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篇1

關(guān)鍵詞：玄武巖纖維；土木工程；性能；研究

1 項(xiàng)目介紹

1.1 立項(xiàng)的必要性

玄武巖纖維筋（BFRP）由于具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，且其原材料來(lái)源立足于我國(guó)豐富的玄武巖自然資源，近年來(lái)已進(jìn)行少量研究。除了前述提到的高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)外，相對(duì)于鋼筋易腐蝕、焊接點(diǎn)多、焊接長(zhǎng)度浪費(fèi)大的不足，BFRP筋可以縱向連續(xù)生產(chǎn)，并可根據(jù)連續(xù)配筋水泥混凝土長(zhǎng)度進(jìn)行配置，節(jié)約了連接長(zhǎng)度和減少筋的連接工序，能大大提高工程建設(shè)進(jìn)度。

以BFRP筋取代鋼筋的連續(xù)配筋混凝土則是近年來(lái)出現(xiàn)的新型材料，以其節(jié)省鋼筋、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，顯示出良好的應(yīng)用前景，但國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究及應(yīng)用是近幾年剛開(kāi)始，因此，針對(duì)我國(guó)玄武巖、水泥資源豐富而金屬資源日益匱乏的現(xiàn)實(shí)情況，結(jié)合節(jié)約鋼鐵資源促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，研究和推廣BFRP筋連續(xù)配筋具有很好的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

玄武巖纖維是前蘇聯(lián)經(jīng)過(guò)30多年研究開(kāi)發(fā)的高科技纖維，作為一種具有極佳力學(xué)性能和耐腐蝕性能的新型復(fù)合材料，在混凝土結(jié)構(gòu)中具有替代鋼筋的巨大潛力，已受到美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的廣泛關(guān)注。

2002年玄武巖纖維才被列為國(guó)家863計(jì)劃開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，2005年我國(guó)就成功研發(fā)出了玄武巖纖維。2007年國(guó)家已明確將連續(xù)玄武巖纖維與碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維一并列為我國(guó)中長(zhǎng)期重點(diǎn)發(fā)展的四大高新技術(shù)纖維。

國(guó)內(nèi)雖然對(duì)玄武巖纖維的研究相對(duì)較晚，但已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展和顯著的成果。由浙江石金玄武巖纖維有限公司牽頭制訂的《水泥混凝土和砂漿用短切玄武巖纖維》（GB/T23265-2009），是我國(guó)乃至全球第一個(gè)有關(guān)玄武巖纖維的國(guó)家級(jí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已于2009年11月5日全面實(shí)施。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定及實(shí)施為玄武巖纖維的生產(chǎn)和應(yīng)用提供依據(jù)。

總之，對(duì)玄武巖纖維性能的研究及利用符合新時(shí)期發(fā)展的趨勢(shì)，符合我國(guó)保護(hù)環(huán)境、提倡節(jié)約的基本國(guó)策，具有廣闊的市場(chǎng)需求。

1.3 研究目標(biāo)

本項(xiàng)目基于理論分析和試驗(yàn)研究，對(duì)復(fù)雜環(huán)境下現(xiàn)有BFRP的基本力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、疲勞性能和沖擊韌性等展開(kāi)詳細(xì)深入的研究，分析BFRP在疲勞和沖擊作用下的破壞機(jī)理，建立BFRP的疲勞、沖擊等力學(xué)性能模型，探究玄武巖纖維復(fù)合材料的應(yīng)用價(jià)值和改良方略。

2 實(shí)驗(yàn)概況

2.1 玄武巖纖維復(fù)合材料化學(xué)穩(wěn)定性，耐化學(xué)腐蝕性，耐堿性研究

首先，將BFRP在不同濃度的酸、堿溶液中進(jìn)行浸泡處理，觀察玄武巖纖維材料形貌、成分等隨酸、堿腐蝕損傷的變化規(guī)律；然后，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試處理后BFRP的質(zhì)量、強(qiáng)度以及彈性模量等物理參數(shù)的變化情況，對(duì)質(zhì)量保留率、強(qiáng)度保留率、彈性模量保留率等性能參數(shù)展開(kāi)計(jì)算和分析；最后，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)研究BFRP的酸堿侵蝕過(guò)程及作用機(jī)理。

2.1.1 耐酸性

把玄武巖纖維在強(qiáng)酸中放置時(shí)間長(zhǎng)（超過(guò)100h）時(shí)強(qiáng)度降低15%-20%，通過(guò)下圖中可以看到E-玻纖和玄武巖纖維在鹽酸中放置一段時(shí)間后強(qiáng)度的變化，玄武巖纖維無(wú)捻粗紗強(qiáng)度降低速率低于E-玻纖，單徑越小，降低速率越慢。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，E-玻纖與強(qiáng)酸反應(yīng)時(shí)，易被侵蝕，故不適于用在酸性環(huán)境。玄武巖纖維浸泡在酸中，開(kāi)始斷裂強(qiáng)度迅速降低，這與吸收介質(zhì)和化學(xué)組成部分溶解有關(guān)；隨后保護(hù)膜逐漸形成，纖維腐蝕和強(qiáng)度降低因分散障礙物的形成而降低。

在20%HCl中浸泡后，無(wú)捻粗紗的斷裂強(qiáng)度損失值。（1）玄武巖纖維捻粗紗，No.13；（2）玄武巖纖維無(wú)捻粗紗No.1；（3）E-玻纖，No.5。

2.1.2 耐堿性

玄武巖纖維的耐堿性優(yōu)于玻璃纖維。在2MNaOH 溶液溶液中煮沸 1小時(shí)，在腐蝕一小時(shí)后，玄武巖纖維的強(qiáng)度保持率下降至 20%左右，發(fā)生了嚴(yán)重的脆化現(xiàn)象；而 S-2 玻璃纖維（比E-玻纖強(qiáng)度高25%以上的高強(qiáng)度玻璃纖維）由于其體積完整性已經(jīng)遭到了破壞，纖維已經(jīng)高度脆化，強(qiáng)度保持率幾乎已經(jīng)下降為零。

2.2 質(zhì)量保留率

本實(shí)驗(yàn)將玄武巖連續(xù)纖維、和 E- 玻璃纖維纖維進(jìn)行烘干處理，然后稱重記錄，隨后分別2MNaOH 溶液和 2MHCl 溶液中煮沸2 小時(shí)，分時(shí)間段取樣。將取得纖維沖洗并對(duì)纖維進(jìn)行烘干處理。然后測(cè)量其質(zhì)量的變化?？梢缘贸鰞煞N纖維在不同的介質(zhì)作用下其失重率不同。在強(qiáng)堿性的 NaOH 溶液中的玄武巖連續(xù)纖維的質(zhì)量保留率為 95.2%，而E- 玻璃纖維纖達(dá)到了 45%。在酸性介質(zhì) HCl 溶液中煮2小時(shí)后，玄武巖連續(xù)纖維的質(zhì)量保留率僅僅為92.1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于E- 玻璃纖維纖的 75.3%。從質(zhì)量保留率角度看，通過(guò)實(shí)驗(yàn)玄武巖纖維與玻璃纖維相比，玄武巖纖維耐酸堿性能更為優(yōu)越。

2.3 玄武巖纖維復(fù)合材料耐熱和耐潮濕穩(wěn)定性研究

采用加速熱和加速潮濕的方法測(cè)試。把玄武巖復(fù)合材料放在過(guò)熱水蒸氣中（T>100C），保證較薄樣品迅速達(dá)到含水量較高的成度來(lái)比較明顯地顯示強(qiáng)度的變化?？梢詫⑿鋷r樣品放在具有自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度功能的高壓鍋中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。（溫度T 在117-120℃間，壓強(qiáng)P≈2.18atm。）

單絲直徑13μm的玄武巖纖維復(fù)合材料經(jīng)光澤整理系統(tǒng)修飾后，其性能優(yōu)于玻璃纖維復(fù)合材料和經(jīng)光澤系統(tǒng)整理后的細(xì)玄武巖纖維復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)證明：玄武巖纖維材料的耐熱和耐潮濕性優(yōu)于玻璃纖維復(fù)合材料。

2.4 粘結(jié)性能

玄武巖纖維復(fù)合材料與混凝土的粘結(jié)力強(qiáng)，高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（拉拔強(qiáng)度>Mpa，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為30Mpa）。其高粘結(jié)反應(yīng)通過(guò)高聚物基本反應(yīng)層的高殘余應(yīng)力證明。通過(guò)在纖維表面涂覆表面改性劑能夠降低玄武巖纖維殘余應(yīng)力。同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果表明：玄武巖纖維筋與混凝土試驗(yàn)粘結(jié)強(qiáng)度隨著玄武巖纖維筋表面螺紋深度與螺紋間距的變化而變化；有螺紋玄武巖纖維筋的粘結(jié)強(qiáng)度明顯高于無(wú)螺紋玄武巖纖維筋，玄武巖纖維筋最佳螺紋間距約為筋直徑長(zhǎng)度的80%，最佳螺紋深度約為直徑長(zhǎng)度的10%；拉拔試件的破壞形態(tài)均為玄武巖纖維筋與混凝土接觸面混凝土的剪切破壞而拔出。

2.5 玄武巖復(fù)合材料筋混凝土梁力學(xué)性能比較

采用壓力機(jī)進(jìn)行加載，即在模型梁上表面逐級(jí)增加荷載（加載速率設(shè)定為10mm/min），直至梁裂開(kāi)。典型加載曲線如下圖所示，取荷載峰值（電腦數(shù)碼顯示）作為有效加載值。

加載曲線

2.5.1 BFRP加筋混凝土梁的抗彎性能實(shí)驗(yàn)研究

為防止受力點(diǎn)局部應(yīng)力集中，發(fā)生局部混凝土壓碎在梁支座和三分點(diǎn)處放置立方體墊塊。位移計(jì)（D1-D3）監(jiān)測(cè)跨中和支座沉降。應(yīng)變計(jì)（S1-S3）測(cè)量梁截面不同高度的應(yīng)變。采用分級(jí)加載，出現(xiàn)裂縫前每級(jí)荷載5KN；裂縫出現(xiàn)后每級(jí)荷載為3KN，每級(jí)荷載加載愛(ài)完畢后持續(xù)2min，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；待裂縫發(fā)展較寬后，不再逐級(jí)加載，連續(xù)加載直至加載破壞。

玄武巖筋梁加載圖

2.5.2 試驗(yàn)試件現(xiàn)象及分析

BFRP加筋混凝土梁從加載至裂縫即將出現(xiàn)，但混凝土梁還沒(méi)有裂縫，混凝土全截面工作，混凝土處于彈性工作狀態(tài)，但是增加的速率很小，荷載-撓度曲線呈線性狀態(tài)；隨著荷載的增加，受拉區(qū)邊緣混凝土的拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變，拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度。在混凝土梁最弱截面上出現(xiàn)第一批裂縫，在有裂縫的截面上，受拉區(qū)混凝土退出工作，把它原承擔(dān)的拉力轉(zhuǎn)移到BFRP筋，此時(shí)，發(fā)生了明顯的應(yīng)力重分布，BFRP筋的拉應(yīng)力隨荷載的增加而增加。由于BFRP筋的彈性模量小，裂縫開(kāi)始急劇開(kāi)裂，混凝土受壓區(qū)不斷縮小，撓度增長(zhǎng)速率大大加快，荷載-撓度曲線斜率較屈服前明顯變小，并仍大致呈直線狀態(tài)。荷載繼續(xù)增加，受拉區(qū)BFRP筋尚未達(dá)到屈服前明顯變小，并仍大致呈直線狀態(tài)。荷載繼續(xù)增加，受拉區(qū)BFRP筋尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度，但是受壓區(qū)混凝土被壓碎。

受彎試驗(yàn)示意

BFRP梁荷載-撓度曲線

由上圖可知：BFRP加筋混凝土梁隨配筋率的增加，極限荷載不斷增大，撓度也相應(yīng)增加，試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相符。同時(shí)，在BFRP筋屈服后，其承載能力仍在繼續(xù)增加，且增加量很大。隨著荷載的增加，其撓度值也大大增加，荷截面變形迅速發(fā)展并達(dá)到極限變形，這也是導(dǎo)致構(gòu)件破壞的一個(gè)原因。

對(duì)比梁M1與M4、M2與M5、M3與M6，它們的配筋率、混凝土強(qiáng)度相同，只是縱向筋類(lèi)別不同。由圖4可知，在加載初期，M1―M3（鋼筋混凝土梁）應(yīng)力增長(zhǎng)較快，而撓度增加較慢；M4―M6（BFRP筋混凝土梁）應(yīng)力增長(zhǎng)緩慢，而撓度增加較快。BFRP筋混凝土梁應(yīng)力增長(zhǎng)緩慢的原因是，BFRP筋的彈性模量較小，在變形不大的情況下，很難有較大的應(yīng)力增幅。雖然BFRP筋混凝土梁沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，但是由于BFRP筋彈性模量較小，以及混凝土的塑性強(qiáng)，在施加荷載后期，仍會(huì)產(chǎn)生較大的撓度，使其具有較好的延性。

荷載――應(yīng)變圖

荷載――撓度（中點(diǎn)處）圖

2.5.3 BFRP 加筋混凝土梁開(kāi)裂荷載、極限荷載

加筋混凝土梁的開(kāi)裂機(jī)理與鋼筋混凝土梁基本相同。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出下表數(shù)據(jù)。當(dāng)梁內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)裂縫。裂縫出現(xiàn)后，開(kāi)裂截面混凝土的應(yīng)力得到釋放而變?yōu)榱?，釋放的?yīng)力通過(guò)混凝土與BFRP 筋的粘結(jié)力傳遞給BFRP筋。隨著荷載的增加，在裂縫之間會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)新的裂縫，直至混凝土的應(yīng)力低于其抗拉強(qiáng)度。由于試驗(yàn)時(shí)難以精確獲取構(gòu)件第一條裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載值，故荷載―撓度表僅給出實(shí)測(cè)開(kāi)裂荷載級(jí)范圍。試驗(yàn)所得各簡(jiǎn)支梁開(kāi)裂荷載如荷載―撓度表所示。

M4―M6實(shí)測(cè)開(kāi)裂荷載略高于理論計(jì)算荷載，這是因?yàn)楝F(xiàn)行規(guī)范的截面抵抗矩塑性影響系數(shù)取值偏于保守造成的。另外，BFRP筋配筋率對(duì)開(kāi)裂彎矩有一定的影響，但影響程度有限。這是因?yàn)楫?dāng)達(dá)到開(kāi)裂彎矩時(shí)，縱筋的應(yīng)力還很小，對(duì)開(kāi)裂彎矩的貢獻(xiàn)較小，所以開(kāi)裂彎矩主要取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度。試驗(yàn)所得各簡(jiǎn)支梁的實(shí)測(cè)極限荷載與理論計(jì)算值比較見(jiàn)荷載―應(yīng)變表，表中理論極限荷載值由 GB50608―2010《纖維增強(qiáng)復(fù)合材料建設(shè)工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》計(jì)算公式得到。

從荷載―應(yīng)變表可知，BFRP筋的理論值均稍大于實(shí)測(cè)值，原因在于梁的破壞是混凝土達(dá)到受壓極限引起的，此時(shí)的BFRP筋并沒(méi)有完全破壞，盡管BFRP不像鋼筋那樣具有明顯的屈服點(diǎn)，但隨著應(yīng)變不斷增加，纖維產(chǎn)生磨損以及BFRP筋外表面的肋發(fā)生斷裂，這些都可能造成BFRP筋與混凝土之間粘結(jié)滑移，BFRP筋的極限荷載略低于鋼筋混凝土梁。

3 玄武巖纖維的抗拉彈性模量

研究證明，BFRP筋的抗拉彈性模量?jī)H為鋼筋的23%左右，由于BFRP筋的抗拉彈性模量低，可在BFRP筋中摻入鋼絲，研制成了高模量的玄武巖纖維-鋼絲復(fù)合筋.BFRP筋的抗拉彈性模量隨直徑增大逐漸降低；摻雜鋼絲可以顯著提高BFRP筋的抗拉彈性模量.這方面還有待研究，以提高BFRP筋的抗拉彈性模量。

4 項(xiàng)目特色

本項(xiàng)目首先對(duì)現(xiàn)有主要生產(chǎn)廠家提供的玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制品的物理力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行調(diào)研和試驗(yàn)驗(yàn)證，基于概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識(shí)對(duì)各物理力學(xué)性能參數(shù)展開(kāi)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合國(guó)外規(guī)范要求給出各設(shè)計(jì)參數(shù)取值范圍；然后，采用酸堿模擬環(huán)境和高低溫模擬環(huán)境對(duì)現(xiàn)有市面上的玄武巖纖維復(fù)合材料制品進(jìn)行化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、耐堿、耐化學(xué)腐蝕分析，考察各環(huán)境工況下材料的性能變化情況；最后，建立測(cè)試玄武巖纖維復(fù)合材料疲勞性能和沖擊性能的試驗(yàn)方法，研究復(fù)雜環(huán)境下疲勞和沖擊性能、耐熱、潮濕性和粘結(jié)性能的變化情況，為玄武巖纖維復(fù)合材料在工程領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣提供參考。

5 應(yīng)用前景

玄武巖纖維復(fù)合材料因其強(qiáng)度高、耐久性好和環(huán)保等優(yōu)異性能，其研究開(kāi)發(fā)目前獲得了國(guó)家的大力支持。2007年國(guó)家在《中國(guó)化纖工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告―高新技術(shù)纖維分報(bào)告》中，已經(jīng)明確將玄武巖纖維與碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維一并列為我國(guó)中長(zhǎng)期重點(diǎn)發(fā)展的四大高新技術(shù)纖維。究其原因在于以下兩點(diǎn)：

一是，傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕一直是一個(gè)重要課題，尤其在海洋、道路、化工及鹽害地區(qū)結(jié)構(gòu)工程中，鋼筋銹蝕十分嚴(yán)重，是結(jié)構(gòu)喪失原有承載力，難以達(dá)到預(yù)期使用壽命的主要因素。我國(guó)僅2013年因鋼材銹蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1000億人民幣，而且有逐年遞增的趨勢(shì)。二是，BFRP材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、抗疲勞、無(wú)磁性等優(yōu)良特性，可以顯著提高結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命，充分體現(xiàn)現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的需要和社會(huì)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)壽命化的需求，具有很高的研究和開(kāi)發(fā)價(jià)值，且在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污染、環(huán)保，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵詞：土工合成材料；圍墾工程；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：S277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1. 土工合成材料

1.1 土工合成材料含義

目前，隨著科技水平的不斷提高，相關(guān)研究者將各種不同的化學(xué)材料進(jìn)行綜合，研制出了土工合成材料，并將其應(yīng)用在巖土工程中。土工合成材料中的原材料主要包括塑料、纖維、橡膠等，將這些直接放置在土質(zhì)結(jié)構(gòu)中，可以對(duì)土質(zhì)結(jié)構(gòu)起到一定的保護(hù)作用。因其效果好，因此受到業(yè)界人士的廣泛關(guān)注，在擴(kuò)大其適用范圍的同時(shí)還不斷改革，研制出土工膜、土工織物以及土工復(fù)合材料等。這些材料因具有施工簡(jiǎn)便、耐腐蝕能力好、自重輕、性能好、成本低、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在水利工程的建設(shè)當(dāng)中。

1.2 土工合成材料的使用范圍

在當(dāng)前的工程施工中，土工合成材料的使用范圍相對(duì)較廣。土工合成材料正是具有較好防滲性、耐腐蝕性的材料，且其非常適合在土木工程或巖體工程中使用，因而在水利工程中的多項(xiàng)工程中都可以應(yīng)用，如渠道、壩體結(jié)構(gòu)、防滲墻結(jié)構(gòu)等等所有對(duì)結(jié)構(gòu)防滲有較高要求的工程施工中。一般來(lái)講，土工合成材料在水利工程的基層施工中應(yīng)用最為廣泛。這是因?yàn)椴捎眠@種施工材料，不但可以進(jìn)一步提高工程的施工質(zhì)量和整體性能，而且還具有很高的節(jié)能環(huán)保價(jià)值，對(duì)于促進(jìn)水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也具有重要意義。同時(shí)還可以增大水資源利用效率，減少水資源浪費(fèi)，做到真正的高效節(jié)能。

2. 工程實(shí)例

某圍墾工程是某市最大的在建圍墾項(xiàng)目，由北堤、順堤、艚堤，施工便道，北閘、琵琶閘組成，圍墾按五十年一遇標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。主堤長(zhǎng)度13.1，最高處9.2m，最寬處120m，圍區(qū)總面積28.96km2，概算總投資9.5億元。兩圍堤地質(zhì)勘察均為淤泥層、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、粘性土、全風(fēng)化花崗巖，其中淤泥質(zhì)土層厚達(dá)到10～18m，該層承載力低，沉降變形大，承載力特征值30KPa，壓縮系數(shù)2.21KPa-1，抗剪強(qiáng)度內(nèi)摩擦3.1倍，凝聚力3.3KPa呈流塑狀態(tài)，容易引起沉降變形及抗滑穩(wěn)定。

3. 土工合成材料的作用

3.1 過(guò)濾作用

由于土工合成材料具有良好的過(guò)濾性和透水性，因此在工程中得到了廣泛應(yīng)用。把土工合成材料鋪設(shè)在土體表面或者兩相鄰?fù)翆又g，這種安裝方法允許土體中的水流和氣體經(jīng)過(guò)土工合成材料自由排出而阻止土顆粒移動(dòng)，可有效防止因土顆粒流失而造成的土體破壞，同時(shí)還避免了因土體中的氣或水排不出造成的孔隙水壓力升高的情況。傳統(tǒng)的過(guò)濾材料是透水的砂石料，隨著社會(huì)的發(fā)展和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富，現(xiàn)在大多用土工織物來(lái)代替，或者把土工織物和砂石料結(jié)合起來(lái)使用。

3.2 排水作用

具有排水作用的土工合成材料一般具有多孔隙的特點(diǎn)，利用這個(gè)特點(diǎn)，可把這種材料放置在土體中用來(lái)匯集水分，并將水排出土體。根據(jù)工程實(shí)踐的需要，現(xiàn)在制成的具有排水作用的合成材料不僅可沿垂直于平面的方向排水，也可沿平行于平面方向排水，即具有了水平排水功能，這種功能的出現(xiàn)大大擴(kuò)展了這種材料的應(yīng)用范圍?，F(xiàn)在這種材料已廣泛應(yīng)用于土壩，擋土墻等水工建筑物中。

3.3 防滲作用

土工合成材料中起到防滲作用的主要是土工膜，它是將普通的土工合成材料表面涂一層樹(shù)脂或橡膠等不透水材料，或?qū)⑼凉ず铣刹牧吓c塑料薄膜復(fù)合在一起而制成的產(chǎn)品。土工膜大多是將薄型無(wú)紡布與薄膜復(fù)合而制成的，按工程需要可以分為多種形式，主要包括一布一膜、二布一膜或三布一膜3種。在制作過(guò)程中可按工程實(shí)際需要來(lái)選擇無(wú)紡布和塑料薄膜的厚度，但一般選用較厚的無(wú)紡布與薄膜復(fù)合。其中，塑料薄膜起防水、防滲作用，而無(wú)紡布則起導(dǎo)水作用，充分利用了兩種材料的特性，所以土工合成材料可以起到很好的防滲作用。

3.4 加筋作用

土工合成材料的加筋技術(shù)總體來(lái)講，主要包括加筋支擋結(jié)構(gòu)、加筋陡坡和軟土地基加筋3個(gè)方面。我們知道，土體顆粒具有一定的抗剪切性和抗壓縮性，但它們的抗拉強(qiáng)度卻是非常低的，為了改善土體的抗拉強(qiáng)度與變形性能，在工程實(shí)踐中經(jīng)常在土體內(nèi)鋪設(shè)或加入土工合成材料，這種施工方式很好的控制了土體的變形，增加了土體的穩(wěn)定性，減少了工程中的安全隱患。

以上的工程實(shí)踐充分利用了土工合成材料高抗拉強(qiáng)度和低破壞變形率的特點(diǎn)，這就是土工合成材料的加筋作用。在工程中土工合成材料這種作用主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:

（1）可以應(yīng)用于土石壩、河堤的建設(shè)等工程實(shí)踐中，主要起到加固軟弱地基、隔離和過(guò)濾作用。

（2）增加施工過(guò)程中回填與開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性。

（3）在擋土墻的回填過(guò)程中起到加筋作用，或者用來(lái)錨固擋土墻的面板。

3.5 隔離作用

在工程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同的粒料層之間相互摻混的現(xiàn)象，使得這些粒料失去了它們應(yīng)有的效果。利用土工合成材料的隔離作用，工程師們把這些材料鋪設(shè)在不同的粒料層之間，有效的解決了摻混問(wèn)題，大大提高了施工的效率和效果。在軟弱地基上鋪設(shè)碎石粒料基層時(shí)，在它們中間鋪設(shè)土工織物，可有效防止層間出現(xiàn)土料相互侵入的現(xiàn)象并且能很好的控制土體的不均勻沉降。土工合成材料的隔離作用主要體現(xiàn)在土石壩、河堤等軟土地基處理過(guò)程中。

3.6 防護(hù)作用

土工合成材料的防護(hù)作用主要體現(xiàn)在可以消減人類(lèi)活動(dòng)、自然現(xiàn)象和周?chē)h(huán)境的變化對(duì)堤坡和岸坡等水工建筑物造成的危害。由于土工合成材料可以有效消除應(yīng)力集中現(xiàn)象，也可起到應(yīng)力傳遞作用，使應(yīng)力分解，防止土體受外力作用破壞，因此在水利工程中，土工合成材料的防護(hù)作用得到了廣泛應(yīng)用。在被保護(hù)的水工建筑物表面覆蓋一層具有良好反濾性能的土工織物，并在上面鋪設(shè)一定的蓋重，可有效地保護(hù)該建筑物表面不受水流和波浪等因素的破壞，與傳統(tǒng)的護(hù)坡材料具有相同的護(hù)坡效果。

4. 質(zhì)量控制措施

(1)土工布鋪設(shè)前， 場(chǎng)地的雜物應(yīng)清除干凈，沿堤每隔100m橫直向設(shè)伸縮節(jié)，同時(shí)對(duì)石墻體外露部位的尖角棱體進(jìn)行修整，布體用細(xì)鋼筋錨固在竹圍上；

(2)土工布鋪設(shè)平行于堤軸線，橫直向機(jī)縫連接，搭接寬度不小于10cm。提倡雙線連接法和三線連結(jié)法；

(3)土工格柵接縫垂直于堤軸線，一般情況下重疊1～2格連接，U 型釘對(duì)角插入或者尼龍扣雙向?qū)擎i緊；

(4)土工格柵較堅(jiān)韌，按設(shè)計(jì)要求長(zhǎng)度尺寸進(jìn)料，在鋪設(shè)中還應(yīng)采取適當(dāng)措施如：內(nèi)外壓邊、竹樁定位、鐵絲牽固等方法，防止格柵位移；

(5)基礎(chǔ)拋石時(shí)還應(yīng)對(duì)拋石基礎(chǔ)的土工格柵采用碎石鋪設(shè)或者石粉鋪設(shè)，以利對(duì)格柵的保護(hù)；

(6)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量的檢驗(yàn)，由于土工合成材料種類(lèi)多種多樣，生產(chǎn)廠家也很多，產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)千差萬(wàn)別，因此對(duì)進(jìn)場(chǎng)的材料應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的規(guī)格、型號(hào)及技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)有資質(zhì)的檢測(cè)單位檢測(cè)合格的材料才可以進(jìn)場(chǎng)使用；

(7)土工合成材料是高分子聚合材料，其在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、保管的環(huán)節(jié)應(yīng)做好防曬工作，經(jīng)太陽(yáng)暴曬的材料十分容易老化而使強(qiáng)度大大降低、壽命大大減短；

(8)土工合成材料多種多樣，功能也不盡相同，施工時(shí)應(yīng)該按照相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范進(jìn)行，應(yīng)特別處理好材料的連接部位。

結(jié)語(yǔ)

土工合成材料可提高地基承載力、減少堤圍沉降量、縮小堤圍變形、施工工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)低廉的特點(diǎn)， 現(xiàn)已成功應(yīng)用于軟基的圍墾工程。

參考文獻(xiàn)

[1]姜洪華.水利工程中土工合成材料的應(yīng)用及施工[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，21:7.

篇3

關(guān)鍵詞:公路改建 土工合成材料 施工工藝

中圖分類(lèi)號(hào):U4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0055-01

公路改擴(kuò)建工程是在原有道路的基礎(chǔ)上,提高道路等級(jí)或改善通行能力而進(jìn)行的建設(shè)工程。它包括兩個(gè)方面的含義,其一是因現(xiàn)有道路及其附屬設(shè)施不適應(yīng)交通流量需求而進(jìn)行的道路技術(shù)等級(jí)的提高;其二是因交通量軸載需求而進(jìn)行的道路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提高。為了保證新舊路基連接部填土之間的緊密結(jié)合,因此,要對(duì)新填土進(jìn)行充分的壓實(shí)或加固,以減少新老路基的差異沉降。

土工合成材料是一種新型的建筑材料,由于其具有質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、料源豐富等優(yōu)點(diǎn),得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。土工合成材料分為四類(lèi):土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料,其原材料主要是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等各種高分子聚合物。土工織物分為有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢飪煞N類(lèi)型,其中,針刺無(wú)紡?fù)凉た椢?具有孔隙率高、滲透性大、排水性能較好的特點(diǎn),在大壩工程中常作為排水反濾設(shè)施廣泛使用。土工膜防滲性能較好,價(jià)格便宜,但其CBR頂破強(qiáng)度較低,對(duì)于防滲要求較高的工程部位不宜使用,一般常用于壩基垂直防滲。

目前,土工合成材料主要應(yīng)用在鐵路地基、建筑物地基、瀝青路面的修補(bǔ)、擋土墻、隧道、橋梁、地鐵、臨時(shí)道路、機(jī)場(chǎng)跑道、排水管道、油田、水庫(kù)堤壩、治理環(huán)境污染等工程建設(shè)中廣泛采用土工合成材料。在公路上主要應(yīng)用在路堤防護(hù)、軟土地基的處理等,但在公路改建路基加寬處理上的應(yīng)用研究較少。如果加鋪土工合成材料,增強(qiáng)填土與加筋材料之間的摩擦力,由于加筋材料與填土的共同作用,使土工合成材料和新舊路基土體整體強(qiáng)度明顯提高,從而保證新舊路基有良好的銜接,提高路基的整體穩(wěn)定性。通過(guò)本文的研究,為土工合成材料在公路改造路基上的應(yīng)用提供一套工藝方案,減少和預(yù)防公路加寬過(guò)程中,造成的各種路基病害。

1 使用機(jī)理

將土工合成材料埋在土體之中,分布土體的應(yīng)力,增加土體的模量,傳遞拉應(yīng)力,限制土體側(cè)向位移;還增加土體和其它材料之間的摩擦阻力,提高土體及有關(guān)構(gòu)造物的穩(wěn)定性。研究認(rèn)為,砂性土在自重作用或外荷作用下易產(chǎn)生嚴(yán)重的變形或坍塌,若在土中沿拉應(yīng)變方向埋置有撓性的加筋材料,則土與加筋材料產(chǎn)生摩擦,使加筋土猶如具有某種程度的粘聚力,從而改良了土的力學(xué)特性。

2 施工工藝

(1)在路槽縱向開(kāi)挖的臺(tái)階上鋪設(shè)土工合成材料,土工合成材料的寬度不應(yīng)小于2m,且跨在老路基一側(cè)的格柵寬度應(yīng)為其總寬度的1/3～1/2。

(2)土工合成材料兩端應(yīng)設(shè)置錨固端,采用開(kāi)溝壓端法錨固,溝寬l00cm,溝深50cm,錨固溝位于土工合成材料平面線以外,土工合成材料在溝面倒翻轉(zhuǎn)壓實(shí)端長(zhǎng)度l00cm為宜。

(3)如不設(shè)錨固溝,可采用“U”形釘固定。施工中通常橫向鋪設(shè),并用專門(mén)施加預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)施加預(yù)應(yīng)力,每次以75kg/m為宜,如無(wú)專門(mén)機(jī)械,可用人工拉緊,也以接近75kg/m為宜。

(4)土工合成材料搭接以鋪上碾壓前進(jìn)方向?yàn)闇?zhǔn),鋪設(shè)方向與碾壓方向相反,搭接頭為順壓方向。如是鋪設(shè)雙層以上土工合成材料,則上、下層接縫位置應(yīng)交替錯(cuò)開(kāi),錯(cuò)開(kāi)長(zhǎng)度應(yīng)大于50cm。

(5)鋪設(shè)完成土工合成材料后,在臺(tái)階上填土?xí)r,應(yīng)采用推土機(jī)進(jìn)行推平到允許厚度。

3 施工應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)運(yùn)輸、貯存中不得沾污、雨淋、破損,遠(yuǎn)離火源,周?chē)坏糜兴?、堿等腐蝕性介質(zhì),不得長(zhǎng)期和直立。

(2)材料進(jìn)場(chǎng)時(shí),應(yīng)進(jìn)行抽檢。施工時(shí)應(yīng)有專人隨時(shí)檢查清基、材料鋪放方向、材料的接縫或搭接、材料與結(jié)構(gòu)物的連接,每完成一道工序應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及時(shí)驗(yàn)收,合格后,方可進(jìn)行下道工序。

(3)施工場(chǎng)地應(yīng)平整干凈,防止損壞土工膜;鋪設(shè)應(yīng)平順,松緊適度。不平地、軟土上和水下鋪設(shè)搭接寬度應(yīng)適當(dāng)增大。

(4)鋪設(shè)人員不得穿硬底鞋操作。

(5)盡量采用寬幅,使膜在施工時(shí)接縫最少;每卷材料的重量不宜超過(guò)1t;膜與膜相連時(shí),應(yīng)采用同種土工膜。高壩應(yīng)垂直于壩軸線鋪膜,低壩應(yīng)平行于壩軸線鋪膜,以減少拼接量;接縫應(yīng)盡量與最大拉力方向平行。

(6)垂直鋪塑應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行施工,PE塑膜施放速度應(yīng)迅速,防止槽孔坍塌,影響鋪塑效果。

4 工程應(yīng)用

通過(guò)在某試驗(yàn)路鋪筑后,采用BZZ-100型標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)、5.4m長(zhǎng)桿彎沉儀,每隔20m測(cè)定路基彎沉值,共測(cè)定10個(gè)點(diǎn),有土工合成材料的路基平均彎沉為1.04mm,無(wú)土工合成材料的路基平均彎沉為1.96mm。檢測(cè)結(jié)果表明,前者的彎沉僅是后者的53%,大大地增強(qiáng)了路基的強(qiáng)度,從而降低了新老路基的沉降差。

5 結(jié)語(yǔ)

使用土工合成材料處理改造公路的路基,使新路基與老路基有良好的穩(wěn)定性,能極大地減少地基的不均勻沉降。通過(guò)竣工后的觀測(cè),在新老路基的連接部很少發(fā)生裂縫,而在沒(méi)有鋪設(shè)土工合成材料的連接部,路面上出現(xiàn)了縱向裂縫。所以,從工程效果和經(jīng)濟(jì)因素兩方面綜合來(lái)考慮,可以在路堤底部只鋪設(shè)二、三層格柵來(lái)達(dá)到減少路堤總沉降量的目的,但要對(duì)路堤進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

參考文獻(xiàn)

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[2] 周志剛,鄭健龍.公路土工合成材料設(shè)計(jì)原理及工程應(yīng)用[M].北京:人民交通出版社,2001.

[3] 郭忠印,潘正中.土工織物在路面工程中的應(yīng)用技術(shù)綜述[J].公路,2000(9).

[4] 《土工合成材料工程應(yīng)用手冊(cè)》編寫(xiě)委員會(huì),土工合成材料工程應(yīng)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.

篇4

關(guān)鍵詞 土工合成材料；防滲；排水；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）56-0155-01

土工合成材料是以人工合成的聚合物（包括各種塑料、合成纖維、合成橡膠）為原料制成的土工織物和土工膜等產(chǎn)品。土工合成材料具有重量輕、整體性好、產(chǎn)品規(guī)格化、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)、運(yùn)輸和儲(chǔ)運(yùn)方便、施工簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于土石壩工程可收到節(jié)省工程投資、縮短工期的效果。土工合成材料具有防滲、排水、過(guò)濾、加筋、隔離、防護(hù)等多種功能，是一種很有發(fā)展前景的新型壩工材料。隨著其日益廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品品種不斷增加，質(zhì)量性能不斷提高。我國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部也已了GB50290――98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》。

1土工膜

土工膜為高分子聚合物或由瀝青制成的一種相對(duì)不透水薄膜。聚合物薄膜所用的聚合物有合成橡膠和塑料兩類(lèi)。合成橡膠薄膜可用尼龍絲布加筋，其抗老化及各種力學(xué)性能都較好，但價(jià)格比塑料薄膜貴。水利工程上采用的塑料薄膜主要是聚氯乙稀和聚乙烯制品，此外，還有各種復(fù)合型土工膜，如將土工薄膜與土工織物復(fù)合成一體，土工織物能起緩沖受力作用，可彌補(bǔ)土工膜強(qiáng)度的不足，又能改善接觸面的抗磨性能。土工膜的滲流系數(shù)一般都在1×10-8cm/s以下。土工膜早期應(yīng)用于渠道防滲，20世紀(jì)60年代以后應(yīng)用于土石壩，在前蘇聯(lián)及法國(guó)等歐洲國(guó)家應(yīng)用較多。據(jù)報(bào)道，前蘇聯(lián)曾在150多座土石壩中使用土工膜防滲，效果良好。1984年西班牙建成的波扎弟洛斯拉莫斯堆石壩，壩高97m，使用土工膜防滲運(yùn)行良好，現(xiàn)已加高到期134m。

應(yīng)用土工膜作土石壩防滲體時(shí)，可以鋪設(shè)在上游面，并在其上部和下部分別設(shè)置上墊層和下墊層，再在表面加防護(hù)層。防護(hù)層可采用砂礫料、干砌或漿砌塊石、混凝土塊等；上墊層可采用砂礫料、瀝青混凝土、土工織物或土工網(wǎng)等；下墊層可采用壓實(shí)細(xì)粒土、土工織物、土工網(wǎng)、土工格柵等。當(dāng)土工膜具有足夠強(qiáng)度和抗老化能力時(shí)，也可不設(shè)防護(hù)層、上墊層；復(fù)合土工膜可不設(shè)下墊層。采用土工膜的壩坡坡度受墊層和土工膜間的摩擦系數(shù)所控制，一般比較平緩，用料較多，但鋪設(shè)和檢修較方便。也可將土工膜直立鋪設(shè)于壩體中部，此時(shí)壩坡坡度可不受其影響，薄膜也不易損壞，但以后的維修更新不便。土工膜多用于斜墻壩。在土工膜防滲體設(shè)計(jì)施工中，要注意許多細(xì)部構(gòu)造問(wèn)題，以保證其防滲效果，如盡量采用復(fù)合型土工膜，膜厚不宜小于0.5mm,對(duì)于重要工程應(yīng)適當(dāng)加厚；對(duì)于次要工程,可以適當(dāng)減薄,但最小不得薄于0.3mm；做好底部、周邊與不透水地基或岸坡的結(jié)合，一般采用錨固槽的連接方式；鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保持松弛狀態(tài)，以避免高應(yīng)力造成的破壞；注意薄膜的粘結(jié)或焊接工藝，以保證連接質(zhì)量。土石壩上游防滲土工膜鋪設(shè)通常有平直坡形、折坡形、鋸齒形、臺(tái)階形4種方式。施工工序主要有準(zhǔn)備工作、鋪設(shè)、拼接、質(zhì)量檢驗(yàn)和回填。土工膜防滲系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算及膜后排滲能力校核。

土工膜的老化和使用壽命問(wèn)題為工程界所關(guān)注。通過(guò)大量室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究表明，薄膜埋設(shè)于土石壩內(nèi)中，與溫度、紫外線、大氣等老化因素基本隔絕，加上抗老化劑的應(yīng)用，可以認(rèn)為，老化并不嚴(yán)重。前蘇聯(lián)在有關(guān)規(guī)程中規(guī)定：聚乙烯薄膜可用于使用年限不超過(guò)50年的建筑。從試驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)的結(jié)果推算，埋在壩內(nèi)的聚乙烯薄膜可使用100年。歐美國(guó)家也有類(lèi)似的經(jīng)驗(yàn)。

2土工織物

土工織物為用聚酯（PES）、聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚乙烯醇（PVA）等高分子聚合物纖維制造的透水性織物，但其中不得摻有棉、毛、絲、麻等天然纖維，因其強(qiáng)度較低，耐久性能較差。按加工工藝的不同，可區(qū)分為織造土工織物和非織造（無(wú)紡）土工織物兩類(lèi)。用途較廣的是非織造土工織物，它的纖維呈不規(guī)則或隨意排列，用化學(xué)粘合、熱力粘合、機(jī)械粘合等方法制成。其最大優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度沒(méi)有明顯的方向性，不像紡織物沿經(jīng)線、緯線的強(qiáng)度高，與經(jīng)線、緯線斜交方向的強(qiáng)度低。土工織物已較普遍地應(yīng)用于排水反濾系統(tǒng)與護(hù)坡墊層。土工織物的滲流系數(shù)一般為10-3~10-4cm/s，與面板堆石壩對(duì)墊層料的要求相近。但應(yīng)用土工織物作反濾層，要防止其被細(xì)粒土淤堵失效，宜盡可能用在易修補(bǔ)部位，如護(hù)坡下面的墊層、壩下游排水溝下面的反濾層、下游貼坡排水的反濾層等處。應(yīng)用土工織物加筋墊層，可增加壩坡的穩(wěn)定性。在施工中應(yīng)特別注意：當(dāng)有往復(fù)水流時(shí),織物后面的土料不易形成天然濾層,需要鋪薄砂層予以改善.此外,土工織物是聚合材料,紫外線直接照射會(huì)引起降解等破壞作用,故應(yīng)盡早覆蓋保護(hù).傳統(tǒng)用粒狀材料建豎向或斜向反濾或排水體質(zhì)量很難保證,采用土工織物不僅能保證質(zhì)量而且施工方便.

3其它土工合成材料

由兩種或兩種以上土工合成材料復(fù)合而成的土工復(fù)合材料，包括復(fù)合土工膜、復(fù)合土工織物、復(fù)合防排水材料（排水帶、排水管）等，可用于防滲、反濾、排水、加筋及防護(hù)等方面。土工特種材料為根據(jù)特殊需要加工而成的制品，包括土工格柵、土工帶、土工格室、土工網(wǎng)、土工模袋、土工網(wǎng)墊、土工織物膨潤(rùn)土墊（GCL）、聚苯乙烯（EPS）等，主要用于防護(hù)、加筋等方面。

土工合成材料是一種很有發(fā)展前景的新型壩工材料，隨著其產(chǎn)品品種的不斷增加，具有防滲、排水、過(guò)濾、隔離、防護(hù)等多種功能，越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用，值得在土石壩工程中大面積推廣使用。

參考文獻(xiàn)

篇5

【關(guān)鍵詞】水利工程；施工；土工合成材料

水利工程在目前我國(guó)的社會(huì)發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，對(duì)于促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分關(guān)鍵。然而我國(guó)作為一個(gè)水資源較為緊張的國(guó)家，因此在目前的水利工程建設(shè)中對(duì)于節(jié)能環(huán)保要求也提出了新的看法。因此，在目前的水利工程建設(shè)中，以新材料、新技術(shù)為主進(jìn)行施工受到人們的關(guān)注。土工合成材料作為目前工程項(xiàng)目中最為常見(jiàn)的一種，成為當(dāng)前水利工程施工人員研究和探討的熱點(diǎn)話題之一。

1.土工合成材料概述

1.1材料概念

土工合成材料是隨著科學(xué)技術(shù)和各種化學(xué)材料綜合形成的一種新型巖土工程，這種工程模式是以合成纖維、塑料和橡膠等化學(xué)聚合物為基礎(chǔ)原料形成的一種綜合性材料體系，是通過(guò)將這些合成材料置放在土體以及各種土體結(jié)構(gòu)之間，從而形成一種具備保護(hù)條件和土體土體條件的工作模式和方法。這種方法在目前的應(yīng)用中已經(jīng)形成了土工膜、土工織物和土工符合材料等多種類(lèi)型體系，同時(shí)在水工建筑結(jié)構(gòu)的施工中應(yīng)用較為廣泛，已成為了目前建筑工程施工項(xiàng)目中最值得我們關(guān)注和研究的話題。這主要是由于土工合成材料在應(yīng)用的過(guò)程中具備著重量輕、施工和搬運(yùn)方便且施工強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好以及價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)而引起的。

1.2使用范圍

近年來(lái)的社會(huì)發(fā)展中，隨著人們對(duì)于各種建筑結(jié)構(gòu)施工要求的不斷提高，其施工質(zhì)量和施工技術(shù)也得到了人們的高度重視和關(guān)注。就目前的社會(huì)發(fā)展而言，這種材料已成為目前土木工程和巖土工程施工的關(guān)鍵所在。尤其是在水利工程的基層施工中，其主要使用者防滲墻結(jié)構(gòu)、壩體結(jié)構(gòu)和渠道襯砌施工之中。同時(shí)，伴隨著節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展社會(huì)觀念的提出，這種材料在施工中由于其節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)好而得到得到人們的關(guān)注與重視。我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，在改革開(kāi)放的多年時(shí)間里，由于水利工程整體性和抗?jié)B性不科學(xué)而造成了施工質(zhì)量和施工效益影響，更是造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，在目前的水利工程建設(shè)中，各種新材料的應(yīng)用受到人們的重視，而土工符合材料也得到人們的關(guān)注。

2.土工合成材料施工技術(shù)

土工合成材料的應(yīng)用是出自于巖土工程建設(shè)的一種新型材料體系，其在水利工程建設(shè)中發(fā)揮著不可忽視的作用與意義，同時(shí)其在應(yīng)用的過(guò)程中不僅是在各種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之中的應(yīng)用，同時(shí)更是廣泛的應(yīng)用在各種主體結(jié)構(gòu)施工模式。而且在施工的過(guò)程中，由于施工材料的不同而對(duì)于工程的設(shè)計(jì)原理、物料使用量的計(jì)算以及施工工藝等方面都提出了新的認(rèn)識(shí)和要求。防滲土工合成料作為目前最為常見(jiàn)的一種，其在目前工程施工中得到了人們的重視，同時(shí)對(duì)于施工方法的研究也成為我們關(guān)注的重點(diǎn)。下面就施工中存在的各方面要求進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的總結(jié)和研究。

2.1坡面鋪膜防滲

在目前的土工合成材料施工的過(guò)程中，坡面鋪膜是最為常見(jiàn)的工程模式，其在施工的過(guò)程中，施工技術(shù)和施工體系是最為關(guān)鍵的模式。就當(dāng)前的就當(dāng)前的水利工程施工而言，其多數(shù)工程項(xiàng)目都是以土石壩為主的壩體結(jié)構(gòu)模式，這種施工方式的選用對(duì)于整個(gè)工程的施工而言極為關(guān)鍵，同時(shí)在施工的過(guò)程中還需要對(duì)焊接工藝進(jìn)行系統(tǒng)控制。焊接技術(shù)的應(yīng)用直接決定著焊接工程質(zhì)量，同時(shí)也決定著整個(gè)工程的施工效益要求。因此，在施工的過(guò)程中復(fù)合土工膜的施工極為關(guān)鍵和重要。

2.2堤身削坡與堤腳開(kāi)挖

堤身削坡和堤腳開(kāi)挖可采用人工配合機(jī)械施工，堤身按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行削坡，使其坡度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，削坡后仔細(xì)清面，盡可能將坡面清理干凈，整體上滿足平整度要求，堤身堤頂分別開(kāi)挖止滑槽。堤腳基礎(chǔ)按設(shè)計(jì)斷面開(kāi)挖，達(dá)到相對(duì)不透水層后再向下開(kāi)挖1m，寬1m深的溝槽，并清理開(kāi)挖斷面，同時(shí)做好基坑排水及基坑邊坡穩(wěn)定工作。完成以上工作后，施工和測(cè)量人員再進(jìn)行堤坡規(guī)格檢查，并做好實(shí)地施工記錄和填寫(xiě)堤坡工程驗(yàn)收單，請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽證后，即可鋪膜。

2.3施工鋪設(shè)復(fù)合土工膜

在進(jìn)行壩體土工膜鋪設(shè)時(shí)，可以是順壩軸方向鋪設(shè)，最好是垂直壩軸線鋪設(shè)。但是為了減少焊縫的長(zhǎng)度，通常采用順壩坡鋪方案。對(duì)于高壩來(lái)講，土工膜鋪設(shè)通常采用壩上部分垂直壩軸線來(lái)鋪設(shè)，不但能滿足應(yīng)力最小要求，也能滿足焊縫少的特點(diǎn)；壩底可采用順壩鋪設(shè)，以減少焊縫。復(fù)合土工膜鋪設(shè)時(shí)，要按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，從堤頂鋪到坡底基槽，并埋入相對(duì)不透水層。鋪設(shè)完畢后，應(yīng)盡快回填堤腳和上部護(hù)坡，以避免開(kāi)挖斷面局部土質(zhì)差而產(chǎn)生滑坡，鋪膜時(shí)，注意張馳適度，避免應(yīng)力集中和人為損傷，要求土工膜與地基結(jié)合面務(wù)必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皺。

3.滲土工合成材料在工程施工中常出現(xiàn)的問(wèn)題

防滲土工合成材料在工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題有：經(jīng)常遭受石塊或其他尖棱物的穿刺破壞；由于土工薄膜缺少約束支撐，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(lèi)似問(wèn)題的出現(xiàn)。

篇6

【關(guān)鍵詞】路面施工；加筋土路基；施工工藝；質(zhì)量控制

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU718 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】【文章編號(hào)】1674-3954（2011）03-0142-01

加筋土工程施工有別于傳統(tǒng)的土石方工程，具有很大的隱蔽性，施工工藝不當(dāng)，施工過(guò)程中的質(zhì)量控制不嚴(yán)常常會(huì)給工程留下安全隱患。因此，必須按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求精心施工，確保工程安全可靠。

一、軟基加筋土路基施工工藝與質(zhì)量控制

在路堤底部鋪設(shè)單層或多層土工合成材料，與砂石等組成加筋墊層，多用于加固軟土地基，達(dá)到約束地基側(cè)向變形、均化基底應(yīng)力分布、增強(qiáng)路堤抗滑穩(wěn)定性和提高地基承載力的目的，加筋材料宜選用強(qiáng)度較高、蠕變較小的機(jī)織土工織物或土工格柵，也可采用土工格室。

1、施工工序與要求

施工方法及工序至關(guān)重要，基本施工步驟如下：

（1）施工放線。按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格放出路堤的坡腳線，并用石灰或其他方式明顯標(biāo)志。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和文件的要求，進(jìn)行填筑前的清表、平整處理，并檢驗(yàn)基底承載力是否符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定．

（2）鋪設(shè)土工合成材料。a、填土前應(yīng)檢查土工合成材料有無(wú)破損，如織物破洞、撕裂，格柵斷肋等．如發(fā)現(xiàn)有，應(yīng)立即處理。b、盡量采用寬幅的土工合成材料，并使其強(qiáng)度高的方向垂直于路堤軸向方向．c、鋪設(shè)時(shí)，土工合成材料不允許有褶皺，要盡量張緊，必要時(shí)可采用U形釘?shù)却胧┕潭?。土工織物在鋪設(shè)時(shí)，幅與幅之間縱向連接采用搭接法，其搭接寬度宜為10cm-15cm；土工合成材料受力方向盡量采用整幅，不連接，如必須連接，則應(yīng)采用可靠措施使其連接強(qiáng)度不低予材料本身強(qiáng)度或設(shè)計(jì)容許強(qiáng)度。對(duì)土工格柵多采用綁扎方法，一般每格10cm-15cm應(yīng)有一綁扎點(diǎn)；對(duì)土工織物一般采用縫合法，縫接長(zhǎng)度在20cm左右。d、借加重或U形釘使加筋材料定位，不得因填土而移動(dòng)。e、鋪設(shè)多層土工合成材料時(shí)，其上、下層接縫應(yīng)交替錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)距離不宜小于50cm。

（3）鋪設(shè)砂(礫石)墊層。按設(shè)計(jì)鋪設(shè)要求厚度的砂(礫石)墊層并壓實(shí)平整，表面嚴(yán)禁有碎塊石等堅(jiān)硬凸出物．當(dāng)加筋材料采用土工織物時(shí)，墊層宜采用中粗砂，含泥量不宜大于5％;采用土工格柵或土工格室時(shí)，墊層宜采用砂礫石，其最大粒徑不宜超過(guò)8cm，含泥量不宜大于10％．接觸土工合成材料10cm內(nèi)的墊層材料，最好采用砂，以減少碾壓施工對(duì)土工合成材料的損傷．

（4）重復(fù)步驟（2）之鋪設(shè)土工合成材料

（5）填土與碾壓。墊層施工完成后，可在其上進(jìn)行正常的填土與碾壓。接觸土工合成材料層10cm內(nèi)的填土，其最大粒徑不宜超過(guò)6鋤。針對(duì)不同的地基條件，應(yīng)采取不同的填土填筑方式。

對(duì)于軟弱地基來(lái)說(shuō)，（a）應(yīng)采用后傾卸式卡車(chē)沿加筋材料兩側(cè)邊緣卸土，以形成運(yùn)土的交通便道，以繃緊土工合成材料和避免集中填士引起地基破壞。卸土宜卸在前已攤鋪好的土面上，不宜直接卸在合成材料上面。卸土高度以不大于lm不宜，以防造成局部承載力不足；卸士后應(yīng)立即攤鋪，避免局部下陷．(b) 形成交通便道后，再由兩側(cè)向中心平行于路堤中線對(duì)稱填筑，宜保持填土施工面呈U形；（c）在第一層填土上，一切車(chē)輛、施工機(jī)械只允許沿路堤軸向方向行駛，不允許在填土上回行．車(chē)輛、機(jī)械大小及重量均應(yīng)限制，使其形成的車(chē)轍不宜大于7cm-8cm；（d）第一層填土上宜采用推土機(jī)或其它輕型壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行壓實(shí)。只有當(dāng)填土層厚度大于60cm后，才能用重型機(jī)械壓實(shí)。(e) 軟基上路堤填筑速率應(yīng)滿足設(shè)計(jì)或公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ017)要求。

對(duì)于一般地基來(lái)說(shuō)，在一般地基上填土應(yīng)由中心向兩側(cè)對(duì)稱填土，呈現(xiàn)u形，利用填土，使合成材料保持受拉。第一層填土可采用重型機(jī)械壓實(shí)，但注意不要超壓。其余與一般路基填筑方法相同。

（6）若有多層加筋墊層，重復(fù)以上步驟。

（7）施工觀測(cè)。應(yīng)布置必要的觀測(cè)儀器，隨時(shí)測(cè)量地基中的孔隙水壓力、沉降及側(cè)向位移等，以監(jiān)測(cè)路堤及地基情況，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)調(diào)整工程進(jìn)度或修改設(shè)計(jì)方案。

2、施工質(zhì)量控制與檢測(cè)

路堤堤底加筋墊層的施工質(zhì)量控制內(nèi)容主要有：加筋材料物理力學(xué)性能、砂(礫石)墊層鋪設(shè)寬度、厚度、平整度等、加筋材料鋪設(shè)長(zhǎng)度、寬度及搭接寬度、土工織物受力方向縫接長(zhǎng)度等。同樣，應(yīng)設(shè)置旁站進(jìn)行以下項(xiàng)目檢查：(1)土工合成材料的繃緊程度；(2)土工合成材料的破損情況；(3)填土的粒徑控制； (4)填土的攤鋪、碾壓順序。

二、路基結(jié)合部加筋土路基施工工藝與質(zhì)量控制

路基結(jié)合部加筋可分為填挖結(jié)合部加筋和新老路基結(jié)合部加筋，其加筋材料應(yīng)采用高強(qiáng)度、蠕變小、糙度大的土工格柵。其施工工藝與堤身加筋土路基基本相同，僅在以下方面有所不同。

1、施工工序與要求

填挖結(jié)合部加筋路基的與一般路基加筋不同之處在于需要考慮加筋材料的錨固。一般需在填挖交界處或老路基邊坡上開(kāi)挖臺(tái)階，筋材鋪設(shè)在臺(tái)階處并延伸至新填路基內(nèi)部，加強(qiáng)新填路基與原地基(路基)的結(jié)合。根據(jù)原地基(路基)坡度的不同，可采用以下3種方式加強(qiáng)筋材與原有地基(路基)的結(jié)合。

（1）采用加長(zhǎng)型u形釘， u形錨固釘長(zhǎng)度應(yīng)由設(shè)計(jì)確定，一般不短于20cm。（2）在臺(tái)階根部開(kāi)挖長(zhǎng)、寬30~50cm的方形溝，將土工格柵沿溝底鋪設(shè)，然后再回填，最后壓實(shí)至規(guī)定壓實(shí)度，若考慮排除原地基(路基)滲水需要，溝內(nèi)可回填碎礫石等透水性材料。（3）若原地基(路基)坡度較陡，則可在臺(tái)階根部方形溝內(nèi)鋪設(shè)加筋材料后，現(xiàn)澆鋼筋混凝土錨固.

2、施工質(zhì)量控制與檢測(cè)

路基結(jié)合部加筋的施工質(zhì)量控制與檢測(cè)與加筋土路堤基本相似，但應(yīng)注意以下項(xiàng)目的質(zhì)量控制與檢測(cè)。（1）加長(zhǎng)型u形釘長(zhǎng)度檢查，其長(zhǎng)度應(yīng)在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L±10mm內(nèi)，檢查頻率應(yīng)抽查2％；（2）臺(tái)階根部方形溝的回填填料的粒徑應(yīng)不大于6cm，應(yīng)設(shè)旁站進(jìn)行檢查；（3）臺(tái)階根部方形溝回填土的壓實(shí)度宜大于等于同層位其它填土壓實(shí)度，檢查頻率宜每100m溝長(zhǎng)測(cè)4處；（4）臺(tái)階根部現(xiàn)澆鋼筋混凝土質(zhì)量應(yīng)符合其它有關(guān)規(guī)范要求。

三、結(jié)語(yǔ)

在借鑒國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有加筋土設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，以及已建相關(guān)工程施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合公路加筋土路基特點(diǎn)和本項(xiàng)目有關(guān)研究成果，對(duì)加筋土路基應(yīng)用場(chǎng)合的幾種典型型式(如軟基加筋路基、路基結(jié)合部位加筋路基)路基的施工工藝與質(zhì)量控制進(jìn)行了總結(jié)和分析，提出了加筋土路基所需檢查的項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

篇7

加快了新材料的推廣應(yīng)用步伐，特別是不透水土工布在防滲工程中得到了廣泛應(yīng)用。結(jié)合施工實(shí)踐，淺談高等級(jí)不透水土

工布的應(yīng)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：西站交通樞紐三布二膜復(fù)合土工膜地鐵覆土換填

中圖分類(lèi)號(hào)：C913.32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1111．前言．前言．前言．前言

天津西站交通樞紐工程南廣場(chǎng)（一期）景觀設(shè)計(jì)范圍約97000m2，南廣場(chǎng)公交車(chē)場(chǎng)建于其東側(cè)地面層。

公交車(chē)場(chǎng)占地面積約12000m2，場(chǎng)地占?jí)旱罔F1號(hào)線西站站，包含2004年新建箱體結(jié)構(gòu)和局部上世紀(jì)七、

八十年代建設(shè)的老箱體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)狀地面標(biāo)高為大沽高程2.02m～2.63m，規(guī)劃地面標(biāo)高為大沽高程+4.5m

左右，地鐵車(chē)站上方需增加覆土2～2.5m，增加荷載近50kN/m2，在新的規(guī)劃標(biāo)高條件下，對(duì)地基進(jìn)行了

輕型材料換填處理。

為滿足地鐵1號(hào)線箱體結(jié)構(gòu)頂板壓彎裂縫寬度及頂板抗壓強(qiáng)度要求，路基換填方案采用等荷載替換

法對(duì)箱體結(jié)構(gòu)頂板上部填土進(jìn)行替換，使之既滿足結(jié)構(gòu)頂板相關(guān)要求，亦滿足規(guī)劃路面高程對(duì)填土高度

要求，即：通過(guò)采用不同容重材料進(jìn)行組合并使總填筑厚度滿足規(guī)劃路面高度要求，同時(shí)保證填料對(duì)箱

體頂板的壓力（自身重力）及填料自身的抗浮均滿足要求。主要換填材料為：現(xiàn)澆輕質(zhì)泡沫混凝土，它

的突出特點(diǎn)就是在混凝土內(nèi)形成泡沫孔，使混凝土輕質(zhì)化和保溫隔熱化。

由于泡沫混凝土存在較多孔隙的特性，且處于地下環(huán)境，因此，保證泡沫混凝土不長(zhǎng)期受到地下水

的浸泡而使其特性改變成為本工程質(zhì)量控制的一個(gè)要點(diǎn)。

2222．設(shè)計(jì)依據(jù)．設(shè)計(jì)依據(jù)．設(shè)計(jì)依據(jù)．設(shè)計(jì)依據(jù)

圖1設(shè)計(jì)換填工程分層設(shè)置圖

設(shè)計(jì)中采用了三布二膜不透水土工布做為大面積防水材料，即像“包餃子”一樣，將輕質(zhì)泡沫混凝

土全部包裹在不透水土工布中，防止地下水的侵蝕、長(zhǎng)期浸泡，造成輕質(zhì)泡沫混凝土容重變化，形成工

程缺陷。

3333．三布二膜不透水土工布．三布二膜不透水土工布．三布二膜不透水土工布．三布二膜不透水土工布

3.13.13.13.1土工合成材料土工合成材料土工合成材料土工合成材料

我國(guó)GB50290―98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為以下四大類(lèi)：土工織物、土

工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料。三布二膜不透水土工布是一種土工復(fù)合材料。

3.1.1土工織物（geotextile）

土工織物是一種透水性材料，按制造方法不同，可進(jìn)一步劃分為以下各種類(lèi)型：

單絲

織造（有紡）多絲

裂膜

土工織物熱粘合

非織造（無(wú)紡）化學(xué)粘和

機(jī)械粘和（針刺）

編織

圖2土工織物分類(lèi)

3.1.2土工復(fù)合材料(geocomposite)

土工復(fù)合材料是兩種或兩種以上的土工合成材料組合在一起的制品。這類(lèi)制品將各組合料的特性相

結(jié)合，以滿足工程的特定需要。不同的工程有不同的綜合功能要求，故土工復(fù)合材料的品種繁多，可以

說(shuō)土工復(fù)合材料是當(dāng)前和今后一段時(shí)期發(fā)展的大方向。

復(fù)合土工膜(compositegeomembrane)俗稱復(fù)合防滲膜，是將土工膜和土工織物（包括織造和非織造

型）復(fù)合在一起的產(chǎn)品。應(yīng)用較多的是非織造針刺土工織物，其單位面積質(zhì)量一般為200～600g/m2。復(fù)

合土工膜在工廠制造時(shí)可以有兩種方法，一是將織物和膜共同壓成；另外也可在織物上涂抹聚合物以形

成二層（俗稱一布一膜）、三層（二布一膜）、五層（三布二膜）的復(fù)合土工膜。

3.23.23.23.2三布二膜不透水土工布的性能指標(biāo)三布二膜不透水土工布的性能指標(biāo)三布二膜不透水土工布的性能指標(biāo)三布二膜不透水土工布的性能指標(biāo)

在《公路工程土工合成材料長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布》（JT/T519-2004）中，針對(duì)長(zhǎng)絲紡粘針刺

非織造土工布在產(chǎn)品規(guī)格系列與尺寸偏差、性能指標(biāo)、外觀疵點(diǎn)的評(píng)定、試驗(yàn)方法等方面都作出了相應(yīng)

規(guī)定。

本工程所應(yīng)用的三布二膜不透水土工布主要用于防滲功能，其中，土工布作為土工膜的保護(hù)層，保

護(hù)防滲層不受損壞。其控制指標(biāo)為：?jiǎn)挝幻娣e質(zhì)量＞1600g/m2，單層膜材厚度≥0.5mm；單層長(zhǎng)絲紡粘針

刺土工布重量≥200g/m2；斷裂強(qiáng)度＞30kN/m，斷裂伸長(zhǎng)率30%～80%；CBR頂部破壞力≥5.4kN；撕破力

≥0.84kN；剝離強(qiáng)度≥6N/cm；耐靜水壓＞1.6Mpa；垂直滲透系數(shù)：≤10-12cm/s;抗凍性（脆性溫度）不

低于-30°C；

3.33.33.33.3三布二膜不透水土工布的生產(chǎn)三布二膜不透水土工布的生產(chǎn)三布二膜不透水土工布的生產(chǎn)三布二膜不透水土工布的生產(chǎn)

3.3.1三布二膜土工布的生產(chǎn)工藝

預(yù)熱糾偏基布退卷

復(fù)

合

螺桿擠壓機(jī)擠壓成膜PE切片

成品入庫(kù)包裝計(jì)量成卷測(cè)量定級(jí)

YN

處理

圖3復(fù)合土工膜生產(chǎn)工藝流程

長(zhǎng)絲紡粘針刺土工布和土工膜在分別達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況下，基材通過(guò)生產(chǎn)設(shè)備熱擠壓，形成復(fù)合

土工膜，即生產(chǎn)出了三布二膜不透水土工布。

3.3.2材料幅寬及長(zhǎng)度的選擇

本換填工程所需復(fù)合土工膜的面積較大，約19000，而復(fù)合土工膜一般為成卷材料，故需要考慮

兩方面問(wèn)題：其一，成卷材料的接頭連接；其二，成卷材料的搬運(yùn)、施工。既要減少搭接頭連接以保證

接頭處理較高的施工質(zhì)量，又要滿足施工過(guò)程中材料的方便搬運(yùn)及施工，此成為材料幅寬和長(zhǎng)度選擇的

重點(diǎn)。綜合考慮了工程特點(diǎn)、三布二膜土工布米質(zhì)量、接頭施工工藝等，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算，確定了本

工程所采用的成卷材料幅寬4m，單卷幅長(zhǎng)20m，幅周甩毛邊15cm。每卷4m×20m×1.6kg/=128kg的重

量可用四人搬運(yùn)、施工；幅周甩毛邊15cm用于搭接頭連接。同時(shí)，卷材攤鋪方向與開(kāi)挖帶的長(zhǎng)邊方向成

一致，即垂直于地鐵線路方向和換填范圍長(zhǎng)方向，這樣可在大工作面具備條件下，形成單縫連接長(zhǎng)度最

大，使得幅接頭連接施工最大順延，形成自動(dòng)化施工。

4444．三布二膜不透水土工布的施工．三布二膜不透水土工布的施工．三布二膜不透水土工布的施工．三布二膜不透水土工布的施工

4.14.14.14.1儲(chǔ)存、運(yùn)輸土工布儲(chǔ)存、運(yùn)輸土工布儲(chǔ)存、運(yùn)輸土工布儲(chǔ)存、運(yùn)輸土工布

儲(chǔ)存：產(chǎn)品應(yīng)貯存在干燥、陰涼、清潔的庫(kù)房?jī)?nèi)，并遠(yuǎn)離熱源。

運(yùn)輸：產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免日曬、玷污、重壓、強(qiáng)烈碰撞和刮傷等，并保持外包完好無(wú)損。

4.24.24.24.2土工布的鋪設(shè)方法土工布的鋪設(shè)方法土工布的鋪設(shè)方法土工布的鋪設(shè)方法

①采用人工滾鋪；布面要平整，并適當(dāng)留有變形余量。

②復(fù)合土工膜的兩層內(nèi)膜的幅接頭采用新型的JIT800型雙軌熱熔焊接機(jī)進(jìn)行熔接。焊接施工時(shí)注意

調(diào)整好電流、電壓，并由有施工經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人工進(jìn)行操作；內(nèi)膜焊接時(shí)保證基面平整，以便自動(dòng)化施工。

焊前必須進(jìn)行試焊，并進(jìn)行拉力試驗(yàn)，定量測(cè)試焊縫的撕裂強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。在監(jiān)理工程師確認(rèn)合

格后，方準(zhǔn)按照一定的工序進(jìn)行正式焊接。

通過(guò)測(cè)算，此類(lèi)機(jī)器在焊接時(shí)，內(nèi)膜熔焊深度較一般設(shè)備提高約1/3，熔接強(qiáng)度很大，且熔焊速度

提高約20%，這成為一項(xiàng)重大優(yōu)勢(shì)，并取得了較好的施工效果。

③復(fù)合土工膜的無(wú)防布與內(nèi)膜幅接頭連接采用疊放膠粘結(jié)進(jìn)行連接，施工中必須保證專用粘結(jié)膠涂

刷均勻、飽滿，且粘結(jié)固定直待膠風(fēng)干起到粘結(jié)作用為止。

④土工布只能用土工布刀進(jìn)行切割（鉤刀），如在場(chǎng)地內(nèi)切割，對(duì)其他材料須采取特殊保護(hù)措施，以

防由于切割土工布而對(duì)其造成不必要的損壞。

⑤三布二膜不透水土工布共計(jì)無(wú)紡布三層、土工膜兩層，搭接頭處（10層）連接必須保證熔接牢固、

粘結(jié)可靠，每層施工完成后必須經(jīng)過(guò)跟蹤檢驗(yàn)，合格后才能進(jìn)行下步施工。

5555．小結(jié)．小結(jié)．小結(jié)．小結(jié)

三布二膜不透水土工布做為復(fù)合土工膜材料中的一種類(lèi)型，雖生產(chǎn)技術(shù)和施工技術(shù)已很成熟，但此

種材料在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上應(yīng)用較少，如此高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)、高性能的材料應(yīng)用于天津西站交通樞紐工程，且

用于輕質(zhì)泡沫混凝土換填地鐵覆土工程中，在天津市還是首例。為了達(dá)到滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到質(zhì)量合格

要求，我們進(jìn)行了大量的試驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集、技術(shù)咨詢等，在各方面條件準(zhǔn)備充足后再進(jìn)行大面積施工。

同時(shí)，我們采取了跟蹤質(zhì)檢的方式，由有責(zé)任心的專業(yè)質(zhì)檢員負(fù)責(zé)，會(huì)同監(jiān)理工程師，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)

檢驗(yàn)，不放過(guò)一條焊縫的檢查，并形成檢查記錄。工程施工結(jié)束后，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，質(zhì)檢焊縫總長(zhǎng)度約5500

延米，合格率達(dá)97%以上，有效的保證了整體施工質(zhì)量。

并且，我們以“確保每道工序施工質(zhì)量”為控制方向，以“保證整體施工質(zhì)量”為控制目標(biāo)，按期、

按質(zhì)、按量的完成了輕質(zhì)泡沫混凝土換填整體施工，取得了較好的效果，具有很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，并

受到了各單位的一致好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

篇8

關(guān)鍵詞：公路施工；加筋技術(shù)；質(zhì)量控制

為了保證公路工程在完工以后的使用質(zhì)量，在施工中，就必須要對(duì)公路的質(zhì)量進(jìn)行控制，采取必要的措施，強(qiáng)化路基、路堤、路面的質(zhì)量。加筋技術(shù)的應(yīng)用提高了公路的剛度和韌度，使公路的質(zhì)量大幅度提高，因此有必要對(duì)該技術(shù)在施工中的一些應(yīng)用進(jìn)行分析和介紹。

1、路面加筋

目前，公路建設(shè)中路面結(jié)構(gòu)主要采用土工合成材料進(jìn)行加筋，并得到了廣泛的實(shí)踐和應(yīng)用。為了延緩或減少路面反射裂縫的數(shù)量，降低瀝青路面的車(chē)轍，路面工程主要是用土工合成材料加筋技術(shù)。半剛性基層瀝青路面中采用加筋技術(shù)能提高基層的使用壽命。路面加筋技術(shù)防治裂縫的方法主要有：①路面面層的上部用土工合成材料加筋，降低溫度導(dǎo)致的裂縫，強(qiáng)化路面表層，減少車(chē)轍，路面的使用壽命就能提高。②在瀝青路面新路施工中，基層出現(xiàn)裂縫時(shí)，為了降低反射裂縫的影響，則在公路基層和面層采用土工合成材料進(jìn)行加筋處理。③如果是老路補(bǔ)強(qiáng)、舊水泥混凝土路面加鋪瀝青或混凝土路面、橋頭和橋面路面鋪裝中采用土工合成材料進(jìn)行加筋處理，就可以有效的防止反射裂縫。

2、路堤加筋

對(duì)路堤進(jìn)行加筋處理，主要是為了減小和控制路基的不均勻下沉，提高路基的穩(wěn)定性。路堤加筋是利用加筋材料能承受拉力的特點(diǎn)和加筋材料與土層之間存在的摩擦力形成一定的抗滑力，從而使公路路堤的穩(wěn)定性提高，加筋材料的使用也大大的分散了路堤承受的負(fù)荷，使道路的路堤整體性增強(qiáng)，降低不均勻的下沉的現(xiàn)象，土工合成材料可以選用土工織物、土工格柵、土工網(wǎng)等材料進(jìn)行路堤加筋，選用的土工合成材料必須具有足夠的抗拉強(qiáng)度和比較高的具有較高的頂破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度和握持強(qiáng)度。

2.1設(shè)計(jì)計(jì)算

加筋材料的鋪設(shè)范圍、鋪設(shè)層數(shù)都要通過(guò)對(duì)加筋路堤土工合成材料錨固長(zhǎng)度計(jì)算和平面穩(wěn)定驗(yàn)算等穩(wěn)定計(jì)算來(lái)確定。一般對(duì)加筋路堤堤身穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性驗(yàn)算都采用圓弧條分法來(lái)計(jì)算，以求出相應(yīng)的臨界滑動(dòng)面和安全系數(shù)的最小值，如果路堤下方地基是較淺層的軟土層時(shí)，則需要驗(yàn)算加筋路堤的平面滑動(dòng)的穩(wěn)定性，這些計(jì)算方法在我國(guó)公路設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中已經(jīng)通過(guò)規(guī)范形成了一套相對(duì)較成熟的計(jì)算方式。

2.2提高路基穩(wěn)定性

路堤的穩(wěn)定性出現(xiàn)故障時(shí)，可以采用土工合成材料進(jìn)行加筋處理，這樣就可以提高路堤的穩(wěn)定性。提高路基穩(wěn)定性需要一個(gè)合理的加筋結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)該根據(jù)道路工程的實(shí)際情況，遵循經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行、施工便捷的原則，進(jìn)行綜合的評(píng)定后確定其結(jié)構(gòu)形式。

2.3降低路基不均勻下沉

加筋技術(shù)對(duì)路堤的下沉尤其是不均勻下沉有一定的調(diào)節(jié)和降低作用，這一點(diǎn)在諸多的道路工程都得到了驗(yàn)證，但是目前還對(duì)基本理論的研究還不成熟，尚未建立起一整套完整的計(jì)算方法。其中應(yīng)用反應(yīng)效果比較好的結(jié)果形式主要包含以下幾種：

2.3.1軟土地基處理

在路堤沉降計(jì)算和穩(wěn)定驗(yàn)算沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需要對(duì)軟土地基進(jìn)行必要的加固。常用加固方法主要以表1中所列舉：

2.3.2輕質(zhì)材料路堤

為了降低路堤對(duì)地基的承載力，可以采用輕質(zhì)材料填筑路堤?，F(xiàn)在我國(guó)已有成功的用粉煤灰填筑路堤的經(jīng)驗(yàn)，可以減輕路堤自重的25%左右。重型擊實(shí)試驗(yàn)法測(cè)定最大干容重為9~12Kn/m3。硅鉆型粉煤灰塑性差、粘性小，但是液限在64%上下，含水量高達(dá)37%~41%，具有較好的壓實(shí)性能。路堤邊坡表層要用l~2m的粘質(zhì)土進(jìn)行包覆，穩(wěn)定邊坡，也利于長(zhǎng)草，頂面用粗粒進(jìn)行封閉，厚度約0.3~0.5m。

2.3.3灰土擠密樁

如果軟土地層的含水量過(guò)小或過(guò)大時(shí)，則需要采取灰土擠密樁。含水量過(guò)大的話可以往孔內(nèi)填塞石灰粉或干土粉進(jìn)行水分的吸收，方法是邊成孔邊下套管或快速成孔澆灌或成孔以后下套管；如果含水率過(guò)小，就應(yīng)該提前浸濕加固范圍內(nèi)的土層。成孔的順序應(yīng)該是先從外圈入手，然后轉(zhuǎn)圈并間隔進(jìn)行成孔；對(duì)已經(jīng)成的孔要防止受到水的浸濕，最好是當(dāng)天就進(jìn)行回填夯實(shí)；為了避免在夯打的過(guò)程中造成縮頸的堵塞，就應(yīng)該打一個(gè)孔填一個(gè)孔；如果樁孔打的比較密，而且土質(zhì)比較松軟時(shí)，則應(yīng)該采取間隔跳打進(jìn)行夯實(shí)。在施工中，要嚴(yán)格按照質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

2.3.4橋頭臺(tái)背路基填土加筋

橋頭臺(tái)背路基填上用土工合成材料進(jìn)行加筋處理，主要是利用構(gòu)造物之間的鋪固力、路基填料之間以及土工合成材料間的嵌鎖力和接口摩阻力把路基填充材料和結(jié)構(gòu)物聯(lián)結(jié)在一起，增強(qiáng)路基的整體性，降低兩者之間在外力下的不均勻下沉現(xiàn)象。加筋材料一般采用土工格柵或者土工網(wǎng)，臺(tái)背路基填料一般選用壓實(shí)性能和水穩(wěn)性良好的材料，主要包括碎石土、礫石土或天然砂礫進(jìn)行填充。近些年來(lái)，公路建設(shè)飛速發(fā)展，在公路建設(shè)中的沉降觀測(cè)控制、防止路堤不穩(wěn)定、軟土地基處理技術(shù)等方面也取得了理想的成果。對(duì)軟土地基處理中用沉降速率作為鋪筑路面時(shí)間的下沉控制方法進(jìn)行控制，使得在軟土地基上一次就可以完成高級(jí)路面建設(shè)的技術(shù)核心問(wèn)題得到最終的解決。

2.3.5土工合成材料加固

一般小于3m厚的軟土層就淺層的軟土層，淺層軟土地基可以先在地表鋪設(shè)土工布，再進(jìn)行路堤的填筑，土工布所起的作用主要是分隔、排水、過(guò)濾、和加速凝固等作用，也就取代了常規(guī)的置換方法。軟土層的厚度在3~5m之間時(shí)，就采用土工布和砂墊層聯(lián)合進(jìn)行處理，排水砂墊層厚度可以由50cm降低到30cm。也可以在路堤的下面和地表間鋪設(shè)多層的土工織物，利用材料較高的抗拉韌度去克服地基變形、滑動(dòng)，從而保持路基的穩(wěn)定，通過(guò)控制填土速率，加上超載預(yù)壓，使路基快速固結(jié)。

3、加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)

3.1加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)原理

加筋土擋土墻是由填料、面板、筋帶結(jié)合而成。加筋土結(jié)構(gòu)中，填料的自重與外力所產(chǎn)生的側(cè)壓力作用和面板，然后面板上的筋帶連續(xù)元件把側(cè)壓力傳輸給筋帶，筋帶在作用力下會(huì)從填料中被拉出，但是筋帶材料又被壓在子填料下，所以筋帶和填料間的摩擦力就阻止了筋帶被拉出。摩擦力把筋帶和填料聯(lián)結(jié)在一起，形成一個(gè)整體，加上墻面板，就形成了重力式擋土墻。

3.2加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)在公路施工中迅速的發(fā)展，并得到廣泛的采用，其主要具有幾下幾個(gè)特點(diǎn)：首先，組成加筋土擋土墻的筋帶和面板可以提前制作，施工現(xiàn)場(chǎng)可以用機(jī)械進(jìn)行分層填筑，這種施工方法快速、便捷‘而且比較節(jié)省勞動(dòng)力，工期也比較短，節(jié)約了時(shí)間。其次，加筋土擋土墻是柔性結(jié)構(gòu)物，可以很好的適應(yīng)地基物力性的變形。同時(shí)，因?yàn)槠渚哂幸欢ǖ娜嵝?，它的抗震性就比較強(qiáng)，是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)物。第三，加筋土擋土墻造型美觀、節(jié)約用地。加筋土擋土墻的建造費(fèi)用比較低廉，與鋼筋混凝土土擋土墻的造價(jià)相比較，節(jié)約了造價(jià)的一半；和石砌重力式擋土墻相比較，節(jié)約了至少20％的工程造價(jià)，所以它具有經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢(shì)。最后，加筋土擋土墻的工程安全性較高。

4、結(jié)束語(yǔ)

加筋技術(shù)的應(yīng)用是完善和發(fā)展新的技術(shù)，該技術(shù)采用的材料較廣泛。一方面新材料隨著高新技術(shù)的發(fā)展不斷出現(xiàn)，另一方面該技術(shù)應(yīng)用的范圍在不斷擴(kuò)大，應(yīng)用的形式隨著實(shí)際情況也在不斷的更新發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]郝智明.加筋土擋土墻邊坡的穩(wěn)定性研究[J].安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2007(2).

[2]黃愛(ài)民.加筋土擋墻在堤防工程中的應(yīng)用及推廣[J].硅谷.2009(3).

[3]馬玉靜.加筋土擋墻的應(yīng)用與發(fā)展[J].山西建筑.2009(1).

篇9

近年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)逐步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)過(guò)程中，國(guó)家加大了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，進(jìn)而提升我國(guó)綜合實(shí)力。公路工程與人民的生活息息相關(guān)，所以國(guó)家對(duì)公路工程建設(shè)予以高度重視。在公路工程實(shí)際建設(shè)期間，為了提高工程質(zhì)量，使得工程企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下占有一席之地，必須采用科學(xué)的實(shí)施方法，進(jìn)而促進(jìn)公路工程質(zhì)量有所保證。對(duì)公路工程而言，土體的應(yīng)力與工程質(zhì)量有密切聯(lián)系，所以將加筋土應(yīng)用在公路工程施工中，能夠打破土體應(yīng)力的局限性，使得土體發(fā)生側(cè)向移動(dòng)，對(duì)公路工程建設(shè)發(fā)揮了巨大作用。因此，本文針對(duì)加筋土的作用機(jī)理進(jìn)行了分析，并將加筋土應(yīng)用在公路工程建設(shè)中，從而為公路工程建設(shè)提供有利保障。

關(guān)鍵詞:

加筋土；作用機(jī)理；公路工程；應(yīng)用

我國(guó)在現(xiàn)代化建設(shè)過(guò)程中，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)予以高度重視，自改革開(kāi)放以來(lái)公路工程建設(shè)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化，從上個(gè)世紀(jì)的京津塘高速公路到迄今為止，公路工程的規(guī)模和質(zhì)量不斷提升，在一定程度上為國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起到了重要作用。同時(shí)，為人們的出行提供了便利。在公路工程建設(shè)期間，常利用土合成材料進(jìn)行施工，尤其是被廣泛應(yīng)用于加筋土工程中，在土合成材料產(chǎn)品和種類(lèi)逐漸增多的情況下，加筋土在各項(xiàng)工程中有廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)，在公路工程中的應(yīng)用，對(duì)提高工程質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。為了使得加筋土在公路工程中有更好的應(yīng)用，必須對(duì)加筋土的作用機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析，為其實(shí)際應(yīng)用提供有利保障。

1加筋土的內(nèi)涵

所謂加筋土，指的是土工合成材料，將土工合成材料鋪設(shè)在土中，繼而形成復(fù)合體的機(jī)構(gòu)。在工程建設(shè)過(guò)程中，將加筋土科學(xué)的應(yīng)用在實(shí)際工程中，為工程結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的提升提供了有利保障。由于土體擁有抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度相對(duì)較低，如果將恰當(dāng)?shù)慕畈匿佋O(shè)或者是摻入土中，能夠在一定程度上，使得土體的受力得到擴(kuò)散，并傳遞拉應(yīng)力，對(duì)于土體向側(cè)向移動(dòng)的狀況予以有效控制，那么，土體及其周?chē)慕ㄖ锝Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有了明顯增強(qiáng)，對(duì)工程的建設(shè)發(fā)揮了巨大作用。

2加筋土的作用機(jī)理

在運(yùn)用加筋土進(jìn)行工程建設(shè)過(guò)程中，需要從應(yīng)變方向出發(fā)，對(duì)筋材進(jìn)行鋪設(shè)，然后使得土體的抗拉強(qiáng)度有了顯著的提升。對(duì)于加筋土的作用機(jī)理而言，主要是在混凝土中加入筋筋，確保土體和筋材能夠有機(jī)的整合成復(fù)合體，二者起到對(duì)外力承擔(dān)的作用。促使土體和筋材能夠相互作用主要原因是抗拉強(qiáng)度增加，在實(shí)際工程建設(shè)期間，在土體中加入筋材，松砂始終保持在一定直立狀態(tài)和高度，進(jìn)而不容易導(dǎo)致出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。形成這樣現(xiàn)象的原因是加筋土具有良好的力學(xué)性能，使得建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有明顯增強(qiáng)，所以與加筋前，加筋土的穩(wěn)定性和力學(xué)性能得到了有效改善［1］。綜合起來(lái)看，加筋土的作用機(jī)理包含兩大類(lèi)，分別是摩擦加筋原理和準(zhǔn)粘聚力原理，加筋土包絡(luò)線是雙直線，具有較強(qiáng)的抗剪強(qiáng)度，在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，所對(duì)應(yīng)的壓力是臨界周?chē)鷫毫Γ遗R界周?chē)鷫毫εc加筋土的摩擦抗剪強(qiáng)度有直接關(guān)系，并和筋材的抗拉強(qiáng)度息息相關(guān)，當(dāng)土體和筋材的摩擦抗剪強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，其臨界周?chē)膲毫驮叫?，如果臨界壓力大于周?chē)鷫毫r(shí)，加筋土將遭到破壞，筋土的移動(dòng)會(huì)面臨問(wèn)題，導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是筋材的摩擦角發(fā)生變化，處于增加的狀態(tài)，那么，加筋土的抗剪強(qiáng)度也隨之增加。此外，臨界周?chē)鷫盒∮谥車(chē)鷫毫r(shí)，加筋土也被破壞，主要形式是筋材被拉斷，造成出現(xiàn)狀況的原因是在粘聚力增加時(shí)，此時(shí)，加筋土的抗剪強(qiáng)度也有了明顯的的提升，這就是加筋土的作用機(jī)理。

3加筋土在公路工程中的應(yīng)用

(1)軟土地基處理。

在公路工程建設(shè)過(guò)程中，一定要考慮到土體的因素，由于軟土中含有大量的水分，所以軟土的可壓縮性很強(qiáng)，那么，從軟土的特點(diǎn)看，軟土的承載能力較差，在公路工程建設(shè)時(shí)，如果在軟土上進(jìn)行工程施工，必須對(duì)其展開(kāi)加固處理，從而提升軟土的承載能力。因此，需要加強(qiáng)加筋土的應(yīng)用力度，通過(guò)運(yùn)用土工合成材料，對(duì)路堤和墊層等加以處理，這樣不僅可以提升路堤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且對(duì)改善結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能具有重要作用，所以加筋土在軟土地基處理上有廣泛的應(yīng)用。在將加筋土鋪設(shè)在路堤底部時(shí)，不但達(dá)到了加筋的效果，并且增強(qiáng)軟土地基的排水、過(guò)濾和隔離等功能，對(duì)公路工程的順利建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)，最終提高公路工程質(zhì)量。在將加筋土應(yīng)用在軟土地基處理過(guò)程中，必須保證筋材都能夠在路基的全寬范圍內(nèi)鋪滿，在排水墊層上還要鋪設(shè)加筋土，并保證在路基底部也鋪設(shè)加筋土。

(2)在路堤中的應(yīng)用。

在公路工程建設(shè)時(shí)，公路工程的使用年限是人們比較關(guān)注的，為了提高公路的使用年限，必須增強(qiáng)路堤的穩(wěn)定性，通過(guò)將加筋土運(yùn)用在路堤中，對(duì)路不均勻沉降進(jìn)行嚴(yán)格控制，在路堤中加入筋材料，進(jìn)而最大程度的促進(jìn)公路工程質(zhì)量得到提高。由于加筋土對(duì)增強(qiáng)路堤的穩(wěn)定性具有重要作用，所以加筋土被廣泛應(yīng)用于公路工程路堤施工中。在應(yīng)用加筋土進(jìn)行路堤施工過(guò)程中，主要的工作原理是因?yàn)榧咏钔辆哂休^強(qiáng)的抗拉能力，土與加筋相互整合在一起，二者產(chǎn)生摩擦力，從而限制土體的在側(cè)向上移動(dòng)，進(jìn)而增強(qiáng)公路路堤的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，當(dāng)路堤結(jié)構(gòu)的性能得到了有效改善，路堤的性能有顯著提升，在路堤中有均勻的載荷，因而對(duì)路堤出現(xiàn)的不均勻沉降實(shí)現(xiàn)了有效控制。當(dāng)前，在公路工程建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常采用土工網(wǎng)和土工格柵等合成材料，這些都是公路工程路堤施工時(shí)所采用的筋材料，通過(guò)應(yīng)用這些土工合成材料，進(jìn)而最大程度的使得公路工程結(jié)構(gòu)的頂破強(qiáng)度和刺破強(qiáng)度有所提升。在對(duì)公路的路堤進(jìn)行加筋時(shí)，必須保證填方的壓實(shí)度符合標(biāo)準(zhǔn)，使得土體和筋材間的摩擦力充足，從而確保加筋收到良好的效果。在公路工程實(shí)際建設(shè)期間，一定要做好路堤的壓實(shí)工作，尤其是使得填方具有較強(qiáng)的壓實(shí)度，進(jìn)而在公路工程建設(shè)時(shí)，加筋土能夠發(fā)揮其巨大的作用。

(3)在擋土墻中的應(yīng)用。

對(duì)于公路工程而言，擋土墻是主要的結(jié)構(gòu)，為了提升擋土墻的整體性能，需要將加筋土應(yīng)用在其中。通常情況下，加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn):第一，在工程施工時(shí)，能夠提前制作筋材和面板，那么，擋土墻的施工流程就變得簡(jiǎn)單，而且施工過(guò)程比較快速，在某種程度上，不僅縮短了工期，而且節(jié)省了勞動(dòng)力。第二，對(duì)于所構(gòu)建加筋土擋土墻，其具有良好的抗震能力，對(duì)增強(qiáng)公路工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接聯(lián)系［2］。同時(shí)，加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)物有柔性的特點(diǎn)，所以其能夠發(fā)生輕微的變形，因而能夠適應(yīng)不同的施工環(huán)境。第三，加筋土擋土墻的造價(jià)較低，而且具有良好的安全性能，所以被公路工程企業(yè)所采用，因而加筋土在公路工程建設(shè)中有廣泛的應(yīng)用。從公路工程中可以看出，加筋土擋土墻的包含多種形式，主要有加筋土橋和路基擋土墻等，所以筋材、墻面板和填料等共同組成了加筋土擋土墻，在構(gòu)建加筋土擋土墻時(shí)，所遵循的作用機(jī)理是填料本身有外力和自重，因而產(chǎn)生側(cè)壓力，那么，墻面板在壓力側(cè)壓力的作用下，使得面板上的連接件產(chǎn)生側(cè)壓力，向筋材傳遞，在側(cè)壓力下，通過(guò)拉力將該筋材從填料中拉出［3］。另外，筋材和填料之間產(chǎn)生摩擦力，筋材被摩擦力所阻止。因此，在公路工程建設(shè)過(guò)程中，將加筋土應(yīng)用在擋土墻中，因?yàn)榻畈暮吞盍祥g有摩擦力，使得二者能夠有機(jī)的聯(lián)結(jié)在一起，形成具有重力式的擋土墻，對(duì)增強(qiáng)公路工程質(zhì)量具有重要意義。此外，在將加筋土應(yīng)用在公路工程擋土墻建設(shè)時(shí)，一定要對(duì)擋土墻選型工作予以高度重視，通常情況下，如果墻高超過(guò)4米，要選擇加筋土擋土墻，而不是漿砌片石擋土墻和鋼筋混凝土擋土墻;如果墻高低于4米，加筋土擋土墻和漿砌片石擋土墻造價(jià)不相上下，所以二者均在選擇范圍內(nèi)，由此可以看出，當(dāng)墻高在4米以下時(shí)，選擇漿砌片石擋土墻，墻高在4～7.5米時(shí)，選擇加筋擋土墻［5］?？傊?，將加筋土應(yīng)用在擋土墻中，通過(guò)合理的墻型，并發(fā)揮摩擦力的作用，從而為提升公路工程質(zhì)量提供有利保障。

(4)在路面施工中的應(yīng)用。

在公路工程路面施工過(guò)程中，由于受到諸多因素的影響，導(dǎo)致公路路面承載能力偏低，在車(chē)輛較多的情況下，公路路面容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，因而降低了公路的壽命。在當(dāng)前公路工程建設(shè)期間，采用瀝青材料，但用瀝青材料進(jìn)行施工使得公路路面結(jié)構(gòu)具有半剛性，所以瀝青路面具有弊端。因此，為了提升公路工程路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)加大加筋土的應(yīng)用力度，通過(guò)在加筋土的作用下，使得公路路面的裂縫數(shù)量和瀝青路面上車(chē)轍數(shù)量明顯的減少，所以瀝青路面的基層抗疲勞壽命有所提升，為增強(qiáng)公路工程路面質(zhì)量奠定了良好基礎(chǔ)。在將加筋土應(yīng)用在公路瀝青路面施工時(shí)，主要是發(fā)揮加筋土的拉模量和抗拉強(qiáng)度的作用，能夠在一定程度上避免路面中的裂縫向周?chē)由欤?］。當(dāng)前，在將加筋土應(yīng)用在路面施工期間，常選用玻纖網(wǎng)和土工格柵等合成材料，由于這些合成材料具有較強(qiáng)的強(qiáng)度和耐高溫性能，并且延伸率很小，所以符合公路工程路面施工的基本要求。因此，加筋土在公路工程建設(shè)中有廣泛的應(yīng)用。

4結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升為公路工程的建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)。同時(shí)，公路工程為國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮了巨大作用，為了提高公路工程質(zhì)量，必須采取有效的方法進(jìn)行施工，進(jìn)而提高公路工程質(zhì)量，延長(zhǎng)公路的使用壽命。在公路工程施工時(shí)，會(huì)運(yùn)用合成材料，使得土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更強(qiáng)，所以加筋土在工程施工中有廣泛應(yīng)用。為了使得加筋土在公路工程中有更好的應(yīng)用，必須對(duì)加筋土的作用機(jī)理進(jìn)行分析，從而為其應(yīng)用提供參考。

作者：高昂 單位：嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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［3］文華，鄒嬌麗，雷挺等．鄉(xiāng)村公路竹筋加筋土路基施工工藝研究［J］．施工技術(shù)，2015(15):114－117．

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篇10

【關(guān)鍵詞】土工布；土工格柵；公路工程；應(yīng)用

1 前言

半剛性基層是目前公路路面工程的主要結(jié)構(gòu)形式，它具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好、剛度大、變形小等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)帶來(lái)一個(gè)在施工過(guò)程中非常難以克服的難題----裂縫。基層開(kāi)裂后，會(huì)使瀝青路面底部出生較大的應(yīng)力集中，該房屋的瀝青路面最可能發(fā)生反射裂縫，它在諸如雨水、氧化、粉塵等環(huán)境因素的作用下，會(huì)使裂縫迅速向四周擴(kuò)散、延伸，是路面早期破壞的主要原因之一。為了既能防止基層裂縫反射到面層上來(lái)，又能防止地表水下滲的雙重作用，許多工程改建、維修中采用土工布進(jìn)行裂縫治理，采用土工格柵進(jìn)行軟土路基的治理。

2 土工合成材料介紹

土工合成材料包括土工膜袋、土工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊、土工格柵等。它的制造過(guò)程是首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶，然后再制成平面結(jié)構(gòu)的土工織物。土工織物按制造方法可以分為有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢?。有紡?fù)凉た椢镉蓛山M平行的呈正交或斜交的經(jīng)線和緯線交織而成。無(wú)紡?fù)凉た椢锸前牙w維作定向的或隨意的排列，再經(jīng)過(guò)加工而成。按照聯(lián)接纖維的方法不同，可分為化學(xué)聯(lián)接、熱力聯(lián)接和機(jī)械聯(lián)接三種聯(lián)接方式。

按照聯(lián)結(jié)纖維的方法不同，可分為化學(xué)（粘結(jié)劑）聯(lián)結(jié)、熱力聯(lián)結(jié)和機(jī)械聯(lián)結(jié)三種聯(lián)結(jié)方式。

土工織物最突出的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、整體連續(xù)性好，施工方便，抗拉強(qiáng)度高，耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。

鑒于土工合成材料（土工布和土工格柵）具有優(yōu)良的抗拉力學(xué)特性，工廠化批量生產(chǎn)、穩(wěn)定的質(zhì)量和下沉簡(jiǎn)易的施工特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于土木工程各個(gè)領(lǐng)域。

在道路路面工程中，土工布主要應(yīng)用于路面罩面，防止路面反射裂縫，延緩反射裂縫發(fā)生和發(fā)展。在路基工程中，主要選用土工格柵來(lái)處理軟土地基，加速地基的固結(jié)，提高地基承載力。

3 土工布應(yīng)用于路面裂縫的防治

3.1 方案選定

在山西，有很多的公路承擔(dān)著晉煤外運(yùn)的重任，隨著交通量的不斷增加和運(yùn)煤車(chē)輛的單車(chē)載重的大幅度增加，許多道理現(xiàn)已出現(xiàn)大面積的裂縫、沉陷等病害，雖經(jīng)多次大面積挖補(bǔ)，仍不能阻止病害的發(fā)展。在這些道路的修建過(guò)程中，為了保證在工程建設(shè)期間不出現(xiàn)路面早期破壞，同時(shí)也為了縮短工期，較大規(guī)模地采用土工布用于路面裂縫的防治與治理，收到了較好的效果。

3.2 土工布防止反射裂縫的作用機(jī)理

為保證工程質(zhì)量，對(duì)土工布的規(guī)格加以嚴(yán)格控制，選用了壓縮性小、規(guī)模大、化學(xué)作用穩(wěn)定、浸透瀝青性能良好的聚酯長(zhǎng)絲無(wú)紡?fù)凉げ?。具有良好的延伸性和抗刺破、脹破能力，可將?yīng)力擴(kuò)展至更廣范圍，緩解裂縫處的應(yīng)力集中，起到了吸收部分拉伸能量的作用。

首先，由于土工布的存在，減少了罩面層與基層的結(jié)合力，雖然界面強(qiáng)度下降，但足以防止界面的上下相對(duì)位移而保持連續(xù)。

其次，土工布具有耐高溫的優(yōu)良性能，瀝青混合料熱鋪時(shí)溫度高達(dá)150℃以上。而土工布在該溫度下不出現(xiàn)熔化和軟化，否則，將起不到應(yīng)有的作用。T010/140土工布以聚酯為原料，熔點(diǎn)高達(dá)230℃，攤鋪時(shí)性能穩(wěn)定不會(huì)發(fā)生任何變化。該土工布與瀝青混合料、瀝青膠油有較好的結(jié)合性，正常的施工步驟是先在基層頂面上均勻噴灑瀝青膠油，再鋪放土工布，然后再其上攤鋪瀝青混合料，最后碾壓成型。土工布下的瀝青膠油在碾壓過(guò)程中透過(guò)土工布與熱鋪面層結(jié)合，因此，要求土工布具有良好的滲透性及與瀝青的結(jié)合性。同時(shí)對(duì)瀝青的選用和瀝青用量也有嚴(yán)格的要求，一般選用熱瀝青，盡可能不用乳化瀝青。

3.3 材料的性能與要求

聚酯長(zhǎng)絲針刺無(wú)紡燒毛土工布，其技術(shù)參數(shù)為：?jiǎn)挝幻娣e質(zhì)量150±15g/，厚度1.6mm，斷裂強(qiáng)度≥8.0KN/m，斷裂伸長(zhǎng)率≥50%，垂直滲透系數(shù)0.3/s。

3.4 施工工藝

3.4.1 施工準(zhǔn)備：選擇高溫天氣，鋪設(shè)土工布前，對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層頂面進(jìn)行清掃，并保持其干凈。

3.4.2 灑布瀝青：瀝青材料選用普通熱瀝青作為粘層油，瀝青灑布量根據(jù)試驗(yàn)確定，一般應(yīng)控制在0.9kg-1.1kg/。瀝青的灑布用專用瀝青灑布車(chē)進(jìn)行，灑布量要提前檢測(cè)符合要求，灑布寬度控制在超過(guò)土工布寬度20cm，灑布速度根據(jù)實(shí)際土工布鋪設(shè)速度與碾壓速度而定。對(duì)于局部灑布過(guò)量的瀝青，及時(shí)予以清除。

3.4.3 鋪設(shè)土工布：土工布鋪設(shè)選在瀝青冷卻失去黏聚性之前進(jìn)行；土工布鋪設(shè)要求平整、無(wú)折疊與皺褶；鋪設(shè)完成后，用輪胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，使之結(jié)合緊密。土工布與土工布的搭接長(zhǎng)度為15cm；土工布破損和粘貼不好的地方，要除去重新鋪設(shè)；土工布皺褶的地方，要人工展平或涂刷瀝青，把折起的地方重新粘貼，使得在碾壓后，上、下兩層土工布粘結(jié)在一起。

3.4.4 瀝青混合料攤鋪：在鋪設(shè)土工布后，應(yīng)立即攤鋪瀝青混合料，其溫度控制在160℃以內(nèi)。為了便于其它施工車(chē)輛行駛，在土工布上灑一些砂或加熱后的石屑。瀝青混合料攤鋪完成后立即進(jìn)行碾壓，直至達(dá)到施工技術(shù)規(guī)范的要求。用土工布防止反射裂縫，目前還是一門(mén)新技術(shù)，但通過(guò)實(shí)踐證明，效果是非常好的。

4 道路路基中的土工格柵

4.1 方案的選定

有的高速公路要經(jīng)過(guò)河塘、沼澤地，地下水豐富，軟土分部廣泛，厚度高達(dá)1.5m以上。最初，人們采取拋石擠淤的方案和換填的辦法，往往因片石需要遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)，數(shù)量較大，而且耗時(shí)較長(zhǎng)；若進(jìn)行清淤換填，又經(jīng)常會(huì)遇到征地困難，棄方無(wú)處可棄。采用砂礫土工格柵加墊層進(jìn)行軟基處理，并同時(shí)布設(shè)縱橫向排水盲溝，可以說(shuō)是一個(gè)比較好的方案。

4.2 土工格柵加墊層處理軟土地基的原理

4.2.1 土工格柵具有一定的剛度，從而使上面的負(fù)荷得到擴(kuò)散，可以提高地基的承載力。

4.2.2 由于土工格柵的抗拉強(qiáng)度大，它的存在可增加路堤的穩(wěn)定性。

4.2.3 由于土工格柵能夠適應(yīng)地基變形，砂礫又能與土工格柵的網(wǎng)孔互相鎖合在一起，形成比較穩(wěn)固的平面，防止砂礫的下陷，增加地基的抗剪切強(qiáng)度，從而可防止軟弱地基產(chǎn)生過(guò)大或不均勻沉降以及側(cè)向變形。

4.2.4 砂礫墊層及盲溝的作用。砂礫墊層可保證路堤排水良好，有軟土地基時(shí)，砂礫墊層及盲溝形成一個(gè)綜合排水通道，通過(guò)上部的路堤荷載作用，可加速軟土地基的排水固結(jié)，并在施工階段完成大部分沉降。

4.3 材料的性能與要求

砂礫墊層要求使用含泥量＜5%的砂礫，粒徑為3-6cm，以利于形成排水通道。

土工格柵采用CE131型土工網(wǎng)，該材料系高密度聚乙烯配以抗老化劑經(jīng)擠壓旋轉(zhuǎn)模型成型。具有強(qiáng)度高、耐腐蝕和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。且其質(zhì)量較輕，方便施工。CE131土工格柵其縱橫向抗拉強(qiáng)度≥5.8KN/m，網(wǎng)孔尺寸為27mm×27 mm；幅長(zhǎng)30mn，幅寬2.5m，材料單位重量660g/。

4.4 施工工藝

4.4.1 先平整場(chǎng)地，清除表土，并排干地表水。

4.4.2 在地基上鋪設(shè)第一層格柵，鋪設(shè)從處理地段的一端開(kāi)始，垂直于路線沿線路走向一幅接一幅向前鋪設(shè)。橫向鋪網(wǎng)與路堤兩邊縱向邊溝相接，相鄰兩幅的搭接長(zhǎng)度為40cm，搭接邊用U型釘固定。格柵靠路堤處應(yīng)回折2-3m，以利于格柵的穩(wěn)固。然后在格柵上鋪設(shè)粒徑為3-6、厚度為40的砂礫，整平后，用輕型壓路機(jī)振壓3-5遍，接著在砂礫層上再鋪設(shè)土工格柵，最后開(kāi)始分層填土碾壓。

4.4.3 填筑土應(yīng)分層填筑并滿足相應(yīng)的規(guī)范要求。運(yùn)輸車(chē)輛不得在已經(jīng)鋪設(shè)并張緊定位的土工格柵上直接碾壓。

4.4.4 施工中應(yīng)控制路堤的填土速率，并加強(qiáng)沉降和側(cè)向位移的觀察，防止路堤失穩(wěn)。