土工合成材料的功能精選(九篇)

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第1篇：土工合成材料的功能范文

關(guān)鍵詞：土工合成材料公路工程應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1．概述

土工合成材料作為一種相對(duì)新型的施工材料， 已經(jīng)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了很成功的應(yīng)用，目前在鐵路、公路、建筑工程中也都得到了很廣泛的應(yīng)用。在公路工程中，土工合成材料通常會(huì)被應(yīng)用于填挖交界處、排水、地基處理、防護(hù)以及加筋等重要的隱蔽工程上，而且取得了非常顯著的效果。它具有造價(jià)低、適用性強(qiáng)、耐久性強(qiáng)，強(qiáng)度高以及耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。不僅在公路工程行業(yè)，而且在水利、鐵道、巖土等工程等行業(yè)都到了廣泛應(yīng)用。

2．土工合成材料的種類

土工合成材料根據(jù)材質(zhì)和特征的不同，目前可分為以下幾中類型：

3 土工合成材料的功能

3.1隔離功能 土工合成材料將兩種不同的建筑材料隔開來(lái)，也可把相同材料的不同粒徑的材料隔開，避免兩種材料相互混雜，或者受到外部作用力的時(shí)候不至于流失，能夠保證所使用建筑材料的整體結(jié)構(gòu)和功能。

3.2防護(hù)功能 當(dāng)外部有比較集中的應(yīng)力作用到土體上的時(shí)候，土工合成材料可以將應(yīng)力從一種材料傳遞到另一種材料，從而起到減輕和分解的作用。防護(hù)功能主要有兩種情況，一種是沖刷防護(hù)，另一種是坡面防護(hù)。

3.3 濾層功能 土工材料能夠使土壤中的液體排出的同時(shí)，還可以防止在滲透力作用下的土或者其他顆粒流失，從而引起路基的不穩(wěn)定性。

3.4排水功能 較厚的土工合成材料能夠?qū)⑼寥乐械乃帜燮饋?lái)，通過(guò)材料的空隙沿著材料流出。

3.5加筋功能 主要是利用土工合成材料的抗拉性來(lái)改善土層的力學(xué)性能，將材料埋置在土體中，可增強(qiáng)地基的承載力，土基的整體受力，提高路基的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而能夠起到加固路基，穩(wěn)定土基的作用，土工格柵，由于土粒嵌入格櫥孔口之內(nèi)，產(chǎn)生較大的摩擦力，從而提高土體的強(qiáng)度。

3.6防滲功能 在公路工程施工過(guò)程中，土工合成材料由于它具有特殊的結(jié)構(gòu)性能，可以按照工程的需要制成各種層厚，防滲性能也相當(dāng)明顯，在碎石層和路基之間加鋪一層防滲土工合成材料，可以有效的起到隔離水份的作用。

4 土工合成材料在公路工程的應(yīng)用

4.1用于道路面層與基層之間的柔性路面結(jié)構(gòu)層 高等級(jí)公路要求“強(qiáng)基薄面”，將高模量的土工合成材料置于路面結(jié)構(gòu)層中，可增大路面結(jié)構(gòu)層的抗拉強(qiáng)度，減薄路面結(jié)構(gòu)層的厚度，保持路面的結(jié)構(gòu)完整性。

4.2用于臨時(shí)道路 許多林區(qū)、海港、油田及一些軍用的臨時(shí)道路要通過(guò)水文地質(zhì)條件不良的地區(qū)，采用避繞的方法需延長(zhǎng)線路增大投資。將土工合成材料鋪設(shè)在軟弱的地基上，利用其良好的抗拉強(qiáng)度和變形特性，避免其上部的填料在荷載作用下與地基土相混淆，同時(shí)約束填料的側(cè)向移動(dòng)，保證填料層的相對(duì)剛度，將上覆荷載擴(kuò)散到較大面積的地基上，減少地基所需承受的壓力。臨時(shí)道路完成使命后，由于軟弱地基土工合成材料的隔離作用其上的填料可回收再用。

4.3用于排水 用軟式透水管水平打人路塹邊坡中，排除邊坡內(nèi)積水，將其鋪設(shè)于道路中央分隔帶中，進(jìn)行分隔帶排水。

4.4用于植被防護(hù) 用三維土工網(wǎng)墊進(jìn)行路堤(塹)邊坡的植被防護(hù)，也可將其鋪在河岸、水庫(kù)、池塘岸坡上防止邊坡被沖刷，或利用土工織物袋裝砂石及土工膜袋作護(hù)坡。

4.5用于護(hù)坡 用土工格柵和復(fù)合加筋帶構(gòu)筑加筋土擋墻和橋臺(tái)或加陡路堤邊坡，增強(qiáng)穩(wěn)定性，也用于路堤邊坡加強(qiáng)層。

4.6調(diào)節(jié)剛度 用土工格柵和土工網(wǎng)鋪設(shè)于橋頭、填挖交界處、新老路基結(jié)合部位，以謂節(jié)橋梁到路基的剛度，減小沖擊力，防止橋頭跳車及錯(cuò)臺(tái)。

4.7用于軟土路基加固處理 用塑料排水板代替砂井以加速軟土地基的固結(jié)，提高地基承載力?；蛴猛凉た椢铩⑼凉じ駯?、土工網(wǎng)結(jié)合碎石或砂礫墊層鋪設(shè)于軟土地基和路堤之間，利用其抗拉強(qiáng)度加筋軟基路堤，保證路堤的穩(wěn)定性。

4.8用于處理膨脹土和濕陷性路基 用不透水的土工膜作封閉層，使路基土含水量不發(fā)生大的變化。

4.9用土工膜鋪設(shè)于凍融翻漿路段，保持溫度穩(wěn)定減小路基凍害，治理道路翻漿。

4.10用纖維土(土工材料聚酯絲和無(wú)粘性土混合)建造陡坡路基和擋墻，法國(guó)及英國(guó)道路中于70年代末就有先例。

4.11用超輕質(zhì)填料(聚苯乙烯塊EPS)筑路堤，鋪在橋臺(tái)和引堤交接處，以減小地基荷載，防止堤身出現(xiàn)過(guò)度沉降和沉降差，以及橋臺(tái)和引堤交接處錯(cuò)臺(tái)。

5 結(jié)束語(yǔ)

土工合成材料在我國(guó)公路工程中的應(yīng)用時(shí)間雖然很短，但由于其施工方便、造價(jià)低廉、效果明顯、技術(shù)可行等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了迅速的發(fā)展，已大量應(yīng)用于路橋工程的各種場(chǎng)合。材料也從單一的土工織物發(fā)展到采用具有較高強(qiáng)度和模量的土工格柵、土工網(wǎng)和復(fù)合土工織物、玻纖網(wǎng)及土工墊的應(yīng)用數(shù)量也在逐年增加。

參考文獻(xiàn)：

[1]王銀河， 江志超. 公路施工中土工合成材料應(yīng)用的探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2012，（3）： 45.

[2] 尚福濤. 土工合成材料在公路軟基中的應(yīng)用技術(shù)探討[J].道路工程， 2012， （6）： 47-48.

第2篇：土工合成材料的功能范文

【關(guān)鍵詞】鐵路路基 ， 施工，土工合成材料， 應(yīng)用

【 abstract 】 railway roadbed construction progress in the wide application of geosynthetic materials, not only have the drainage, filtering, seepage control, reinforcement, isolation, protection and the action such as reducing load; And still can bring an implementation is simple and economic efficient technology way, at the same time, it also achieved good economic, social and environmental effect. I work with the actual, emphatically summarized and analyzed railway subgrade construction in the application of synthetic materials.

【 key words 】 railway roadbed, construction, geosynthetic materials, applications

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、新建張家口至集寧鐵路是呼和浩特鐵路局局管內(nèi)第一條160km／h(預(yù)留200km／h)客貨共線鐵路，在管段DK83+529-DK98+700段路基土石方共295萬(wàn)m3，鋪設(shè)土工格柵23萬(wàn)。按文件要求在路堤邊坡水平寬度2.5m范圍內(nèi)自坡腳至基床表層下每隔0.6m鋪設(shè)一層雙向經(jīng)編土工格柵，土工格柵抗拉強(qiáng)度不小于25Kn／m,延伸率小于10％，鋪設(shè)表面平整，攤鋪后及時(shí)填筑填料。個(gè)別地段鋪設(shè)土工織物5.6萬(wàn)，根據(jù)地基承載力的不同情況需換填中粗砂，并與砂間鋪設(shè)精編復(fù)合土工膜，其抗拉強(qiáng)度不小于20KN／m,頂破強(qiáng)度不小于2.0kN，其下?lián)Q填0.5m厚二八灰土墊層。施工項(xiàng)目于2009年建成，2011年通車，在后期經(jīng)過(guò)對(duì)普通路基、浸水路基、軟土路基的檢測(cè)和觀察，發(fā)現(xiàn)鋪設(shè)土工材料的地段對(duì)路基的穩(wěn)定起到很好的作用，其土工材料的力學(xué)性能能夠有效的充分發(fā)揮，確保了路基的穩(wěn)定。

二、土工合成材料的含義及其應(yīng)用簡(jiǎn)述

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種新型的土木工程材料，它是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、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用。

土工合成材料在土木、水利、交通、鐵道和環(huán)境工程中得到廣泛的應(yīng)用，起到排水反濾、防滲、加筋、隔離、防護(hù)和減載等作用。這些作用是以不同的形式的產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如，土工織物用于濾層、隔離和防護(hù)；土工網(wǎng)和三維植被網(wǎng)墊用于排水和坡面的穩(wěn)定；土工格柵、條帶和有紡或編織土工織物用于加筋、土工膜用于防滲等。復(fù)合型土工合成材料則結(jié)合了各自的優(yōu)點(diǎn)，例如，兼有過(guò)濾和排水性能的土工織物和土工網(wǎng)復(fù)合材料，結(jié)合加筋和隔離功能的土工織物和土工格柵復(fù)合材料，而土工織物和土工膜結(jié)合形成的復(fù)合土工膜則既能防滲又具有防刺破的作用，同時(shí)具有與土較高的界面磨擦系數(shù)。目前證明較成功的應(yīng)用有：無(wú)紡?fù)凉た椢锎媪罴?jí)配濾層應(yīng)用于反濾排水工程中，土工合成材料加筋擋土墻代替重力式擋土墻，塑料排水帶代替砂井，土工膜用于防滲材料等。在應(yīng)用的初期，最擔(dān)心的是耐久性，忽視鋪放的位置，認(rèn)為鋪土工合成材料總比不鋪好。而現(xiàn)在經(jīng)驗(yàn)證明在土中耐久性是可以保證的，相反，土工合成材料鋪放的位置不當(dāng)或施工質(zhì)量差，會(huì)降低作用，甚至適得其反。

土工合成材料的原材料是高分子聚合物。它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來(lái)的化學(xué)物質(zhì)制成，再進(jìn)一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產(chǎn)品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用探索，人們發(fā)現(xiàn)材料的強(qiáng)度還與纖維的制作方法有關(guān)。在應(yīng)用土工合成材料時(shí)，其性能更受施工方法、應(yīng)用環(huán)境和側(cè)限壓力大小的影響。例如內(nèi)蒙古卓資山旗下營(yíng)大黑河的護(hù)岸工程，該工程采用聚丙烯編織布，聚氯乙烯繩網(wǎng)和混凝土塊組成整體沉排，防止河床沖刷。無(wú)紡織物作為隔離材料，鐵路部門首先應(yīng)用于防治“翻漿冒泥”現(xiàn)象。隨后的幾年，鐵路路基如：張家口至集寧鐵路、集寧至包頭增建第二雙線鐵路，還有地方專用線如西金鐵路、東烏鐵路等也都廣泛的應(yīng)用，增加了路基的穩(wěn)定性。目前，品種繁多的人工合成材料陸續(xù)問(wèn)世，它們可制成各種符合特定目的的產(chǎn)品，而且由于其具有質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、價(jià)格低廉料源豐富等優(yōu)點(diǎn)，為土木工程和鐵路建設(shè)提供了一種嶄新的較為理想的材料，并由此帶來(lái)一種實(shí)施簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑。土工合成材料是以合成材料為原材料制成的應(yīng)用于巖土工程的各種產(chǎn)品的統(tǒng)稱。因?yàn)樗鼈冎饕糜趲r土工程，故冠以“土工”兩字，稱為土工合成材料，以區(qū)別于天然材料。近些年來(lái)，土工合成材料在全世界范圍內(nèi)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)境效應(yīng)。

三、土工合成材料的種類

（一）土工織物

1、土工織物的種類

土工織物為透水性土工合成材料。土工織物的制造一般要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟：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。目前主要有有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢铩Ｓ屑復(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，其主要缺點(diǎn)是沿經(jīng)線和緯線的強(qiáng)度高，而與經(jīng)緯線斜交方向的強(qiáng)度低，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)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。其主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度沒(méi)有顯著的方向性，對(duì)變形的適應(yīng)性較大，目前大部分企業(yè)使用的均屬這種類型。

土工織物突出的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，整體連續(xù)性好(可做成較大面積的整體)，施工方便，抗拉強(qiáng)度較高，耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。缺點(diǎn)是未經(jīng)特殊處理，則抗紫外線能力低，如暴露在外受紫外線直接照射容易老化，但如不直接暴露，抗老化及耐久性能仍較高，土工織物的性能與其聚合物原料、土工織物的種類及加工制造方法密切相關(guān)。

（二）、土工膜

土工膜是一種基本不透水的材料。根據(jù)原材料不同，可分為聚合物土工膜和瀝青土工膜兩大類。為了適應(yīng)工程應(yīng)用中不同強(qiáng)度和變形的需要，兩類中又各有不加筋(單一或混合材料)和加筋或組合的類型。聚合物膜在工廠制造，瀝青膜則大多在現(xiàn)場(chǎng)制造。制造土工膜的聚合物有熱塑塑料(如聚氯乙烯)、結(jié)晶熱塑塑料(如高密度聚乙烯)、熱塑彈性體(如氯化聚乙烯)和橡膠(如氯丁橡膠)等。工廠制造土工膜的方法主要有擠出、壓延或加涂料等。擠出是將熔化的聚合物通過(guò)模具制成土工膜，厚0.25～4 mm。壓延則是將熱塑性聚合物通過(guò)熱輥壓成土工膜，厚0.25～2 mm。加涂料是將聚合物均勻涂在紙片上，待冷卻后將土工膜揭下來(lái)而成?，F(xiàn)場(chǎng)制造土工膜是在地面噴涂或敷一層冷或熱的粘滯聚合物而成。瀝青土工膜用的是瀝青聚合物或合成橡膠。

制造土工膜時(shí)還需要摻入一定量的添加劑，使在不改變材料基本特性的情況下，改善其某些性能和降低成本。例如摻入碳黑可以提高抗日光紫外線能力，延緩老化；摻入鉛鹽、鋇、鈣等衍生物以提高材料的抗熱、抗光照穩(wěn)定性；摻入滑石等劑以改善材料可操作性；摻入殺菌劑可防止細(xì)菌破壞等。對(duì)于瀝青類土工膜，其主要的摻入材料是一些填料或纖維。填料可為細(xì)礦粉，它能增加膜的強(qiáng)度且降低其成本；加入纖維，也是為提高膜的強(qiáng)度。

（三）、土工復(fù)合材料

土工織物、土工膜和某些特種土工合成材料，以其兩種或兩種以上的土工材料互相結(jié)合起來(lái)，成為土工復(fù)合材料。土工復(fù)合材料可將不同構(gòu)成材料的性質(zhì)結(jié)合起來(lái)，更好地滿足具體工程的需要，能起到多種功能的作用。如復(fù)合土工膜，將土工膜和土工織物按要求制成土工膜―土工織物組合物，稱復(fù)合土工膜。土工膜主要用來(lái)防滲，土工織物起加筋、排水和增加土工膜與土面之間的摩擦力的作用。又如土工復(fù)合排水材料，它是以無(wú)紡?fù)凉た椢锖屯凉ぞW(wǎng)、土工膜或不同形狀的合成材料芯材組成的排水材料，用于軟基排水固結(jié)處理、路基縱向橫向排水、建筑地下排水管道、集水井、支擋建筑物的墻后排水、隧道排水、堤壩排水設(shè)施等。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。這里主要介紹復(fù)合土工膜和土工復(fù)合排水材料兩類。

1 復(fù)合土工膜

復(fù)合土工膜是用土工織物或其他材料與土工膜結(jié)合而成的不透水材料。根據(jù)主要功能的不同，復(fù)合土工膜可劃分為加筋型土工膜和橫向排水型土工膜兩種。

(1)加筋型土工膜

加筋型土工膜具有較高的強(qiáng)度和模量，以滿足工程中防滲與受力的要求，如氯丁橡膠土工膜和經(jīng)編土工膜。加筋土工膜的厚度：聚合物有涂料的三層壓延加筋土工膜厚0.75～1.5 mm；聚合物五層壓延加筋土工膜厚1.0～1.5 mm。

(2)橫向排水型土工膜

橫向排水型土工膜一般由無(wú)紡?fù)凉た椢锱c土工膜復(fù)合而成，常見的有“一布一膜”、“兩布一膜”。其中，無(wú)紡?fù)凉た椢锊粌H具有橫向排水作用，而且對(duì)土工膜起保護(hù)作用。

2 土工復(fù)合排水材料

土工復(fù)合排水材料是薄型土工織物包裹不同材料制成的不同形狀的芯材組合成的一種復(fù)合型排水產(chǎn)品。這種產(chǎn)品克服了土工織物沿織物平面方向排水能力小的缺點(diǎn)，可以沿產(chǎn)品芯材水平方向的排水通道通暢地排水，而外包的土工織物作為濾層以阻止土顆粒進(jìn)入排水通道。復(fù)合排水帶主要用于軟土地基豎向排水固結(jié)處理等，我國(guó)生產(chǎn)及工程上普遍采用的產(chǎn)品主要是塑料排水帶。復(fù)合排水板具有廣泛的用途，如路基縱向橫向排水、支擋建筑物的墻后過(guò)濾排水、隧道襯砌后防排水、建筑物地下排水通道、堤壩排水設(shè)施等。

(1)塑料排水帶

塑料排水帶是由不同截面形狀的連續(xù)塑料芯板外面包裹非織造土工織物(濾膜)而成。芯板的原材料為聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。芯板截面有多種型式，常見的有城垛式、口琴式和式等。芯板起骨架作用，截面形成的縱向溝槽供通水之用，面濾膜多為滌綸無(wú)紡織物，作用是濾土、透水。

塑料排水帶的施工是利用插帶機(jī)將其埋設(shè)在土層中的預(yù)定位置。塑料帶前端與錨靴相連，用插帶機(jī)導(dǎo)桿頂住錨靴，插入土層中，達(dá)到預(yù)定深度后拔出導(dǎo)桿，但排水帶仍留在預(yù)定位置，在高出地面一定高度(0.5 m左右)剪斷排水帶，施工時(shí)可用靜荷或動(dòng)荷送桿，靜荷送桿對(duì)土層擾動(dòng)小，較為常用。我國(guó)插帶機(jī)的插入深度可達(dá)約25 m，入土速率可達(dá)6 m/min。排水帶的平面分布間距可借理論計(jì)算確定，一般為1～2 m。排水帶插入軟基后，為排除土中的多余水量提供了捷徑，多余水可水平向通過(guò)帶的濾膜進(jìn)入芯板溝槽，再向上由地表的透水料墊層排走。排水帶在公路、碼頭、水閘等軟基加固工程中應(yīng)用廣泛，以加速軟土固結(jié)。

(2)軟式排水管

軟式排水管又稱為滲水軟管，是由高強(qiáng)鋼絲圈作為支撐體，以及具有反濾、透水及保護(hù)作用的管壁包裹材料兩部分構(gòu)成的。高強(qiáng)鋼絲由鋼線經(jīng)磷酸防銹處理，外包―層PVC材料，使其與空氣及水隔絕，避免氧化生銹。包裹材料有三層，內(nèi)層為透水層，由高強(qiáng)特多龍紗或尼龍紗作為經(jīng)紗，特殊材料為緯紗制成；中層為非織造土工織物過(guò)濾層；外層為與內(nèi)層材料相同的覆蓋層。為確保軟式排水管的復(fù)合整體性，支撐體和管壁外裹材料間，以及外裹各層之間都采用了強(qiáng)力粘結(jié)劑粘合牢固。軟式排水管兼有硬水管的耐壓與耐久性能，又有軟水管的柔性和輕便特點(diǎn)，過(guò)濾性強(qiáng)，排水性好，可用于各種排水工程中。

(四) 土工特種材料

土工特種材料是為工程特定需要而生產(chǎn)的產(chǎn)品，品種多，現(xiàn)選擇幾種主要產(chǎn)品說(shuō)明如下。

1 土工格柵

土工格柵是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先沖孔，然后進(jìn)行拉伸而成的帶長(zhǎng)方形或方形孔的板材。加熱拉伸是讓材料中的高分子定向排列，以獲得較高的抗拉強(qiáng)度和較低的延伸率。按拉伸方向不同，格柵分為單向拉伸(孔近矩形)和雙向拉伸(孔近方形)兩種。前者在拉伸方向上有較高強(qiáng)度，后者在兩個(gè)拉伸方向上皆有較高強(qiáng)度。土工格柵的品種和規(guī)格很多，目前開發(fā)的新品種有用加筋帶縱橫相連而成的，也有用高強(qiáng)合成材料絲縱橫連接而成的等等。

2 土工網(wǎng)

土工網(wǎng)是以聚丙烯或聚乙烯為原料，應(yīng)用熱塑擠出法生產(chǎn)的具有較大孔徑和較大剛度的平面結(jié)構(gòu)材料?？梢蚓W(wǎng)孔尺寸、形狀、厚度和制造方法的不同而造成性能上的很大差異。一般而言，土工網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度都較低，延伸率較高。這類產(chǎn)品常用于坡面防護(hù)、植草、軟基加固墊層，或用于制造復(fù)合排水材料。一般說(shuō)來(lái)，它只有在受力水平不高的場(chǎng)合，才能用于加筋。

3、土工模袋

土工模袋是由上下兩層土工織物制成的大面積連續(xù)狀材料，袋內(nèi)充填混凝土或水泥砂漿，凝固后形成整體混凝土板，可用作護(hù)坡。這種袋體代替了混凝土的澆注模板，故而得名。模袋上下兩層之間用一定長(zhǎng)度的尼龍繩來(lái)保持其間隔，可以控制填充時(shí)的厚度。澆注在現(xiàn)場(chǎng)用高壓泵進(jìn)行。混凝土或砂漿注入模袋后，多余水量可從織物孔隙中排走，故而降低了水分，加快了凝固速度，使強(qiáng)度增高。按加工工藝的不同，可將模袋分為兩類，即機(jī)織模袋和簡(jiǎn)易模袋。前者是由工廠生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，而后者是用手工縫制而成的。

4 、土工合成材料粘土墊層

土工合成材料粘土墊層是由兩層或多層土工織物(或土工膜)中間夾一層膨潤(rùn)土粉末(或其他滲透性材料)以針刺(縫合或粘接)而成的―種復(fù)合材料。它與壓實(shí)粘土墊層相比，具有體積小、質(zhì)量輕、具柔性、密封性良好、抗剪強(qiáng)度較高、施工簡(jiǎn)便、適應(yīng)不均勻沉降等優(yōu)點(diǎn)，可以代替―般的粘土密封層，用于水利或土木工程中的防滲或密封設(shè)計(jì)。國(guó)外大量用于廢料坑的底部防滲襯砌和頂部封蓋。

四、土工合成材料的工程特性

（一） 物理特性

1 、厚度

土工合成材料厚度用mm表示，厚度變化對(duì)織物的孔隙率、透水性和過(guò)濾性等水力特性有很大的影響。常用的各種土工合成材料的厚度是：土工織物一般為0.1～5 mm，最厚的可達(dá)十幾毫米；土工膜一般為0.25～0.75 mm，最厚的可達(dá)2～4 mm；復(fù)合型材料有時(shí)采用較薄的土工膜，最薄可達(dá)0.1 mm；土工格柵的厚度隨部位的不同而異，其肋厚一般由0.5 mm至幾十毫米。有些材料在受壓時(shí)厚度變化很大，需規(guī)定在某固定壓力下測(cè)定厚度。一般規(guī)定此壓力為2 kPa。 根據(jù)工程需要還應(yīng)測(cè)試在20 kPa、200 kPa壓力下的系列厚度。土工織物厚度可采用專門的厚度測(cè)試儀，土工膜厚度可直接用千分尺測(cè)定，―般要求加壓面積為25 cm2，試樣面積應(yīng)大于加壓面積的2倍，加壓時(shí)間30 s，試樣不少于10塊。

2、單位面積質(zhì)量

單位面積質(zhì)量為單位面積土工合成材料具有的質(zhì)量，它反映材料多方面的性能，如抗拉強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度等力學(xué)性能以及孔隙率、滲透性等水力學(xué)性能。通常以g/m2表示，是土工合成材料的主要物理性能之一。土工織物和土工膜單位面積質(zhì)量受原材料密度的影響，同時(shí)受厚度、外加劑和含水量的影響，常用的土工織物單位面積質(zhì)量一般在50～1 200 g/m2的范圍內(nèi)。測(cè)定單位面積質(zhì)量采用秤量法，試樣面積為100 cm2，數(shù)量不得少于10塊，天平秤量讀數(shù)應(yīng)精確到0.01 g(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為0.1 g)。測(cè)試前要求試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下恒溫(20±2 ℃)，恒濕(65 %±2 %)24 h。

（二）、力學(xué)特性

反映土工合成材料力學(xué)特性的指標(biāo)主要有拉伸特性及抗拉強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度、穿透強(qiáng)度及握持強(qiáng)度等。

1 、拉伸特性及抗拉強(qiáng)度

土工合成材料是柔性材料，大多通過(guò)其抗拉強(qiáng)度來(lái)承受荷載以發(fā)揮工程作用，因此抗拉強(qiáng)度及其應(yīng)變是土工合成材料的主要特性指標(biāo)。土工合成材料的抗拉強(qiáng)度與測(cè)定時(shí)的試樣寬度、形狀、約束條件有關(guān)，必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下測(cè)定。土工織物在受力過(guò)程中厚度是變化的，不易精確測(cè)定，故其受力大小一般以單位寬度所承受的力來(lái)表示，單位為kN/m或N/m，而不是習(xí)慣上所用的單位面積的應(yīng)力來(lái)表示。

目前測(cè)定抗拉強(qiáng)度基本上是沿用紡織品條帶拉伸試驗(yàn)方法，即把試樣兩端用夾具夾住，以一定的速率施加荷載進(jìn)行拉伸直到破壞，測(cè)得試樣自身斷裂強(qiáng)度及變形，并繪出應(yīng)力―應(yīng)變曲線。目前條帶拉伸試驗(yàn)的試樣分寬條與窄條兩種，寬條試樣寬200 mm、長(zhǎng)100 mm，寬長(zhǎng)比B/L＝2；窄條試樣寬50 mm、長(zhǎng)100 mm，寬長(zhǎng)比B/L=1/2。試驗(yàn)機(jī)具應(yīng)選擇具有等速拉伸性能、能測(cè)讀拉伸過(guò)程中拉力和伸長(zhǎng)量或直接記錄拉力―伸長(zhǎng)關(guān)系曲線的拉力機(jī)，同時(shí)要求試樣的最大斷裂力在滿量程的10 %～90 %范圍內(nèi)。國(guó)內(nèi)規(guī)定拉伸速率為50 mm/min。

目前關(guān)于土工合成材料的拉伸力學(xué)特性一般采用室內(nèi)無(wú)側(cè)限拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。但現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)在填料中的土工筋材的力學(xué)特性因填料的約束作用而不同，人們?cè)ㄟ^(guò)對(duì)不同寬帶的試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)筋材受側(cè)向約束的影響。但更科學(xué)的是應(yīng)將筋材埋在填料中進(jìn)行測(cè)試。此時(shí)的力學(xué)特性所受影響因素較多。有約束的拉伸試驗(yàn)表明，約束力將增加土工織物的抗拉強(qiáng)度和模量，對(duì)于土工格網(wǎng)和土工格柵，約束力的影響更為顯著，因?yàn)槌私缑娴哪Σ磷枇ν猓畈臋M肋所受拉伸方向的土壓力還將約束其變形，從而增大了模量。

2、 握持強(qiáng)度

土工織物承受集中力的現(xiàn)象普遍存在，握持強(qiáng)度是反映其分散集中力的能力。握持強(qiáng)度試驗(yàn)選用的儀器一般與條帶拉伸試驗(yàn)相同，但試驗(yàn)方法不同。握持強(qiáng)度試驗(yàn)是握持試樣兩端部分寬度而進(jìn)行的一種拉力試驗(yàn)。它的強(qiáng)度由兩部分組成，一部分為試樣被握持寬度的抗拉強(qiáng)度；一部分為相鄰纖維提供的附加抗拉強(qiáng)度。它與條帶拉伸強(qiáng)度之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的對(duì)比關(guān)系。由于各單位所采用的試樣和夾具的尺寸不盡相同，試驗(yàn)的難度也較大，因此測(cè)得的成果相差很多。一般不宜作為設(shè)計(jì)依據(jù)。只可用作不同土工織物的抗拉強(qiáng)度的比較。土工織物握持力一般為0.3～6.0 kN。

3、 撕裂強(qiáng)度

土工織物和土工膜在鋪設(shè)和使用過(guò)程中，常常會(huì)有不同程度的破損。撕裂強(qiáng)度反映了試樣抵抗擴(kuò)大破損裂口的能力，可評(píng)價(jià)不同土工織物和土工膜被擴(kuò)大破損程度的難易，是土工合成材料應(yīng)用中的重要力學(xué)指標(biāo)。

目前撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)仍沿用紡織品標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。常用的紡織品撕裂試驗(yàn)，按試樣形狀分為梯形法、翼形法以及舌形法，舌形法又分為單縫與雙縫兩種。目前多采用梯形法測(cè)定土工膜及土工織物的撕裂強(qiáng)度，這種試驗(yàn)從其加力方式看，近似于張拉試驗(yàn)。土工織物梯形撕裂強(qiáng)度值一般為0.15～30 kN，不加筋土工膜的梯形撕裂強(qiáng)度值一般為0.03～0.4 kN。

4 、頂破強(qiáng)度 刺破強(qiáng)度及穿透強(qiáng)度

在工程應(yīng)用中，土工織物及土工膜常被置于兩種不同粒徑的材料之間，受到粒料的頂破作用，同樣也將受到拋填粒料引起的法向荷載。根據(jù)粒徑大小形狀、土工織物及土工膜接觸面的受力特征和破壞形式的不同，可分為頂破、刺破和穿透幾種受力狀態(tài)。

(1)頂破強(qiáng)度是反映土工織物及土工膜抵抗垂直織物平面的法向壓力的能力。頂破試驗(yàn)與刺破強(qiáng)度試驗(yàn)相比，壓力面積相對(duì)較大，材料呈雙向受力狀態(tài)。所用試驗(yàn)方法有液壓脹破試驗(yàn)、圓球頂破試驗(yàn)和相CBR頂破試驗(yàn)。

(2)刺破強(qiáng)度是反映土工織物或土工膜抵抗小面積集中荷載(如有棱角的石子或樹枝等)的能力。試驗(yàn)方法與圓球頂破試驗(yàn)相似，只是以金屬桿代替圓球。

(3)穿透強(qiáng)度可通過(guò)穿透試驗(yàn)測(cè)得，這種試驗(yàn)是模擬工程施工中具有尖角的石塊或其它銳利物落在土工織物或土工膜上的情況，用穿透試驗(yàn)所得孔眼的大小，評(píng)價(jià)土工織物或土工膜抵御穿透的能力。

（三）、水力學(xué)特性

由于土工織物、細(xì)孔土工網(wǎng)等土工合成材料可以使水及空氣自由地通過(guò)，并能有效地截留和控制土顆粒的流失，因此被廣泛他用作排水和過(guò)濾材料。為此必須研究其水力學(xué)特性，其主要包括兩方面：―是透水與導(dǎo)水能力；二是阻止顆粒流失的能力。這些特性涉及到土工合成材料的孔隙率、孔徑大小與分布情況、滲透特性等。土工織物的滲透特性是其重要水力學(xué)特性之一。在過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)水力學(xué)中，是一項(xiàng)不可缺少的重要指標(biāo)。根據(jù)工程的需要，通常要確定垂直于織物平面的滲透特性和平行于織物平面的滲透特性。垂直于織物平面的滲透特性，主要用垂直滲透系數(shù) 表示。該系數(shù)是滲流的水力梯度等于1時(shí)的滲流速度，一般服從達(dá)西定律，土工織物的滲透系數(shù)約為 ～ cm/s，其中無(wú)紡織物的滲透系數(shù)為 ～ cm/s。使用土工膜的目的在于防滲，它可以阻擋水、水氣、氣體及有害物質(zhì)(例如甲醇、丙酮和二甲苯等)的滲透。土工膜在水壓力作用下產(chǎn)生滲流的原因是由于制造時(shí)的不均勻性和缺陷等因素所造成的，有些細(xì)微的通道，則是在一定的水壓力下被水沖破而形成的，溫度變化引起水體積變化，土工膜的滲透系數(shù)愈小，溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響愈大。

（四）、耐久性

土工合成材料的耐久性包括許多方面，主要是指對(duì)紫外線輻射、溫度變化、化學(xué)與生物侵蝕、干濕變化、凍融變化和機(jī)械磨損等外界因素變化的抵御能力，材料的耐久性主要與聚合物的類型及添加劑的性質(zhì)有關(guān)。

土工合成材料的老化現(xiàn)象主要是因?yàn)楦叻肿泳酆衔锞哂墟湽?jié)結(jié)構(gòu)，受外界因素的影響發(fā)生降解反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng)的結(jié)果。使材料老化的各種因素中，陽(yáng)光輻射起著最重要的作用。紫外線具有很大的能量，能夠切斷許多聚合物的分子鏈，或者引發(fā)光氧化反應(yīng)。其試驗(yàn)方法主要有自然老化和人工老化兩大類，近幾年采用了一系列措施以增加聚合物的抗老化能力，并取得了很好的效果。添加防老化劑、方法簡(jiǎn)便，效果顯著，是當(dāng)前防老化的主要途徑。土工合成材料在有覆蓋的情況下(或埋在土中)，老化速度緩慢。

聚合物對(duì)化學(xué)腐蝕一般具有較高的抵抗能力，但某些特殊的化學(xué)藥劑或廢品對(duì)聚合物有腐蝕作用。因而利用土工合成材料(土工膜)作污水或廢物存儲(chǔ)池的防滲材料時(shí)，對(duì)其化學(xué)穩(wěn)定性要認(rèn)真對(duì)待。土工合成材料在鋪設(shè)過(guò)程中易受損傷，且不易被發(fā)現(xiàn)，國(guó)外試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，埋在土中的織物老化主要是由于機(jī)械傷引起的，鋪設(shè)造成的孔洞是使材料強(qiáng)度降低的主要因素?？锥磾?shù)愈多，原始強(qiáng)度降低得愈多。在高溫條件下，合成材料將發(fā)生熔融現(xiàn)象。有時(shí)溫度雖未達(dá)到融點(diǎn)，聚合物分子結(jié)構(gòu)也可能發(fā)生變化，影響材料的彈性模量和強(qiáng)度。有些聚合物在特別低的溫度下，也使柔性降低、質(zhì)地變脆，影響其力學(xué)特性，給施工及接縫造成困難。此外，干濕度和凍融變化可能使一部分空氣或冰屑存在織物內(nèi)部，影響其滲透特性。

五、土工合成材料的功能

土工合成材料具有多方面的功能，一種土工合成材料往往就兼有數(shù)種功能。隨著土工復(fù)合材料的發(fā)展，所兼有的功能就更多?？偟恼f(shuō)來(lái)，土工合成材料的主要功能可歸納為六類，即過(guò)濾作用、排水作用、隔離作用、防滲作用、防護(hù)作用以及加筋作用。

1 過(guò)濾作用

把土工織物置于土體表面或相鄰?fù)翆又g，可以有效地阻止土顆粒通過(guò)。從而防止由于土顆粒的過(guò)量流失而造成土體的破壞。同時(shí)允許土中的水或氣體通過(guò)織物自由排出，以免由于孔隙水壓力的升高而造成土體的失穩(wěn)等不利后果。

土工織物可適用于土石壩粘土心墻或粘土斜墻的濾層，土石壩或堤壩內(nèi)的各種排水體的濾層，儲(chǔ)灰壩或尾礦壩的初期壩上游壩面的濾層。堤、壩、河、渠及海岸塊石或混凝土護(hù)坡的濾層，水閘下游護(hù)坡下部的濾層，擋土墻回填土中排水系統(tǒng)的濾層，排水暗道周邊或碎石排水暗溝周邊的濾層，水利工程中水井、減壓井或測(cè)壓管的濾層等。

2 排水作用

有些土工合成材料可以在土體中形成排水通道，把土中的水分匯集起來(lái)，沿著材料的平面排出體外。較厚的針刺型無(wú)紡織物和某些具有較多孔隙的復(fù)合型土工合成材料都可以起排水作用。

它們可適用于土壩內(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，各種建筑物后面的排水，排除隧洞周邊滲水、減輕周邊所承受的外水壓力，人工填土地基或運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地基的排水等。

3. 隔離作用

隔離是指在兩種物理力學(xué)性質(zhì)不同的材料之間鋪設(shè)土工合成材料，使它們不互相混雜。例如將碎石和細(xì)粒土隔離，軟土和填土之間隔離等等。隔離可以為工程帶來(lái)許多預(yù)期的良好效應(yīng)，舉例說(shuō)明如下：

(1)通過(guò)隔離層，引起應(yīng)力擴(kuò)散作用，使地基土的沉降量得到一定程度的均化。

(2)隔離提供排水面，加速地基土固結(jié)，使承載力提高。

(3)隔離層起整體性作用，可使要求的地基粗粒料支持層的厚度減少，節(jié)約建筑材料。

(4)地基中有部分軟弱區(qū)域，或有小范圍洞穴，鋪隔離層有架橋作用，以掩蓋和減弱洞穴區(qū)或軟弱區(qū)的影響。

(5)在地下水位較高的地基中，隔離層可以切斷毛細(xì)水上升，防止鹽堿化，或減弱凍脹。

(6)道路基床中，隔離是防治翻漿冒泥的有效措施。

(7)隔離層還起一定的保溫作用。

用于隔離的土工合成材料應(yīng)以它們?cè)诠こ讨械挠猛緛?lái)確定。應(yīng)用最多的是有紡和無(wú)紡?fù)凉た椢?。如果?duì)材料的強(qiáng)度要求較高，有時(shí)還要求以土工網(wǎng)或土工格柵作為材料的墊層。當(dāng)要求隔離防滲時(shí)，則需要土工膜或復(fù)合土工膜。

4 防滲作用

土工膜和復(fù)合型土工合成材料，可以防止液體的滲漏、氣體的揮發(fā)，保護(hù)環(huán)境或建筑物的安全。它們可用于土石壩和庫(kù)區(qū)的防滲，渠道防滲，隧道和涵管周圍防滲，防止各類大型液體容器或水池的滲漏和蒸發(fā)，屋頂防漏，用于修筑施工圍堰等。

5 防護(hù)作用

多種土工合成材料對(duì)土體或水面，可起防護(hù)作用。它們主要用于防止河岸或海岸被沖刷，防止垃圾、廢料或廢液污染地下水或散發(fā)臭味，防止水面蒸發(fā)或空氣中灰塵污染水面，防止土體凍害等。

6 加筋作用

很多土工合成材料埋在土體中，可以分布土體的應(yīng)力，增加土體的模量，傳遞拉應(yīng)力，限制土體側(cè)向位移；還可以增加土體和其它材料之間的摩阻力，提高土體及有關(guān)建筑物的穩(wěn)定性，土工織物、土工格柵、土工網(wǎng)及一些特種或復(fù)合型的土工合成材料，都具有加筋作用。它們可用于加強(qiáng)軟弱地基，加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，用作擋土墻回填土中的加筋或錨固擋土墻的面板，修筑包裹式擋土墻或橋臺(tái)，加固柔性路面、防止反射裂縫的發(fā)展等。

六、結(jié)論

（一）土工合成材料應(yīng)用中存在的問(wèn)題

1、在工程實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)對(duì)土工合成材料的技術(shù)指標(biāo)、施工工藝和方法常有特定的要求，但個(gè)別工程實(shí)施后達(dá)不到預(yù)期效果。主要原因是施工技術(shù)問(wèn)題，部分施工人員對(duì)這一新型材料還比較生疏，施工設(shè)備和方法比較落后，操作不規(guī)范，以致施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2、土工合成材料本身制約著工程質(zhì)量，有些產(chǎn)品工藝落后，成本較高，質(zhì)量難以達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3、工程施工中，部分單位在購(gòu)買材料時(shí)低價(jià)竟標(biāo)，更有相當(dāng)多的單位沒(méi)有檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)人員，沒(méi)有把好質(zhì)量關(guān)。因此，土工合成材料在生產(chǎn)及施工應(yīng)用上，還缺乏必要的、嚴(yán)格的行業(yè)管理。

（二）結(jié)論

《鐵路路基土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》自實(shí)施以來(lái)，有力促進(jìn)了鐵路土工合成材料的應(yīng)用，路基工程質(zhì)量得到了質(zhì)的提高。但由于設(shè)計(jì)理論的相對(duì)滯后，土工合成材料生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，技術(shù)規(guī)范有關(guān)條款不易操作等諸多原因，限制了進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。我認(rèn)為在規(guī)范修訂時(shí)，如下方面予以考慮完善。

(1)增加土工合成材料生產(chǎn)原料的技術(shù)要求，分不同地區(qū)、不同的應(yīng)用條件提出相應(yīng)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。對(duì)作為重要受力構(gòu)件的材料(如加筋土擋土墻拉筋帶)，要增加蠕變強(qiáng)度等指標(biāo)。

(2)各類結(jié)構(gòu)、構(gòu)筑物的計(jì)算理論和方法要在規(guī)范中明確和進(jìn)一步細(xì)化；隨著工程實(shí)踐的積累，宜增加高墻(如單級(jí)超過(guò)10 m的加筋土擋土墻)、包裹式加筋土擋土墻、加陡邊坡加筋路堤、土工格室加固軟基等計(jì)算方法。

(3)補(bǔ)充新型土工合成材料，如經(jīng)編土工格柵、立體植被網(wǎng)、雙向拉伸土工格柵的應(yīng)用條件和技術(shù)要求。

(4)吸收近年來(lái)土工合成材料應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量檢驗(yàn)條款。

(5)參照國(guó)標(biāo)和其它標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一材料名稱，制定較詳細(xì)的技術(shù)指標(biāo)、檢驗(yàn)(測(cè))項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)。

土工合成材料在工程應(yīng)用中有著極為突出的優(yōu)勢(shì)，在公路、鐵路、水利、環(huán)保工程等方面，就地取材，原來(lái)不能利用的淤泥、沙土、碎石等采用土工合成材料后都能變成堅(jiān)固的路基和擋墻，無(wú)需開山取石取土修建，有效地保護(hù)了自然生態(tài)環(huán)境，防止了水土流失和山體滑坡。隨著科技的不斷發(fā)展土工合成材料的用途將不斷延伸，推廣土工合成材料的首要目的和優(yōu)勢(shì)就是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有著其他材料不可替代的優(yōu)點(diǎn)。

第3篇：土工合成材料的功能范文

引言

工程中為了起到保護(hù)或加強(qiáng)土體的作用一般將土工合成材料置于土體表層或各層土體之間。土工合成材料具有防滲、排水、反濾、防護(hù)、加筋和隔離等功能，如今在水利工程中，其規(guī)模與作用是其他工程領(lǐng)域無(wú)法比擬的。就目前來(lái)說(shuō)，土工合成材料是繼木材、鋼材與水泥之后的第四種建筑材料。本文主要分析了土工合成材料的施工技術(shù)和土工合成材料在工程施工中的應(yīng)用。

1 土工合成材料的分類

土工合成材料的本文由收集整理主要原料有聚乙烯、聚丙烯以及聚氯乙烯等高分子聚合物，主要分為土工織物、土工膜、土工符合材料以及土工特種材料。在近幾年的水利工程中土工織物、土工膜以及土工復(fù)合材料的使用相對(duì)較多。土工織物分為有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢飪煞N類型，在大壩工程中通常使用針刺無(wú)紡?fù)凉た椢镒鳛榕渌礊V設(shè)施，主要是它具有空隙率高、滲透性大以及排水性好的優(yōu)點(diǎn)。土工膜具有很好的防滲性能，并且價(jià)格便宜。但是由于其cbr的頂破強(qiáng)度較弱，因此不適用于防滲要求較高的工程部位。由于土工復(fù)合材料將兩種或兩種以上的土工合成材料組合成了一種產(chǎn)品，不但品種繁多、功能各異，并且還具有防滲和排水兩個(gè)作用，因此，在大壩工程中土工復(fù)合材料應(yīng)用相對(duì)較多。

2 土工合成材科在水利工程方面的具體應(yīng)用及其施工

2.1 混凝土壩防滲方面的應(yīng)用 垂直鋪膜防滲和坡面鋪膜防滲是防滲土工合成材料應(yīng)用的兩大方面，其施工工藝和鋪設(shè)工藝由于其鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式的不同也不一樣。土工材料經(jīng)常受到尖棱物的穿刺而被破壞；土工薄膜在承受水壓力和土壓力的情況下由于沒(méi)有約束支持而被鼓破；薄膜在下層氣體或液體的頂托作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中而被破壞；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而導(dǎo)致土工薄膜產(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)。在施工過(guò)程中為了有效的避免或減少類似問(wèn)題的發(fā)生一定要按照施工規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工以保證施工質(zhì)量。

在防滲結(jié)構(gòu)中設(shè)置上下墊層以保護(hù)土工膜不受破壞，并且下墊層還具有排水和排氣的作用。鋪設(shè)土工膜以后，由于土中排出的氣體或產(chǎn)生的沼氣過(guò)多就會(huì)頂托土工膜而造成土工膜的破壞，而膜下也會(huì)因?yàn)槿毕菀l(fā)滲漏而產(chǎn)生積水，因此，為了有效的減少土工膜的破壞程度，尤其鋪筑膜的面積加大時(shí)一定要考慮排水以及排氣等措施。

（防滲設(shè)計(jì)與施工）

有毒物質(zhì)進(jìn)入水體不但會(huì)污染環(huán)境，更會(huì)危機(jī)人畜的生命，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，渠道的防滲土工膜厚度不應(yīng)小于0.25mm。如果土工膜太薄不僅容易發(fā)生氣孔，在施工中也容易受到損害，從而降低防滲效果。由于隧道、洞室的圍巖（土）都有滲水，因此為了確保防滲襯砌工作安全進(jìn)行，必須將滲水通過(guò)排水溝排走，這時(shí)主要使用復(fù)合土工膜或合適的防排水材料。

2.2 堆石壩防滲中的應(yīng)用 白云水庫(kù)大壩為粉土斜墻堆石壩，而壩體是經(jīng)過(guò)兩次填筑而成的。由于當(dāng)時(shí)筑壩技術(shù)較低并且碾壓質(zhì)量差，因此，斜墻的密實(shí)度較差，部分地段出現(xiàn)了較大程度的透水。在內(nèi)壩坡右側(cè)距壩軸約5～12m間段中產(chǎn)生了滲透破壞變形，壩體出現(xiàn)了塌陷（長(zhǎng)10m，寬8m），雖然后來(lái)對(duì)此段進(jìn)行了相應(yīng)的處理，但是斜墻部位和反濾料質(zhì)量較差的部分由于沒(méi)有處理仍然存在著不安全隱患。經(jīng)過(guò)水文地質(zhì)試驗(yàn)，粘土斜墻部位的透水性已經(jīng)超過(guò)了規(guī)程的要求值。

（處理方案選擇及施工）

在處理大壩病險(xiǎn)中先后提出過(guò)四種處理方案，分別為換土重做粘土斜墻、就地翻壓處理、復(fù)合土工膜防滲以及灌漿。由于復(fù)合土工膜具有防滲性能好、應(yīng)變形能力強(qiáng)以及施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)合工程的實(shí)際情況以及透水性超過(guò)規(guī)程規(guī)定的要求值等選擇復(fù)合土工膜防滲鋪蓋方案進(jìn)行處理。

為了不影響水庫(kù)正常蓄水，土工膜的施工安排在第二年3月初～5月底進(jìn)行，總工期92天。主要施工步驟是：拆除原護(hù)坡石→基礎(chǔ)開挖→鋪膜壩面開挖清理并夯實(shí)→防滑槽開挖→周邊接合槽開挖→鋪下墊層→土工膜鋪設(shè)、薄膜連接→鋪上墊層→回填防滑槽及保護(hù)層→周邊接合槽回填→鋪反濾過(guò)渡層→護(hù)坡支砌→檢查驗(yàn)收。

2.3 加筋土擋墻的應(yīng)用 極限平衡法和有限元法是目前加筋土擋墻設(shè)計(jì)的兩種類型。由于不能夠準(zhǔn)確協(xié)調(diào)的建立緊材和填土兩者之間的本構(gòu)關(guān)系，而加筋土擋墻采用的筋材有兩種，因其抗拉模量不同并缺乏破壞準(zhǔn)則，工程中幾乎都采用極限平衡法。而有限元法僅作為一種輔助的對(duì)比方法。

（加筋土墊層設(shè)計(jì)與施工）

采用圓弧法計(jì)算加筋墊層的抗深層滑動(dòng)，根據(jù)實(shí)踐我們看出提高的穩(wěn)定平安系數(shù)較小，表明現(xiàn)有的穩(wěn)定分析方法不能反映筋材起到的全部作用。相關(guān)研究認(rèn)為，潛在的滑動(dòng)面在加筋后可能會(huì)往深處發(fā)展，受到局部限制以及地基中應(yīng)力分布的變化，地基土的側(cè)向位移也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，但在計(jì)算中沒(méi)有計(jì)入這些有利因素，因此分析方法有待改進(jìn)。

2.4 反濾方面的應(yīng)用 在水利工程中一定要注意水土流失的問(wèn)題，如果土粒過(guò)量的流失就會(huì)造成管涌和流土破壞，當(dāng)土中的水從細(xì)粒土流向粗粒土或從土內(nèi)向外溢出的時(shí)候，如果沒(méi)有反濾層的保護(hù)，土粒就會(huì)隨著水流的作用被帶出土體以外。傳統(tǒng)的反濾材料采用的是砂礫粒，由于砂礫的粒徑不同一般要分2-3層進(jìn)行鋪設(shè)，因此施工工藝相對(duì)而言比較復(fù)雜。工程上經(jīng)常采用土工織物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顆粒層，主要是由于兩者的過(guò)濾功能是一樣的。在地下水的滲流作用下，采用土工織物不但有效的防止了土顆粒過(guò)量流失而造成的破壞，同時(shí)還能達(dá)到順利排泄水流的效果，有效的避免了由于孔隙水壓升高而造成的土體失穩(wěn)。

第4篇：土工合成材料的功能范文

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?，F(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5篇：土工合成材料的功能范文

漏洞即集中滲流通道。在汛期高水位下，堤防背水坡或堤腳附近出現(xiàn)橫貫堤身或堤基的滲流孔洞，俗稱漏洞。漏洞產(chǎn)生的原因是多方面的，一般說(shuō)來(lái)有：①由于歷史原因，堤身內(nèi)部遺留有屋基、墓穴、陰溝、暗道、腐朽樹根等，筑堤時(shí)末清除；②堤身填土質(zhì)量不好，末夯實(shí)，有土塊或架空結(jié)構(gòu)，在高水位作用下，土塊間部分細(xì)料流失；③堤身中夾有砂層等，在高水位作用下，砂粒流失；④堤身內(nèi)有白蟻、蛇、鼠、獾等動(dòng)物洞穴，在汛期高水位作用下，將平時(shí)的淤塞物沖開，或因滲水沿隱患、松土串連而成漏洞；⑤在持續(xù)高水位條件下，堤身浸泡時(shí)間長(zhǎng)，土體變軟，更易促成漏洞的生成，故有“久浸成漏”之說(shuō)；⑧位于老口門和老險(xiǎn)工部位的堤段、復(fù)堤結(jié)合部位處理不好或產(chǎn)生過(guò)貫穿裂縫處理不徹底，一旦形成集中滲漏，即有可能轉(zhuǎn)化為漏洞。根據(jù)出水清渾可分為清水漏洞和渾水漏洞。漏洞出口一般發(fā)生在堤內(nèi)坡下部或坡腳附近。開始時(shí)因漏水量小，堤土很少被沖動(dòng)，所以漏水較清，叫做清水漏洞。由于洞周土體浸泡時(shí)松散崩解，或產(chǎn)生局部滑動(dòng)，或堤身填土含砂重，土體可能被漏水帶出，使漏洞變大。如漏洞出渾水，或由清變渾，或時(shí)清時(shí)渾，則表明漏洞正在迅速擴(kuò)大，這時(shí)，漏水轉(zhuǎn)渾，發(fā)展成為渾水漏洞。如不及時(shí)搶救，則將迅速發(fā)展成為堤防決口。堤防有發(fā)生蟄陷、坍塌甚至潰口的危險(xiǎn)。因此，若發(fā)生漏洞險(xiǎn)情，特別是渾水漏洞，必須慎重對(duì)待，全力以赴，迅速進(jìn)行搶護(hù)。

二、漏洞險(xiǎn)情的搶護(hù)原則：

漏洞是江河防汛中最嚴(yán)重的險(xiǎn)情之一。若發(fā)現(xiàn)和搶護(hù)不及時(shí)，很容易導(dǎo)致大堤潰決，給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失，一旦漏洞出水，險(xiǎn)情發(fā)展很快，特別是渾水漏洞，將迅速危及堤防安全。所以一旦發(fā)現(xiàn)漏洞，應(yīng)迅速組織人力和籌集物料，搶早搶小，一氣呵成。搶護(hù)原則是：“前截后導(dǎo)，臨重于背”。即在搶護(hù)時(shí)，應(yīng)首先在臨水找到漏洞進(jìn)水口，及時(shí)堵塞，截?cái)嗦┧畞?lái)源，同時(shí)，在背水漏洞出水口采用反濾和圍井，降低洞內(nèi)水流流速，延緩并制止土料流失，防止險(xiǎn)情擴(kuò)大，切忌在漏洞出口處用不透水料強(qiáng)塞硬堵，以免造成更大險(xiǎn)情。

三、漏洞搶護(hù)方法：

由于漏洞一般在迎水坡有洞口，所以搶護(hù)應(yīng)以外堵為主，視情況在堤內(nèi)出口用倒濾井為輔，或兩者兼施的原則。自古至今，搶險(xiǎn)漏洞的方法很多，有塞堵法：塞堵漏洞進(jìn)口是最有效最常用的方法，尤其是在地形起伏復(fù)雜，洞口周圍有灌木雜物時(shí)更適用。一般可用軟性材料塞堵，如針刺無(wú)紡布、棉被、棉絮、草包、編織袋包、網(wǎng)包、棉衣及草把等，也可用預(yù)先準(zhǔn)備的一些軟楔、草捆塞堵。在有效控制漏洞險(xiǎn)情的發(fā)展后，還需用粘性土封堵閉氣，或用軟簾、蓬布蓋堵，然后再壓土袋或土枕，直到完全斷流為止。在搶堵漏洞進(jìn)口時(shí)，切忌亂拋磚石等塊狀料物，以免架空，致使漏洞繼續(xù)發(fā)展擴(kuò)大。但軟簾蓋堵是最常見的有效措施之一。根據(jù)軟簾所用的材料不同，效果也不一樣，且都存在著一定的問(wèn)題。從近幾年進(jìn)行的堵漏演習(xí)情況來(lái)看，洞口位置的探找，軟簾的材料，搶堵的程序都十分重要，都決定了搶堵的成敗。

四、傳統(tǒng)軟料材料的弊端

當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏洞進(jìn)水后，將軟簾順坡滾展下去，洞口已被履蓋，背河水流明顯減少。但在較短時(shí)間內(nèi)或是在拋壓土袋過(guò)程中洞內(nèi)水流又繼續(xù)擴(kuò)大。究其原因有幾種因素。1、使用的軟簾材料遇水變硬不柔軟，與堤坡坡面不能緊密吻合。2、使用的軟料材料太軟易變形。當(dāng)封閉洞口后，洞內(nèi)形成真空吸力猛增，把軟簾局部吸入洞內(nèi)，平面軟簾橫向收縮變形，洞口周圍的軟簾布形成大小不均勻的折疊紋，水流從縫中流速加劇，降低蓋堵效果。3、當(dāng)軟簾展鋪后，有目的的往上拋土袋時(shí)，由于堤坡或軟簾表面光滑，土袋在水中易集中滑向下邊滾筒外，迫使軟簾繃的更緊，與堤坡展輔閉氣后，由于洞口周圍土壤受水泡處于飽和狀態(tài)，若在洞口處猛拋土袋或重物，將會(huì)擴(kuò)大洞口，使軟簾變形，造成洞口再次進(jìn)水，起不到蓋堵作用。

五、土工合成軟簾材料的優(yōu)點(diǎn)

土工合成材料7O年代末引入我國(guó)。并在抗洪搶險(xiǎn)中，發(fā)揮了很大作用。在1998年長(zhǎng)江洪水和松花江洪水搶險(xiǎn)中，土工合成材料也發(fā)揮了很大作用，隨處可見編織袋筑起的擋水子埝，防風(fēng)浪的彩條布。實(shí)踐證明，土工合成材料應(yīng)用于防汛搶險(xiǎn)有著其他材料不可替代的優(yōu)點(diǎn)。

土工合成材料在防汛搶險(xiǎn)使用中有如下特點(diǎn)：一是整體性強(qiáng)；二是搶險(xiǎn)速度快；三是適應(yīng)性強(qiáng)；四是儲(chǔ)運(yùn)方便；五是造價(jià)低；六是經(jīng)久耐用；七是可重復(fù)利用。

土工合成材料主要分為土工織物和土工膜兩大類，分別為透水材料和不透水合成材料。在防汛搶險(xiǎn)中主要利用土工合成材料的排水反濾和防滲功能，與傳統(tǒng)的搶護(hù)材料相比，采用透水性軟簾有比較突出的優(yōu)點(diǎn)：1、制作簡(jiǎn)單：即采用聚脂長(zhǎng)絲無(wú)紡?fù)凉げ甲鲕浐?，在上面或兩層中間加一層由高密度聚乙浠通過(guò)熱塑擠壓而成的土工網(wǎng)即可。2、防真空：防沖、保沙、透水、防止洞內(nèi)形成真空。3、防滑：無(wú)紡?fù)凉げ荚诙侣?yīng)用中與地面接觸摩擦力大，可防滑。4、吸水快：無(wú)紡布軟簾表面粗糙吸水性好，吸水快每平方能吸水13公斤，能迅速增加軟簾的自重。軟簾進(jìn)水后能快速使軟簾靠自重和水壓力的作用下沉，迫使軟簾與堤坡坡面接觸蓋堵漏洞進(jìn)水口，而漏洞形不成真空，然后在軟簾處拋投粘性土。再加適當(dāng)配重，易與堤坡吻合接觸。5、防變形：柔韌性好，抗拉強(qiáng)度高，可有效地防止軟簾橫向收縮變形，是傳統(tǒng)材料所無(wú)法比擬的。6、施工速度快：由于其質(zhì)量輕，運(yùn)輸方便等特點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)速度快，符合搶險(xiǎn)要搶早搶小的要求。短時(shí)間內(nèi)能有效地防止洞口擴(kuò)大，給搶護(hù)贏造時(shí)間。7、整體性強(qiáng)：可根據(jù)險(xiǎn)情的需要，做成所需面積，保護(hù)面積大，無(wú)薄弱環(huán)節(jié)。8、適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)洞口形式和土質(zhì)無(wú)條件限制，展鋪后，適用于一般機(jī)械大型推土、卸土、倒土多種閉氣方法。9、透水性：透水性織物的反濾機(jī)理，使漏洞出水口由渾水變?yōu)榍逅?，使其逐慚閉氣。使其漏洞逐漸達(dá)到閉氣。10、儲(chǔ)運(yùn)方便：重量輕，易搬運(yùn)，易保存，還可以折疊。11、節(jié)約投資：制做簡(jiǎn)單、造價(jià)低。生態(tài)保護(hù)：在搶險(xiǎn)中不用或少用石料、柳料、梢料和木樁等材料，有利于保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。

六、軟料材料的應(yīng)用效果

透水性軟簾蓋堵。當(dāng)洞口較多且較為集中，附近無(wú)樹木雜物，逐個(gè)堵塞費(fèi)時(shí)且易擴(kuò)展成大洞時(shí)，可采用大面積透水性軟簾蓋堵，可沿臨水坡肩部位從上往下，順坡鋪蓋洞口，或從船上鋪放，蓋堵離堤肩較遠(yuǎn)處的漏洞進(jìn)口，然后拋壓土袋或土枕，并拋填粘土，形成前戧截滲，達(dá)到堵漏的效果。

在2001年，長(zhǎng)垣縣局研制了透水軟簾，通過(guò)多次試驗(yàn)，堵漏及時(shí)，效果明顯。如在軟簾搶堵進(jìn)水洞口的同時(shí)，在背河搶修減壓井或養(yǎng)水盆，且采用大型搶險(xiǎn)機(jī)械，效果更好，且能達(dá)到消除之目的。

第6篇：土工合成材料的功能范文

（一）熱軋鋼筋

熱軋鋼筋按表面形狀分為熱軋光圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋。

1

．牌號(hào)。鋼筋混凝土用熱軋鋼筋有

HPB235

、

HRB335

、

HRB400

、

HRB500

四個(gè)牌號(hào)。牌號(hào)中

HPB

代表熱軋光圓鋼筋，

HRB

代表熱軋帶肋鋼筋，牌號(hào)中的數(shù)字表示熱軋鋼筋的屈服強(qiáng)度。其中熱軋光圓鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成，表面光圓；熱軋帶肋鋼筋由低合金鋼軋制而成，外表帶肋。

2

．選用。光圓鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，廣泛用做普通鋼筋混凝土；

HRB335

、

HRB400

帶肋鋼筋的強(qiáng)度較高，塑性及焊接性也較好，廣泛用做大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；

HRB500

帶肋鋼筋強(qiáng)度高，但塑性與焊接性較差，適宜用做預(yù)應(yīng)力鋼筋。

（二）冷拉熱軋鋼筋

為了提高強(qiáng)度以節(jié)約鋼筋，工程中常按施工規(guī)程對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行冷拉。冷拉工級(jí)鋼筋適用于非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋，冷拉II

、III

、IV

級(jí)鋼筋強(qiáng)度較高，可用做預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋。由于冷拉鋼筋的塑性、韌性較差，易發(fā)生脆斷，因此，冷拉鋼筋不宜用于負(fù)溫度、受沖擊或重復(fù)荷載作用的結(jié)構(gòu)。

（三）冷軋帶肋鋼筋

冷軋帶肋鋼筋是以普通低碳鋼或低合金鋼熱軋圓盤條為母材，經(jīng)冷拉或冷拔減徑后，在其表面軋成具有三面或兩面月牙形橫肋的冷軋帶肋鋼筋。冷軋帶肋鋼筋代號(hào)為

LL

，按抗拉強(qiáng)度分為三級(jí)：

LL550

、

LL650

、

LL800

，其中數(shù)值表示鋼筋應(yīng)達(dá)到的最小抗拉強(qiáng)度值。冷軋帶肋鋼筋強(qiáng)度與冷拔低碳鋼絲強(qiáng)度接近，但塑性比冷拔低碳鋼絲要好，因其表面帶肋，與混凝土的粘結(jié)能力比冷拔低碳鋼絲強(qiáng)，可廣泛用于中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也可用于焊接鋼筋網(wǎng)。

（四）冷軋扭鋼筋

冷軋扭鋼筋由低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)專用鋼筋冷軋扭機(jī)調(diào)直、冷軋并冷扭一次成型，具有規(guī)定截面形狀和節(jié)距的連續(xù)螺旋狀鋼筋。按其截面形狀不同分為I型（矩形截面）和II型（菱形截面）兩種類型。代號(hào)為

LZN

。冷軋扭鋼筋可適用于鋼筋混凝土構(gòu)件。冷軋扭鋼筋與混凝土的握裹力與其螺距大小有直接關(guān)系。螺距越小，握裹力越大，但加工難度也越大，因此應(yīng)選擇適宜的螺距。冷軋扭鋼筋在拉伸時(shí)無(wú)明顯屈服臺(tái)階，為安全起見，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用

.8σb。

（五）熱處理鋼筋

熱處理鋼筋是用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火處理而成的，代號(hào)為

RB150

。按螺紋外形可分為有縱肋和無(wú)縱肋兩種。根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，熱處理鋼筋有

40Si2Mn

、

48Si2Mn

和

45

Si2

Cr

三個(gè)牌號(hào)。熱處理鋼筋目前主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕，用以代替高強(qiáng)度鋼絲，配筋根數(shù)減少，制作方便，錨固性能好，建立預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定。也用于預(yù)應(yīng)力混凝土板、梁和吊車梁，使用效果良好。熱處理鋼筋系成盤供應(yīng)，開盤后能自然伸直，不需調(diào)直、焊接，故施工簡(jiǎn)單，并可節(jié)約鋼材。

（六）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線

預(yù)應(yīng)力鋼絲按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲兩種，按外形分為光面鋼絲、刻痕鋼絲、螺旋鋼絲三種。按松弛能力分為I級(jí)松弛和II級(jí)松弛兩級(jí)。代號(hào)為

RCD

（冷拉鋼絲）、

S

（消除應(yīng)力鋼絲）、

SI

（消除應(yīng)力刻痕鋼絲）、

SH

（消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲）。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線按捻制結(jié)構(gòu)分為三類：用兩根鋼絲捻制的鋼絞線［表示為（

1*2

）］

、用三根鋼絲捻制的鋼絞線［表示為（

1

X3

）、用七根鋼絲捻制的鋼絞線[表示為（1*

7

）］。按應(yīng)力松弛能力分為I級(jí)松弛和II級(jí)松弛兩種。

2F311036

了解土工合成材料的分類和應(yīng)用

我國(guó)

《

土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范

》

（

GB

50290

一

1998

）把土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料四大類。

（一）土工織物土工織物又稱土工布，它是由聚合物纖維制成的透水性土工合成材料。

按制造方法不同，土工織物可分為織造型（有紡）與非織造型（無(wú)紡）土工織物兩大類。

（二）土工膜土工膜是透水性極低的土工合成材料。

按制作方法不同，可分為現(xiàn)場(chǎng)制作和工廠預(yù)制兩大類；按原材料不同，可分為聚合物和瀝青兩大類，聚合物膜在工廠制造，而瀝青膜則大多在現(xiàn)場(chǎng)制造；為滿足不同強(qiáng)度和變形需要，又有加筋和不加筋之分。

（三）土工復(fù)合材料土工復(fù)合材料是為滿足工程特定需要把兩種或兩種以上的土工合成材料組合在一起的制品。

1

．復(fù)合土工膜。是將土工膜和土工織物復(fù)合在一起的產(chǎn)品，在水利工程中應(yīng)用廣泛。

2

．塑料排水帶。是由不同凹凸截面形狀并形成連續(xù)排水槽的帶狀塑料心材，外包非織造土工織物（濾膜）構(gòu)成的排水材料。在碼頭、水閘等軟基加固工程中被廣泛應(yīng)用。

3

．軟式排水管，又稱為滲水軟管。它由支撐骨架和管壁包裹材料兩部分構(gòu)成。如圖

2F311036

一

1

所示。支撐骨架由高強(qiáng)度鋼絲圈構(gòu)成，高強(qiáng)鋼絲由鋼線經(jīng)磷酸防銹處理，外包一層PVC材料，使其與空氣、水隔絕，避免氧化生銹。管壁包裹材料有三層：內(nèi)層為透水層，由高強(qiáng)度尼龍紗作為經(jīng)紗，特殊材料為緯紗制成；中層為非織造土工織物過(guò)濾層；外層為與內(nèi)層材料相同的覆蓋層，具有反濾、透水、保護(hù)作用。在支撐體和管壁外裹材料間、外裹各層之間都采用了強(qiáng)力粘結(jié)劑粘合牢固，以確保軟式排水管的復(fù)合整體性。軟式排水管可用于各種排水工程中。

（四）土工特種材料

是為工程特定需要而生產(chǎn)的產(chǎn)品。常見的有以下幾種。

1

．土工格柵。是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先沖孔，然后進(jìn)行拉伸而成的帶長(zhǎng)方形孔的板材。按拉伸方向不同，可分為單向拉伸（孔近矩形）和雙向拉伸（孔近方形）兩種，如圖

2F311036

一

2

所示。土工格柵埋在土內(nèi)，與周圍土之間不僅有摩擦作用，而且由于土石料嵌人其開孔中，還有較高的嚙合力，它與土的摩擦系數(shù)高達(dá)0.

8

一

1

.

。土工格姍強(qiáng)度高、延伸率低，是加筋的好材料。

2

．土工網(wǎng)。是由聚合物經(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網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，如圖

2F3ll036

一

3

所示。一般土工網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度都較低，延伸率較高。常用于坡面防護(hù)、植草、軟基加固墊層和用于制造復(fù)合排水材料。

3

．土工模袋。是由上下兩層土工織物制成的大面積連續(xù)袋狀材料，袋內(nèi)充填混凝土或水泥砂漿，凝固后形成整體混凝土板，適用于護(hù)坡。模袋上下兩層之間用一定長(zhǎng)度的尼龍繩拉接，用以控制填充時(shí)的厚度。按加工工藝不同，模袋可分為工廠生產(chǎn)的機(jī)織模袋和手工縫制的簡(jiǎn)易模袋兩類。

4

．土工格室。是由強(qiáng)化的高密度聚乙烯寬帶，每隔一定間距以強(qiáng)力焊接而形成的網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)。閉合和張開時(shí)的形狀如圖

2F3ll036

一

4

所示。格室張開后，可填土料，由于格室對(duì)土的側(cè)向位移的限制，可大大提高土體的剛度和強(qiáng)度。土工格室可用于處理軟弱地基，增大其承載力；沙漠地帶可用于固沙；也可用于護(hù)坡等。

5

．土工管、土工包。是用經(jīng)防老化處理的高強(qiáng)度土工織物制成的大型管袋及包裹體，可用于護(hù)岸、崩岸搶險(xiǎn)和堆筑堤防。

6

．土工合成材料黏土墊層。是由兩層或多層土工織物或土工膜中間夾一層膨潤(rùn)土粉末（或其他低滲透性材料）以針刺（縫合或粘結(jié)）而成的二種復(fù)合材料。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、柔性好、密封性良好、抗剪強(qiáng)度較高、施工簡(jiǎn)便、適應(yīng)不均勻沉降，比壓實(shí)豁土墊層更優(yōu)越，可代替一般的黏土密封層，用于水利或土木工程中的防滲或密封設(shè)計(jì)。

上述土工合成材料在土建工程中應(yīng)用時(shí)，木同的部位應(yīng)使用不同的材料，其功能主要可歸納為六類，即反濾、排水、隔離、防滲、防護(hù)和加筋。

例：

1．低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中，一般含碳量為（A）。

A

.

.

2

%；

B

.

.

5

%；

C

.

1

.

%；

D

.

2

.

%

2．下列關(guān)于沖擊韌性的敘述，合理的是（B）。

A

．沖擊韌性指標(biāo)是通過(guò)對(duì)試件進(jìn)行彎曲試驗(yàn)來(lái)確定的

B

．使用環(huán)境的溫度影響鋼材的沖擊韌性

C

．鋼材的脆性臨界溫度越高，說(shuō)明鋼材的低溫沖擊韌性越好

D

．對(duì)于承受荷載較大的結(jié)構(gòu)用鋼，必須進(jìn)行沖擊韌性檢驗(yàn)

3．鋼材的疲勞極限或疲勞強(qiáng)度是指（D）。

A

．在一定的荷載作用下，達(dá)到破壞的時(shí)間

B

．在交變荷載作用下，直到破壞所經(jīng)歷的應(yīng)力交變周期數(shù)

C

．在均勻遞加荷載作用下，發(fā)生斷裂時(shí)的最大應(yīng)力

D

．在交變荷載作用下，于規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力

4.衡量鋼材塑性好壞的主要指標(biāo)是(B)。

A.極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值

B.伸長(zhǎng)率和冷彎性能

C.伸長(zhǎng)率和斷面收縮率

D.極限強(qiáng)度

5．我國(guó)

《

土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范

》

(

GB

50290一

1998

）把土工合成材料分為（ABDE）

A

．土工織物

B

．土工膜

C

．土工袋

D

．土工特種材料

第7篇：土工合成材料的功能范文

關(guān)鍵詞：小型水庫(kù)；土石壩；滲漏；加固措施

中圖分類號(hào)： TV6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言：正確地對(duì)土石壩進(jìn)行滲漏分析，對(duì)降低工程造價(jià)、發(fā)揮工程效益顯得十分重要。土石壩防滲處理措施較多，如何選擇防滲處理方案以滿足工程的功能性和安全性要求，建設(shè)各方應(yīng)給予重視。

1、試述小型水庫(kù)土石壩滲漏的主要原因

1.1壩體滲漏的主要原因

(1)上壩土料不符合要求。如土料透水性較大，不滿足規(guī)范要求，或含有雜質(zhì)，碎石含量偏高，局部滲透系數(shù)較大；

(2)施工質(zhì)量差。鋪土層太厚，壩體的碾壓方式落后，壩體密實(shí)度低于規(guī)范要求，壩體土層間結(jié)合部處理不當(dāng)，形成集中水平滲漏帶；

(3)壩下輸水涵洞未設(shè)置截水環(huán)，或涵管周圍的填土質(zhì)量較差，管身出現(xiàn)斷裂，都會(huì)導(dǎo)致壩體出現(xiàn)異常滲漏；

(4)沒(méi)有設(shè)置排水和反濾設(shè)施，或已經(jīng)失效，使得浸潤(rùn)線抬高，下游坡飽和滲水；

(5)大壩遭受白蟻危害，庫(kù)水沿蟻道滲漏；

(6)壩體結(jié)構(gòu)不合理，壩身單薄，滲徑過(guò)短造成滲漏。

1.2壩基滲漏的主要原因

(1)壩基清理不徹底。壩體與壩基結(jié)合部存在沖洪積層等透水層，筑壩前未將雜草、樹根等清除干凈，或者破碎風(fēng)化帶層未清到完整基巖層面，引起層面、接觸面滲水；

(2)壩基存在砂礫石透水層或巖石裂隙發(fā)育，但未采取防滲措施；

(3)防滲措施如截水槽深度不夠或未設(shè)置。

1.3繞壩滲漏

(1)岸坡巖體破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育而成為繞壩滲漏的通道；

(2)岸坡開挖不符合要求，如邊坡過(guò)陡，壩體與岸坡結(jié)合不好；

(3)壩體與岸坡接觸部位未清理徹底，或結(jié)

1.4滲漏影響

土石壩滲漏可以分為正常(合理)滲漏和異常(有害)滲漏。正常滲漏的滲漏量較小，水質(zhì)清

澈，不含土石顆粒；異常滲漏的滲漏量較大，水質(zhì)混濁帶有土石顆粒。正常滲漏在合理范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生危害；異常滲漏會(huì)逐漸帶走壩體或壩基的土石顆粒，最后在壩體內(nèi)形成集中滲漏通道，造成水庫(kù)嚴(yán)重滲漏，危及大壩安全。土石壩有害滲漏大多表現(xiàn)為大壩下游壩坡浸水，浸潤(rùn)線抬高，壩基或壩肩滲漏，在下游壩坡、壩腳形成沼澤化，有集中漏水點(diǎn)或散浸區(qū)等。

2、小型水庫(kù)土石壩的主要加固措施

2.1水平防滲與垂直防滲

在土石壩的防滲處理中，按防滲體分布形式，可分為水平防滲與垂直防滲兩大類。水平防滲是通過(guò)在大壩上游庫(kù)底鋪設(shè)一層相對(duì)不透水的土料(也可采用土工膜)，形成一道水平防滲體，以延長(zhǎng)滲徑、降低水力坡降，從而減少滲漏、降低壩體浸潤(rùn)線。這種措施不能像垂直防滲措施那樣可以完全截阻滲流，防滲效果有一定的限制，而且其運(yùn)行和后期維護(hù)都存在一些問(wèn)題，不適用于地層條件復(fù)雜，滲透系數(shù)較大且防滲要求較高的工程。垂直防滲可以形成完整的墻(幕)體，能夠完全截?cái)酀B流，而且適應(yīng)性較強(qiáng)，運(yùn)行也相對(duì)穩(wěn)定可靠。

垂直防滲措施在防滲處理方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，在土石壩工程中得到了廣泛應(yīng)用，按施工方法和材料分類有：振動(dòng)沉模防滲板墻、高壓噴射灌漿、混凝土防滲墻、充填灌漿、劈裂灌漿、帷幕灌漿、土工合成材料垂直防滲等。

2.2混凝土防滲墻

20世紀(jì)50年代，混凝土防滲墻的施工技術(shù)與工藝起源于意大利。我國(guó)從1958年開始研究利用這一技術(shù)，目前已在許多工程中得到采用，如心墻壩，均質(zhì)壩，純砂層、砂礫石層等，收到了良好的防滲效果。

混凝土防滲墻是利用鉆孔、挖槽機(jī)械連續(xù)造孔，在松散透水地基或壩體以泥漿固壁，在槽孔內(nèi)澆筑混凝土或回填防滲材料筑成具有防滲的地下連續(xù)墻?；炷练罎B墻的主要優(yōu)點(diǎn)是可以適用于各種不同材料的壩體及復(fù)雜的地基水位和地質(zhì)條件。如處理壩體、壩基整體防滲，可從壩頂建造防滲墻，直達(dá)基巖，墻的底部可嵌入新鮮巖層或弱風(fēng)化基巖內(nèi)一定深度，在處理中只要嚴(yán)格控制質(zhì)量，是可以達(dá)到徹底截?cái)嗨鞯摹?/p>

防滲墻施工的主要程序?yàn)椋涸炜?、清孔換漿、終孔與清孔驗(yàn)收、澆筑混凝土、檢查與驗(yàn)收等。防滲墻混凝土一般具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，較高的抗?jié)B標(biāo)號(hào)，較低的彈性模量。在土壩壩體內(nèi)澆筑防滲墻混凝土，要控制孔內(nèi)混凝土面的上升速度，以防止壩體開裂。不論采用何種墻型，相鄰墻段之間的連接工藝是防滲墻施工技術(shù)中的難點(diǎn)，必須嚴(yán)格控制。

2.3帷幕灌漿

帷幕灌漿是在巖石或砂礫石地層中，用鉆孔灌漿方法建造一道連續(xù)防滲帷幕，帷幕頂部與壩體連接，底部深入不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透。20世紀(jì)以來(lái)，帷幕灌漿是在水工建筑物地基防滲處理中應(yīng)用最為廣泛且卓有成效的方法。

帷幕灌漿首先需要查清工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況，在進(jìn)行壩基灌漿之前，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)，以確定灌漿方法、壓力、孔距、排距、材料、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢查方法等。

2.4壩體灌漿

土石壩壩體灌漿常用的方法有劈裂灌漿和充填灌漿兩種，可用來(lái)處理土石壩防滲體因滲漏通道、軟弱層、壩體土填筑質(zhì)量差以及壩體內(nèi)的生物洞穴等問(wèn)題。

充填式灌漿是利用漿液自重將漿液注入壩體隱患處，以堵塞洞穴和裂縫，適用于處理范圍已明確的滲漏問(wèn)題。如壩體只是某一局部區(qū)域土料填筑質(zhì)量差而造成的滲漏，或某一區(qū)域由于白蟻等造成的生物洞穴等。利用充填灌漿對(duì)大壩局部滲漏進(jìn)行處理，既能節(jié)省投資，又能滿足壩體防滲性能，造孔深度應(yīng)超過(guò)隱患lm～2m。但充填灌漿由于是利用漿液自重將漿液注入壩體隱患處，灌漿壓力較小，不能形成一道完整的防滲墻。劈裂灌漿是運(yùn)用壩體應(yīng)力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時(shí)灌注合適的泥漿，形成鉛直的防滲墻并且堵塞漏洞等，以提高壩體的防滲能力，同時(shí)使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布，提高大壩壩坡的穩(wěn)定性。劈裂式灌漿適用于處理范圍較大，包括滲漏部位不能完全明確的土石壩防滲體滲漏。但劈裂式灌漿的排水固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，效果也不持久。

2.5土工合成材料防滲

采用土工合成材料防滲在水庫(kù)工程土石壩防滲處理中的應(yīng)用也較為廣泛，最大壩高達(dá)62m，有的已運(yùn)行十多年，效果良好。土工合成材料多用于壩體的滲漏處理，可以增加滲徑，降低滲透坡降，減少滲漏量。

用于防滲的土工合成材料，可選用土工塑料膜、復(fù)合土工膜等。土工膜材質(zhì)、厚度等應(yīng)根據(jù)水頭、地質(zhì)條件、鋪設(shè)部位等確定，土工膜應(yīng)與岸坡和壩基防滲體緊密結(jié)合，從而形成完整的防滲體系。采用土工合成材料進(jìn)行壩體防滲，具有節(jié)省投資、施工簡(jiǎn)單快速等優(yōu)點(diǎn)，主要運(yùn)用于能放空庫(kù)水的各類土石壩工程，特別適合于因反濾級(jí)配不良而引起滲透變形的壩體滲透處理。壩體有白蟻建巢危害的，一般不宜采用土工膜進(jìn)行壩體防滲。

3、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，防滲加固措施方案是水庫(kù)除險(xiǎn)加固成功與否的關(guān)鍵，上述各種小型土石壩的防滲技術(shù)方案，都有各自的特點(diǎn)及其相應(yīng)的適用條件。施工技術(shù)要求、工藝要求各有不同。對(duì)于小型病險(xiǎn)土石壩防滲加固選用那一種加固方案，須綜合考慮水庫(kù)壩型、壩高、地質(zhì)、氣象、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧霞笆┕l件等各個(gè)因素，在查明水庫(kù)滲漏的機(jī)理和病因后，提出合適的加固方案并經(jīng)比較論證，然后確定加固措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁勤國(guó)，陳思翌．湖北省中小型水庫(kù)土石壩滲漏原因及防滲處理[J]．長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2009(Z1)．

[2]張澤平，汪新健，劉猛．中小型水庫(kù)土石壩除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察工作流程及實(shí)例分析[J]．管理觀察，2009(19)．

第8篇：土工合成材料的功能范文

關(guān)鍵詞:軟土;地基;處理方法

中圖分類號(hào):TU

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)12-0343-02

軟土由于具有含水量高、壓縮性大、透水性差、強(qiáng)度低和變形穩(wěn)定所需時(shí)間長(zhǎng)等工程特性,一般不能直接作為天然地基使用,需經(jīng)過(guò)加固處理以減小路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降。路基沉降是導(dǎo)致路基變形、破壞的主要原因,因此對(duì)軟土地基處理恰當(dāng)與否,不僅影響工程的投資,而且將直接影響道路的使用性能和工程質(zhì)量。軟土地基常用的處理方法有:

1 表層處理法

1.1 表層排水法

表層排水法是在路基填筑前,在地面開挖水溝,以排除地表水,同時(shí)降低地基表層的含水量,確保施工機(jī)械的作業(yè)條件,為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝作用,常用透水性良好的砂礫回填。水溝布設(shè)應(yīng)全面考慮地形與土質(zhì)情況,使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m,深0.5-1.0m。路堤填筑前,宜用砂礫回填成盲溝,若埋設(shè)孔管,必須用良好的過(guò)濾材料保護(hù)。

1.2 砂墊層法

砂墊層法是在軟土地基頂面鋪設(shè)厚度為0.6-1.0m的砂墊層作為軟土層固結(jié)所需要的上部排水層,以加速沉降的發(fā)展,縮短固結(jié)過(guò)程的方法。砂墊層可作為路堤內(nèi)的地下排水層,以降低堤內(nèi)水位,改善施工時(shí)重型機(jī)械的作業(yè)條件。砂墊層法具有施工簡(jiǎn)單,不需要特殊機(jī)具設(shè)備等特點(diǎn)。主要適用于以下情況:

(1)路堤高度小于2倍極限高度;

(2)軟土表面無(wú)透水性低的硬殼;

(3)軟土層不很厚、或具有雙面排水條件的情況;

(4)當(dāng)?shù)赜猩?且運(yùn)距不太遠(yuǎn),施工期限不甚緊迫的工程。

1.3 穩(wěn)固劑表層處治法

穩(wěn)固劑表層處治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤離子穩(wěn)固劑等穩(wěn)定材料,摻入軟弱的表層地基土中,改善地基的壓縮性和強(qiáng)度特性,保證機(jī)械作業(yè)條件,提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實(shí)效果。軟土地基表層處治法施工工藝與穩(wěn)定土類路面基層的施工工藝基本相同。采用平地機(jī)路拌法施工時(shí),施工前需將軟土排水晾干,以防止機(jī)械陷入土中、工地存放的水泥、石灰不可太多,以夠一天使用為宜,最多不宜超過(guò)三天使用量,要做好防水、防潮措施。軟土地基表層處理厚度應(yīng)根據(jù)軟土的物理力學(xué)性質(zhì)而定,一般為30-60cm,過(guò)薄效果差,過(guò)厚不經(jīng)濟(jì)。壓實(shí)與養(yǎng)生是表層處治法的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),用水泥、熟石灰或離子穩(wěn)固劑穩(wěn)定處治土應(yīng)在最后一次拌和后立即壓實(shí);生石灰穩(wěn)定土,必須在拌和時(shí)初碾壓,生石灰水解結(jié)束后再次碾壓。壓實(shí)后若能獲得足夠的強(qiáng)度,可不必進(jìn)行專門養(yǎng)生,但由于土質(zhì)與施工條件不同,處治土強(qiáng)度增長(zhǎng)不均衡,則應(yīng)做好一周時(shí)間的養(yǎng)生。

2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法又名為動(dòng)力固結(jié)法或動(dòng)力壓實(shí)法。這種方法是反復(fù)將重錘(一般為10-40t)提到高處使其自由落下夯擊地基,從而使地基的強(qiáng)度提高、壓縮到降低的方法。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基,它不僅能提高地基的強(qiáng)度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動(dòng)液化的能力和消除土的濕陷性,所以還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強(qiáng)夯法對(duì)于飽和度較高的粘性土,一般來(lái)說(shuō)處理效果不顯著,尤其是淤泥地基,處理效果更差。

2.1 強(qiáng)夯法的適用條件

強(qiáng)夯法同其他軟土地基處理技術(shù)一樣,也有其一定的適用范圍和特殊要求。從國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看,強(qiáng)夯法加固軟土地基的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題就是土的粒徑、土層特性及其含水量。一般認(rèn)為強(qiáng)夯法目前除了對(duì)厚層淤泥質(zhì)和淤泥不適用外,對(duì)某些類型的軟土強(qiáng)夯效果還是比較好的。從土的性質(zhì)分析,軟土強(qiáng)夯效果決定于地基土的含水量、粒徑級(jí)配及孔隙比的大小。此外,軟土的土層性質(zhì)也很重要。我國(guó)工程技術(shù)人員根據(jù)多年的工程經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為對(duì)含水量大于60%,孔隙比大于1.5,粒徑小于0.005mm粘粒占30%以上的飽和軟粘土不宜采用強(qiáng)夯法。國(guó)外,一些國(guó)家認(rèn)為粘土粒徑小于0.002mm不能用強(qiáng)夯法處理。第十屆土力學(xué)及基礎(chǔ)工程會(huì)議認(rèn)為土中小于0.035mm的顆粒占25-35%時(shí)不適宜采用強(qiáng)夯法處理:德國(guó)有學(xué)者認(rèn)為顆粒直徑小于0.002mm占10%-15%時(shí),采用強(qiáng)夯法要慎重,如果采用,夯擊的間隙時(shí)間要加長(zhǎng)。中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-91)規(guī)定:強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土、和素填土等地基,當(dāng)采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進(jìn)行強(qiáng)夯置換時(shí),應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。采用強(qiáng)夯法處理軟土地基,其加固效果決定于地基土的滲透性,所以必須創(chuàng)造排水通道。因此在強(qiáng)夯時(shí),為了取得更好的效果,根據(jù)軟土的物理力學(xué)性質(zhì),可以采用綜合加固方法進(jìn)行,但是此種方法費(fèi)用較高,對(duì)路基大面積采用得不償失。

2.2 強(qiáng)夯施工過(guò)程

(1)起吊機(jī)械起吊重錘的能力應(yīng)大于錘重力的3倍,能脫落吊鉤時(shí),起重能力可大于錘重力1.5倍。

(2)夯錘質(zhì)量取5t,落距一般為2.5-4.5m,確保達(dá)到600-1000kN/m的夯擊能量。錘重力與底面積的關(guān)系,應(yīng)符合重力在底面上的單位靜壓力為15-20KPa。在最佳含水量情況下進(jìn)行夯實(shí)。

(3)夯打施工時(shí),一般采用先周邊后中間,一夯挨一夯順序進(jìn)行,在一次循環(huán)中同一夯位應(yīng)連夯兩次;下一循環(huán)的夯位應(yīng)與前一循環(huán)錯(cuò)開1/2錘底直徑。

(4)夯實(shí)工作完成后,將場(chǎng)地表面松土清除,并拍實(shí)整平至設(shè)計(jì)標(biāo)高。夯打過(guò)程中應(yīng)及時(shí)作好施工記錄。

(5)重錘夯實(shí)完工后,應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),檢查施工記錄,除應(yīng)符合試夯最后下沉量的規(guī)定要求外,同時(shí)還要求完成最底面的總下沉量不小于試夯總下沉量的90%。

3 換填法

3.1 換填法的加固機(jī)理

換填法就是將基礎(chǔ)地面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng),使之達(dá)到要求的密實(shí)度,成為良好的人工地基。當(dāng)?shù)鼗浫跬翆虞^薄,而且上部荷載不大時(shí),也可直接以人工或機(jī)械方法(填料或石填料)進(jìn)行表層壓、夯、振動(dòng)等密實(shí)處理,同樣可取得換填加固地基的效果。

3.2 換填法加固地基的適用范圍

換填法適用于淺層地基處理,包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的回填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理:用于膨脹土地基可消除地基上的脹縮作用,用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性,用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差,軟硬不勻以及巖溶與土洞等,用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。

4 土工合成材料法

4.1 土工合成材料的定義

土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料制成的各種類型產(chǎn)品?？芍糜趲r土或其它工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部、表面或各種結(jié)構(gòu)層之間,具有過(guò)濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護(hù)等多種功能,發(fā)揮加強(qiáng)、保護(hù)巖土或其它結(jié)構(gòu)功能的一種新型巖土工程材料。

4.2 土工合成材料的功能

從20世紀(jì)70年代起,土工合成材料開始應(yīng)用于公路、鐵路、隧道、海港、機(jī)場(chǎng)、水利、電力、采礦、建筑、軍事設(shè)施及市政建設(shè)等工程,應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,產(chǎn)品種類也越來(lái)越多。目前,土工合成材料在我國(guó)公路工程中,已廣泛用于軟基處理、邊坡穩(wěn)定、護(hù)岸護(hù)坡、支擋結(jié)構(gòu)、道路翻漿防治、路基路面綜合排水及瀝青路面裂縫處理等方面,解決了大量的工程問(wèn)題。土工合成材料的功能是多方面的,綜合起來(lái)具有加筋、隔離、防護(hù)、防滲、過(guò)濾和排水六種基本功能。

參考文獻(xiàn)

[1]李強(qiáng).河灘相軟土地基處理研究[J].中外公路,2005,(3).

第9篇：土工合成材料的功能范文

【關(guān)鍵詞】巖土工程；巖土勘察；地基處理；地基均勻性

巖土工程勘察是確保地基的安全性、平整性以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)任務(wù)，巖土勘察中地基處理質(zhì)量的好壞將直接決定建筑的穩(wěn)定性。以下將介紹天然地基的不同性質(zhì)對(duì)巖土勘察的影響，同時(shí)著重研究在巖土勘察過(guò)程中的地基處理方法。

1.天然地基的均勻性對(duì)巖土勘察的影響

地基均勻性一般是針對(duì)地基持力層及下臥層而言，持力層及下臥層的均勻性直接決定了地基的均勻性。一般來(lái)講，巖土勘察工程初期需要對(duì)地質(zhì)情況做許多分析，例如地下地質(zhì)條件、巖層組成情況、分層情況等。與這些相比，地基均勻性更加重要同時(shí)也更加復(fù)雜。地基的均勻性將導(dǎo)致地基的沉降、變形、起伏等，從而直接影響到工程的結(jié)果和質(zhì)量。如果缺少對(duì)巖土工程的科學(xué)勘察、認(rèn)真計(jì)算與比對(duì)，那么就會(huì)對(duì)某一地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況做出不準(zhǔn)確的判斷，導(dǎo)致對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)特性做出錯(cuò)誤的評(píng)價(jià)。這樣的巖土勘察是失敗的，因?yàn)樗贸龅牡鼗鶆蛐栽u(píng)價(jià)并不能代表該地區(qū)實(shí)際地質(zhì)特性，采用的地基處理方法可能與該地區(qū)的地質(zhì)特性不相適應(yīng)，造成地基不夠穩(wěn)固，進(jìn)一步影響上層建筑的穩(wěn)定性和安全性。因此工程設(shè)計(jì)的精確性與安全性必須建立在精確的巖土勘察工程基礎(chǔ)上，對(duì)地基均勻性做出正確的評(píng)價(jià)。

2.不均勻地基的穩(wěn)定性對(duì)巖土勘察工程的影響

通常情況下，人們利用地基失效驗(yàn)算方法得出不均勻地基的穩(wěn)定性。地基穩(wěn)定性驗(yàn)算出的數(shù)據(jù)可以作為施工設(shè)計(jì)的依據(jù)。驗(yàn)算的結(jié)果是地基變形情況的一個(gè)體現(xiàn)，其影響到了建筑設(shè)計(jì)的安全。因此在不均勻地基的地區(qū)，需要利用勘察工程對(duì)該地區(qū)的傾斜、差異沉降及沉降特征進(jìn)行分析，從而對(duì)地基穩(wěn)定性驗(yàn)算做出評(píng)估，保證施工安全。

3.常見地基處理技術(shù)方法分析

地基處理技術(shù)方法一般有以下幾種：（1）土工合成材料地基；（2）砂石墊層處理法；（3）強(qiáng)夯技術(shù)；（4）夯實(shí)水泥土樁地基；（5）水泥粉粉煤灰碎石樁處理法。

3.1土工合成材料地基

土工合成材料具有重量小、連續(xù)性好、施工方便等優(yōu)勢(shì)，并且與砂石墊層相比，土工合成材料造價(jià)更低，用料更省，因此土工聚合物在巖土工程中得到了大量的使用。在軟弱地基的加固上，埋設(shè)土工合成材料可以使土體變成彈性復(fù)合土體，從而提高土體的承載力；在公路或鐵路的加強(qiáng)層中使用土工材料，可以加固加強(qiáng)層，防止路基發(fā)生下沉、翻漿；在圍墻、堤壩等擋土墻的加固中，具有有效預(yù)防河道、海岸護(hù)坡被沖毀的能力。

3.2砂石墊層處理法

地基底層下部的持力層如果是軟弱土，受力效果與穩(wěn)定性不強(qiáng)。為了提高地基承載力，可以使用砂石墊層處理法：挖去底部的軟土并填充級(jí)配較好、不具備腐蝕性的砂石對(duì)底部分層夯實(shí)。利用砂石墊層處理需要注意三個(gè)方面：首先，砂石墊層對(duì)應(yīng)力的擴(kuò)散作用要強(qiáng)。由于墊層下為以天然土為主的下臥層，其應(yīng)力效果自然比砂石墊層差。這樣可以增強(qiáng)持力層對(duì)應(yīng)力的擴(kuò)散作用，減少下臥層收到的應(yīng)力，同時(shí)減少下臥層的沉降量。與此同時(shí)，持力層的砂石已經(jīng)被夯實(shí)，并對(duì)應(yīng)力有較強(qiáng)的擴(kuò)散作用，其沉降量大大減小。因此提高砂石墊層的應(yīng)力擴(kuò)散作用將有效減少地基的沉降量。其次，砂石必須嚴(yán)格進(jìn)行分層夯實(shí)，保證地基的均勻性，否則不均勻的地基極易發(fā)生地基的沉降。最后，要保證砂石的透水性良好?？紫吨械乃畨毫υ龃笸瑯涌梢詫?dǎo)致墊層發(fā)生塑形破壞，及時(shí)而又迅速的排水可以減少水壓力，提高飽和土抗剪強(qiáng)度。

3.3強(qiáng)夯技術(shù)

強(qiáng)夯是一種目前被廣泛認(rèn)可的加固方式，它在加強(qiáng)地基上具有很明顯的效果。強(qiáng)夯所要求的設(shè)備少且十分便捷，操作的方式比較簡(jiǎn)單，成本較低，還能預(yù)防粉砂質(zhì)黏土跟粉砂液化。但是在技術(shù)層次上，要嚴(yán)格確定施工過(guò)程中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，例如夯擊遍數(shù)等。從適用范圍來(lái)講，強(qiáng)夯技術(shù)一般適用于高回填土或者黃土的地基。而對(duì)于市區(qū)的巖土地基，由于周圍的建筑物較多，使用強(qiáng)夯技術(shù)容易使周圍的建筑物遭受不同程度的損壞，因此一般不提倡在市區(qū)的巖土地基上使用強(qiáng)夯技術(shù)。同時(shí)，對(duì)以軟土、飽和粉土、高含水量回填土為主的地基，強(qiáng)夯處理存在著一定的難度，也容易導(dǎo)致夯基出現(xiàn)較大程度的沉降，因此不在這類地基上使用強(qiáng)夯技術(shù)處理。

3.4夯實(shí)水泥土樁地基

這是一種在夯實(shí)灰土擠密樁基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展的新型地基處理方式，它能夠?qū)⒌鼗休d力提高到80%以上。此種地基處理方法所需要的處理機(jī)器是灰土樁施工機(jī)，這種施工機(jī)具有工藝簡(jiǎn)單、效率高、費(fèi)用少的特點(diǎn)。夯實(shí)水泥土樁地基的處理方法，需要先用利用小型成孔機(jī)在地基上成孔，接著將水泥和土混在一起攪拌均勻，所得到的混合物分層填入地基的孔中并夯實(shí)，使其成為水泥土樁。夯實(shí)水泥土樁地基處理方法的加固作用較強(qiáng)，若想發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)與功能效益，則可以將其用于含水率在12%-23%之間的濕陷黃土地基或者是新填土類型的軟弱地基。

3.5水泥粉粉煤灰碎石樁處理法

這是一種在沉管碎石樁基礎(chǔ)上延伸得出的對(duì)軟弱地基的處理方法，從工藝上來(lái)講，水泥粉粉煤灰碎石樁只比沉管碎石樁多了一道攪拌的程序，但是卻具有灌注方便、工藝性好、容易控制質(zhì)量、成本費(fèi)用低等眾多優(yōu)點(diǎn)。另外，由于水泥粉煤灰碎石樁（CFC樁）融合了剛性的混凝土樁和柔性的砂石樁，盡管降低了狀體的強(qiáng)度，但是充分利用了樁體之間的承載力，將應(yīng)力分散到較深的地基中，大幅度提高了復(fù)合地基的承載力。對(duì)水泥粉粉煤碎石樁的處理方法是：先將適量的粉煤、石屑、水泥混入沉管碎石中，混合均勻之后加入少量水，經(jīng)過(guò)水泥和粉煤灰的膠凝作用后，制成高強(qiáng)度的樁體。根據(jù)水泥粉粉煤灰碎石樁處理法的特點(diǎn)，一般對(duì)于砂土、粉土、粘土及松散填土等地基的處理上，利用這種方法可以獲得最好的效果。

4.結(jié)語(yǔ)

中國(guó)目前建筑行業(yè)處在高速發(fā)展階段，在加快建設(shè)的同時(shí)，需要把保證工程的質(zhì)量當(dāng)作首要任務(wù)。保障工程質(zhì)量的穩(wěn)定與安全，首先要保證對(duì)地基的正確處理。而地基處理方法并不只是進(jìn)行理論分析，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)的地址情況遠(yuǎn)比理論分析來(lái)的復(fù)雜。因此需要工程勘察人員在工程初期建設(shè)階段，運(yùn)用科學(xué)的方法完成巖土勘察，為地區(qū)的地質(zhì)情況提供正確的評(píng)價(jià)，以期利用正確的地基處理方法完成工程基礎(chǔ)部分。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]歐勇.巖土工程勘察中的地基處理問(wèn)題探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（16）.