗功能较好的材料, 其在混凝土坝堤水利工程中的应用可以分为两个方面, 一方面是垂直铺膜防渗工程, 另一方面是坡面铺膜防渗工程。这两类工程中, 所用到的土工合成材料的施工工艺以及铺设结构具有一定的差异。土工材料的强度并不高, 比较容易受到尖锐物体的破坏, 其中土工膜的承重性能也比较差, 在过大的压力作用下会出现鼓破的现象;土工薄膜还会因为水位变化或者温度变化而受到过大的拉伸力, 其表面会出现撕裂的痕迹;在坡面铺设的土工薄膜还会因为土体含水量以及水位失衡而出现滑动的问题。所以, 在水利工程中, 为了保证土工材料在混凝土坝施工的效果, 施工人员一定要按照要求规范操作, 要严格按照设计进行铺设, 尽量避免温度或者水位变化对土木材料的影响, 从而提高施工的质量。

在混凝土坝防渗工程中, 为了保证土工膜不遭到破坏, 可以在防渗结构中添加上下垫层, 这些垫层需要具备一定的排水性与排气性, 这样就可以避免土工膜因水位变化而影响功能的发挥。土工膜不但容易受到水位变化的影响, 还会受到土体中排气现象的影响, 土体有时会产生一定的沼气, 如果土工膜的排气效果不好, 就会因为这些气体而出现破裂的危险;土体中也含有水分, 如果土工膜的排水性较差的话, 就会因为积水过多而出现渗漏问题。所以, 增加上下垫层, 可以有效的避免这类情况的发生, 还可以提高土工膜的性能, 保证其作用的发挥。

2.2 堆石坝防渗中的应用

有的水库大坝为粉土斜墙堆石坝, 而坝体是经过两次填筑而成的。由于当时筑坝技术较低并且碾压质量差, 因此, 斜墙的密实度较差, 部分地段出现了较大程度的透水。在内坝坡右侧距坝轴约5~12m间段中产生了渗透破坏变形, 坝体出现了塌陷 (长10m, 宽8m) , 虽然后来对此段进行了相应的处理, 但是斜墙部位和反滤料质量较差的部分由于没有处理仍然存在着不安全隐患。经过水文地质试验, 粘土斜墙部位的透水性已经超过了规程的要求值。

在处理大坝病险中先后提出过四种处理方案, 分别为换土重做粘土斜墙、就地翻压处理、复合土工膜防渗以及灌浆。由于复合土工膜具有防渗性能好、应变形能力强以及施工方便等优点, 在结合工程的实际情况以及透水性超过规程规定的要求值等选择复合土工膜防渗铺盖方案进行处理。

为了不影响水库正常蓄水, 土工膜的施工安排在第二年3月初~5月底进行, 总工期92天。主要施工步骤是:拆除原护坡石→基础开挖→铺膜坝面开挖清理并夯实→防滑槽开挖→周边接合槽开挖→铺下垫层→土工膜铺设、薄膜连接→铺上垫层→回填防滑槽及保护层→周边接合槽回填→铺反滤过渡层→护坡支砌→检查验收。

2.3 加筋土挡墙的应用

极限平衡法和有限元法是目前加筋土挡墙设计的两种类型。由于不能够准确协调的建立紧材和填土两者之间的本构关系, 而加筋土挡墙采用的筋材有两种, 因其抗拉模量不同并缺乏破坏准则, 工程中几乎都采用极限平衡法。而有限元法仅作为一种辅助的对比方法。

采用圆弧法计算加筋垫层的抗深层滑动, 根据实践我们看出提高的稳定平安系数较小, 表明现有的稳定分析方法不能反映筋材起到的全部作用。相关研究认为, 潜在的滑动面在加筋后可能会往深处发展, 受到局部限制以及地基中应力分布的变化。

2.4 反滤方面的应用

在水利工程中一定要注意水土流失的问题, 如果土粒过量的流失就会造成管涌和流土破坏, 当土中的水从细粒土流向粗粒土或从土内向外溢出的时候, 如果没有反滤层的保护, 土粒就会随着水流的作用被带出土体以外。传统的反滤材料采用的是砂砾粒, 由于砂砾的粒径不同一般要分2~3层进行铺设, 因此施工工艺相对而言比较复杂。工程上经常采用土工织物代替传统的颗粒层, 主要是由于两者的过滤功能是一样的。

3 结论

土工合成材料是一种新型的材料, 虽然其研发的时间不长, 但是由于其良好的特性在水利工程中应用较为广泛, 其与木材、水泥以及钢筋并称四大建筑材料。土木合成材料有多种品种与类型, 其中土工复合材料在水利工程中应用最多, 这主要是因为土工复合材料是组成形成众多, 而且功能各异, 具有良好的排水性与防渗性。土工合成材料在应用的过程中, 可借鉴的经验并不多, 所以, 还需要施工人员在实践的过程中, 不断的积累经验, 改进施工技术, 这样才能促进我国水利工程的发展。

摘要：土工合成材料是主要应用在水利工程中的施工材料, 这种合成材料是一种新型的材料, 优点很多, 其一般质量比较轻, 施工操作简单, 而且耐磨性高, 其优良的特性使得其在刚被研制出后不久, 便在水利工程中得到广泛的应用。土工合成材料强度很高, 属于岩土类材料, 多用在土体表层以及土体层之间, 其可以起到增加土体强度的作用, 具有保护土体、防渗以及加固等重要作用。

关键词：土工合成材料,水利工程,应用,施工

参考文献

[1]蒙信明.土工合成材料在水利工程中的应用[J].企业科技与发展, 2010 (6) .

[2]张国顺.复合土工膜在水利工程中的应用[J].水利科技与经济, 2009, 15 (8) .

土工合成 第11篇

高速铁路运行速度快,技术标准高,它的出现对传统铁路的设计、施工和养护维修提出了新的挑战,在很多方面改变了传统的设计概念。近年来这些工程多数修建在东部沿海河相、海相、泻湖相沉积的软土层上,该地层多为淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土及淤泥夹砂层,这类地基具有高含水量、大孔隙、低密度、高压缩性、低透水性、中等灵敏度等特点,而且还具有一定程度的结构性,因地质条件复杂,出现的问题也比较多,尤其是如何控制软基沉降对控制路基变形至关重要。

1 土工合成材料的加筋机理

目前关于土工合成材料的加筋机理已有不少研究成果,主要有如下几种说法:1)界面摩擦作用机理;2)约束增强作用;3)张力膜理论;4)加筋垫层的应力扩散作用;5)加筋导致土体应力状态和位移场改变的作用;6)剪切带理论。

2 加筋地基的发展

加筋地基是将基础下一定范围内的软弱土层挖去,然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成的加筋垫层来作为地基持力层。这种处理方法可以改善土体抗拉、抗剪性能,提高地基承载力,减小沉降。它们已在水利、道路、建筑等工程中得到广泛应用。具体内容包括用于公路、铁路、岸堤、陡坡、挡土墙及多层建筑物下的地基加筋[1]。

3 桩一网复合地基的概念和应用

所谓桩—网复合地基,是指天然地基在地基处理过程中,下部土体得到竖直向增强体——“桩”的加强,从而形成桩土复合地基加固区,并在该区上部铺设水平向增强体——“网”,从而形成加筋土复合地基加固区,使网—桩—土协同作用、共同承担荷载的人工地基。

桩—网复合地基在国外的应用历史已经超过20年,目前在世界范围内,包括中国,应用范围和频率都在扩大,而且范围正在增长。

与中国相比,桩—网复合地基在国外的应用起步较早,而且应用的范围也广泛一些。1975年,在日本北海道石狩河的堤岸改造工程中,因雨季防汛急需赶工期,而且考虑软土层等其他原因,采用了桩承土工织物加筋复合地基,其桩采用混凝土预制桩或经防腐处理的木桩,加筋为土工织物和钢筋网。这是世界较早应用该工法的工程实例,随后在日本这种联合复合地基被推广应用于铁路、公路及建筑等领域。现在,这种软土地基加固方法已经成功地在美国、德国、英国、瑞典、巴西、日本等国家得以应用。国内已有大量用土工合成材料进行软土地基加固的成功实例。这种加固方法多是采用在基底铺设加筋垫层,有时或者也与一些竖向的排水体如砂桩、塑料排水板等结合起来,收到了比较好的效果。

目前,桩—网复合地基的应用范围主要包括:1)路堤软土地基加固,尤其是低填土路基的软土地基加固,包括公路和铁路路基;2)桥台后过渡段软土地基加固,以防止出现桥头跳车现象;3)高填土分段挡土墙的软土地基加固;4)旧路改造中扩建的新路堤的软土地基加固,以防止新旧路基过大的差异沉降;5)房屋建筑软土地基加固;6)贮藏油罐软土地基加固。

4 桩—网复合地基体系共同作用机理

桩、地基土、路堤填料和土工合成材料的相互作用关系见图1。图1中,H为路堤的高度;pb为用在土工合成材料上的压力;q0为路堤上的均布荷载;T为土工合成材料的拉力值;w1为桩间填土重;w2为桩上填土的重量;σc为作用在桩上的垂直应力;σs为作用在地基土上的垂直应力;τ为沿着土楔的剪切力。

在填土自重w1的作用下,路堤填料有向下运动的趋势,因桩与土刚度的不同,桩顶填土和桩间土的填土会产生差异沉降,使桩顶水平面以上一定范围内路堤填料产生应力重分布,主应力方向发生偏转,将相邻两桩之间的圆拱形区域内的填料压实,形成拱状的压密壳体,从而将部分桩间土上的路堤重量转到桩上,这种现象称为“土拱效应”。

加筋垫层中,土工合成材料(如土工布、土工织物或土工格栅等)通过土与土工合成材料界面的应力传递改变了土体的应力分布。加筋层对地基表面有明显的侧限作用,可大大减少地基表面的侧向位移,从而改变地基中应力场和位移场的分布,加筋垫层也使土中的部分应力得到扩散和转移,从而使土体一定深度范围内的附加应力有所减小,应力分布更为均匀。

土拱效应和加筋垫层的作用均与支承体和地基土之间的相对刚度有关。桩与桩间土的沉降差导致了更大的土拱效应和薄膜张拉效应,荷载传递的程度可以用应力分担比n这个参数来反映(n=σc/σs)。

一般认为荷载传递机理是土拱效应、薄膜张拉效应(或刚性平台效应)和桩、土相对刚度效应的组合。由各种机理形成的荷载传递依赖于以下几个因素:1)土工合成材料加筋的层数和张拉强度;2)路基填料和地基土的性质;3)成桩材料和土的模量。

5新桩—网复合地基技术

1)路堤钢筋网的做法。路堤加钢筋网处理软基。这种做法首先可以满足软基加筋强度的要求———钢筋的抗拉强度可以达到120 MPa～160 MPa,特别是在小应变的情况下可以提供比土工格栅高50倍以上的强度;如果在中后期钢筋锈蚀,达不到设计的抗拉强度,但此时路基已达到稳定状态。钢筋网是否可以有效的解决应力分布和减少沉降,目前还无法预测。福厦高速公路采用过这种做法,目前没有见到介绍资料。

2)预应力土工布的做法。这是京珠高速公路广珠段提出的一种新做法,设计单位分析土工布在地基中的变形不超过1%,仅平铺而不预张拉仅发挥材料强度的5%左右,这对材料功能发挥是一种巨大的浪费。预应力土工布的做法是在铺设土工布时预先张拉土工布,施工时采用锚固沟锚固土工布两侧,先在一端开淘,铺设后回镇砂(土)压住土工布锚固端,然后用张拉机或手动葫芦法进行张拉,控制拉力在10 kN/m左右,拉紧后即填砂(土)压住张拉端。这种做法符合土工织物在地基中变形的规律,是一种值得提倡的做法,实践下来效果也比较好。

6结语

桩—网结构作为一种新兴处理软基技术在目前铁路软基的处理中得到了广泛应用,尤其在控制沉降方面性能良好。京沪高铁试验段的试验数据表明桩—网复合地基的沉降可控制在30 mm内[2]。

参考文献

[1]王协群.土工合成材料加筋地基的极限平衡设计与加筋材料的研究[D].武汉:武汉理工大学博士学位论文,2003.