土工合成材料的性能精选(九篇)

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第1篇：土工合成材料的性能范文

【关键词】 土工合成材料 软土 不均匀沉降

1 软土的定义和特性

软土是自然历史的产物，是随着古地理、气候、沉积环境的变化而形成的。一般是指在滨海、湖泊、谷地、河滩沉积的天然含水率大于30%，其液限一般在34%--43%的范围内，塑性指数大部分在15―20之间，天然空隙比大于1的土。如淤泥和淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土。

由于软土的生成环境及粒度、矿物组成和结构特征，结构性显著且处于形成初期，故具有以下物理力学特性：

（1）颜色以深色为主，粒度成分以细颗粒为主，有机质含量高；

（2）天然含水量高，容重小，天然含水量大于液限；

（3）天然孔隙比大，一般大于1.0；

（4）渗透系数小，一般小于10-6cm/s，沉降速度慢，固结完成所需时间长；

（5）粘粒含量高，塑性指数大；

（6）高压缩性，压缩系数大，基础沉降大，般压缩系数大于

0.5MPa-1；

（7）强度指标小，快剪凝聚力小于l0kPa，内摩擦角小于50；固结快剪的强度指标略高，凝聚力小于15kPa，内摩擦角小于100度；

（8）灵敏度高，灵敏度一般在2―10之间，有时大于10，具有显著的流变特性。

（9）在荷载作用下一般会产生较大的沉降变形或失稳。

2 土工合成材料的分类及性能指标

土工合成材料是以人工合成的聚化物为原料制成的各种类型产品。可置于岩土或其它工程结构内部、表面或各种结构层之间，具有过滤、防渗、隔离、排水、加筋和防护等多种功能，发挥加强、保护岩土或其它结构功能的一种新型岩土工程材料。

一般将其分为土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料等。

表征土工合成材料的性能指标一般可分为物理性能指标、力学性能指标、水力性能指标、土工合成材料与土相互作用指标及耐久性指标等。

3 土工合成材料在软土路基加固中的作用机理

3.1 约束地基侧向位移，提高地基承载力

土有一定的抗压强度，但抗剪强度很弱。土工合成材料在垂直荷载作用下，地基产生压缩沉降和侧向位移，此时土工合成材料受拉，故而能支承部分竖向荷载，土工合成材料与地基之间的摩阻力还可约束地基侧向位移从而提高地基的承载力。

3.2 隔离、分散应力

铺设在软弱地基上的土工合成材料将上部填料与地基土隔离开来，具有的抗拉强度和良好的变形性能，使得填料与地基土的接触部分具有相对刚度，从而将上覆荷载较均匀地分散到较大范围的地基上，提高了地基承载力。工程实践证明，控制加载速率的条件下，铺设土工布后地基承载力比天然地基承载力提高约12.8%。同时，在不同性质的填料分层面上，铺设土工合成材料使不同性质的填料互不掺杂，保持其结构性能。

3.3 防渗、排水

土工膜和复合型土工膜（两布一膜等）具有防止水流渗透的良好性能，它们通常被当作土工结构物的防渗层。土工合成材料的排水作用表现在它能使土体中的水分汇集到它的表面并沿着这个表面排出。在沼泽、盐渍土等软弱地基处理中通常利用土工布来隔断毛细水或地下水上升。

3.4 边坡加固

边坡加固作用表现为两种形式，一是将土工合成材料铆钉在边坡的表面，结合边坡绿化等措施实现边坡防护功能，二是将特定的土工合成材料平铺到边坡内部一定的深度，借助材料的抗拉强度来加固边坡。在膨胀土路基设计或既有路基加宽设计时，通过在边坡一定深度内分层铺设土工格栅等具有一定抗拉强度和变形性能的土工合成材料来加固边坡。

3.5 减小不均匀沉降

通常土工合成材料与碎石层共同作为一层，这层具有与路堤本身和软土地基不同的刚度，通过这一垫层将堤身荷载传到软土地基中去，它既是软土固结的排水面，又是路堤的柔性筏基，因此可使地基变形均匀，且路堤中心沉降量比不铺土工合成材料时要小。

4 设计检算

4.1 稳定性验算

土工合成材料加筋路基的稳定性包括地基与堤身的整体稳定性、堤身稳定性、平面滑动稳定性。各项稳定性的安全系数不得小于表l规定的值。

4.1.1 加筋路堤整体稳定性

加筋路堤稳定性分析的计算方法，常采用圆弧条分法进行。计算时应假设若干个穿越地基土的滑弧。以求得安全系数最小值和相应的临界滑动面。计算常采用瑞典法和荷兰法两种计算模型。瑞典法计算模型是假定土工合成材料的拉力总是保持在原来铺设方向。如图1所示，则安全系数最小值和相应的临界滑动面可按下式计算：

（1）

式中：-第i土条土重，KN/m

-第i土条土体粘聚力，kPa

-内摩擦角

-第j层土工合成材料设计抗拉强度，KN/m

-第i层土条所受地震水平力，KN/m

其余符号含义如图1所示。

4.1.2 加筋路堤的堤身稳定性

采用圆弧条分法按公式（1）计算，此时不考虑地震力。在计算时应在堤身范围内假定不同的滑弧，求得安全系数的最小值和相应的临界滑动面。

4.1.3 加筋路堤的平面滑动稳定性

当堤下地基是浅层软弱土层或相对于路堤荷载浅层地基土强度较低时，应验算加筋路堤的平面滑动稳定性。加筋路堤平面滑动表现圩堤与地基沿下卧硬土层顶面滑动和地基侧向挤出滑动。

（1）下卧硬土层顶面滑动的稳定性计算采用式（2），其相应的计算图如图2所示。在计算中应假定d、C点位于堤脚线，变换线位置形成不同的滑动面，求出安全系数的最小值。

（2）

式中：-ab面的主动土压力，KN/m

-cd面的被动土压力，KN/m

-硬土层侧面的抗滑力，KN/m

Q-作用于土体abcd上的地震水平力，KN/m

（2）地基土侧向挤出滑动的稳定计算采用公式（3），其相应的计算图示如图3所示。在计算中应假定abcd土体不同位置以及不同的b、C两点距离，求出安全系数的最小值。

（3）

式中：分别为地基软土层与土工合成材料界面的粘聚力和摩擦角。

Q为作用于土体abcd上的地震水平力，KN/m

其余符号意义相同。

4.2 复合地基承载力计算

软土地基在铺设土工织物后地基极限承载力为以下三项之和，即为没有铺设土工织物时，原天然地基的极限承载力；在荷载作用下，地基的沉降使土工织物发生变形而承受拉力所产生的垂直分力；土工织物阻止隆起而产生的平衡镇压作用的效应.土工织物加筋复合地基的极限承载力计算公式：

（4）

式中：-土的粘聚力

-地继承载力

-土工织物的抗拉强度

-基础边缘与土工织物的倾斜角

-地基底宽

-地基形状系数

-复合地继承载力

-地基变形当量半层

4.3 土工合成材料铺设长度计算

加筋路堤中，土工合成材料深入到稳定土中的锚固长度，不得小于最小锚固长度，最小锚固长度采用公式（5）计算。

（5）

式中：-最小锚固长度，m

-土工合成材料设计抗拉强度，KN/m

-锚固安全系数，对于无粘性土取1.5，粘性土取2.0

-作用在某层筋材上的覆压力，kPa

-土与土工合成材料的界面摩擦系数，当计算的锚固长度小于2.0时，取为2.0。

土工合成材料的铺设长度 L为滑动面内的长度与锚固长度之和，即：

L=+……………………………………………………（6）

5 结语

土工合成材料具有以下的优点：经济，资料表明通常情况下，采用土工合成材料比传统方法节约30% 以上的投资；施工工艺简单，进度快，轻便，劳动强度低，无须特殊机械；材料生产工厂化，材料来源基本上不受地域限制；质量控制标准化，易检测，易储存，易运输；功能复合，效果突出，适用领域更加广阔；环保，施工无噪音，对水源、大气污染小。基于这些优点土工合成材料在软土地基的加固中得到了广泛的应用，但作为一种新型的合成材料对其性能以及施工工艺还有待于进一步的认识和探索。

参考文献：

[1]铁路工程没计技术手册《路基》.北京：中国铁道出版社，1992.5.

[2]包承纲.堤防工程土工合成材料应用技术-北京：中国水利水电出版社.

[3]土工合成材料应用手册.北京：中围建筑工业出版社，2000.lO.

[4]TB 10035-2002，铁路特殊路基设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2002.

[5]公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，1997.

[6]钱家欢.土工原理与计算[M].北京：水利水电出版社，1996.

第2篇：土工合成材料的性能范文

关键词　土工合成材料 软基处理 反射裂缝 加筋加固 排水隔离

0　前言

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料[1]分为土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料等类型。土工特种材料包括土工膜袋、土工网、土工网垫、土工格室、土工织物膨润土垫、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）等。土工复合材料是由上述各种材料复合而成，如复合土工膜、复合土工织物、复合土工布、复合防排水材料（排水带、排水管）等。本文着重介绍当前公路路基施工中土工合成材料类型和应用，以及就土工合成材料的各种性质适合处理哪些类型的软土地基作简要说明。

1 土工合成材料的种类

1.1　土工布

土工布的制造过程是首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的土工织物。土工布按制造方法可分为有纺（织造）土工布和无纺（非织造）土工布。有纺土工布由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成。无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列，再经过加工而成。按照联结纤维的方法不同，可分为化学（粘结剂）联结、热力联结和机械联结三种联结方式。

土工布运用于路面裂缝的防治在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层，是一种常用的路面修复技术。它具有工期短、造价低、对交通影响小、修复路面服务性能好等优点。但其主要问题是沥青加铺层中容易出现反射裂缝，而设置土工布是延缓反射裂缝的主要措施之一。

1.2　土工膜

土工膜一般可分为沥青和聚合物（合成高聚物）两大类。含沥青的土工膜目前主要为复合型的（含编织型或无纺型的土工织物），沥青作为浸润粘结剂。聚合物土工膜又根据不同的主材料分为塑性土工膜、弹性土工膜和组合型土工膜。土工膜的不透水性很好，弹性和适应变形的能力很强，能适用于不同的施工条件和工作应力，具有良好的耐老化能力，处于水下和土中的土工膜的耐久性尤为突出。土工膜具有突出的防渗和防水性能。

1.3　土工格栅

土工格栅是一种主要的土工合成材料，与其他土工合成材料相比，它具有独特的性能与功效。土工格栅常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅分为玻璃纤维类和聚酯纤维类两种类型。

土工格栅有一定的刚度，从而使上面的负荷得到扩散，提高了地基的承载力；土工格栅抗拉强度大，格栅垫层可增强路基的稳定性；土工格栅能适应地基变形，砾石又能与格栅网孔互相锁合在一起形成稳固的平面防止砾石下陷，从而增加地基的抗剪强度，防止软弱地基产生过大或不均匀沉降以至侧向变形。

土工格栅在路基施工中的沟塘回填方面得到广泛使用，首先沟塘挖除淤泥回填至原地面后，先铺一层土工格栅并垂直路线铺设，沿路线走向铺满整个沟塘范围。横向铺网与路堤两边纵向盲沟相接，每相邻两幅土工格栅搭接长度为20cm，搭接边用u型钉固定。然后在其上填筑土并压实后再加铺一层土工格栅，再回填一层土并压实，最后再加铺一层土工格栅，其上再按照正常路基填筑，总共需要加铺三层土工格栅。这样处理过后能防止地基不均匀沉降造成的路基反射裂缝和侧向位移。

1.4　土工特种材料

1.4.1　土工膜袋

土工膜袋是一种由双层聚合化纤织物制成的连续（或单独）袋状材料，利用高压泵把混凝土或砂浆灌入膜袋中，形成板状或其他形状结构，常用于护坡或其他地基处理工程。膜袋根据其材质和加工工艺的不同，分为机制和简易膜袋两大类。机制膜袋按其有无反滤排水点和充胀后的形状又可分为反滤排水点膜袋、无反滤排水点膜袋、无排水点混凝土膜袋、铰链块型膜

1.4.2　土工网

土工网是由合成材料条带、粗股条编织或合成树脂压制的具有较大孔眼、刚度较大的网状土工合成材料。用于软基加固垫层、坡面防护、植草以及用作制造组合土工材料的基材。

1.4.3　土工网垫和土工格室

土工网垫和土工格室都是用合成材料特制的三维结构。前者多为长丝结合而成的三维透水聚合物网垫，后者是由土工织物、土工格栅或土工膜、条带聚合物构成的蜂窝状或网格状三维结构，常用作防冲蚀和保土工程，刚度大、侧限能力高的土工格室多用于地基加筋垫层、路基基床或道床中。

1.5　土工复合材料

土工织物、土工膜、土工格栅和某些特种土工合成材料，将其两种或两种以上的材料互相组合起来就成为土工复合材料。土工复合材料可将不同材料的性质结合起来，更好地满足具体工程的需要，能起到多种功能的作用。如复合土工膜，就是将土工膜和土工织物按一定要求制成的一种土工织物组合物。其中，土工膜主要用来防渗，土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。

2 土工合成材料的应用

2.1　土工格室的应用

土工格室在集中载荷作用下，　受力的主动区会把所受的力传递给过渡区，但由于格室壁的侧向限制和相邻格室的反作用力，以及填料与格室壁的摩擦力所形成横向阻力，抑制了过渡区和被动区的横向移动倾向，从而使路基的承载能力得以提高。经过试验，在格室的限制作用下，中密砂的表观粘聚力可以增加三十几倍。很显然，　如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三个区域移动就可以取得提高地基承载力的效果，　这就是土工格室的限制原理。

2.2　土工格栅的应用

土工合成材料是解决软基处理问题的有效方法，可改进荷载分布状况，减少填料层厚度，并能满足抗剪强度的要求，限制土体侧向位移，抗拉性能高，能避免产生裂缝，增加土层刚度，特别是土工格栅在处理软土在路基中效果明显，物理力学性能良好，其对软土的加固作用主要体现在水平加筋上，复合地基中土工格栅在产生拉伸应力的同时，对土体产生了一个类似于侧向约束压力的作用，使得复合土体的具有较高的抗剪强度和变形模量，也就是说由于土工织物使其上部施加荷载能均匀分布在地层中，当地基可能产生剪切破坏时，铺设的土工织物将阻止破坏面的出现，提高地基承载力。

2.3　土工复合材料

土工复合材料在公路工程中被广泛应用在路堤加筋、台背路基填土加筋、过滤与排水、路基防路、路面裂缝防治等方面。土工合成材料与土相互作用原理归纳为两大类：一是准粘聚力原理；二是摩擦加筋原理。用土工复合材料提高新旧路堤的整体稳定性，其优点在于：压实效果好；占地面积较少；路堤稳定性好；有效防止滑移、塌方、沉降等现象。具有施工简便、易于推广、节省资金等优点。

3 结语

通过对各种土工合成材料在路面、路基施工和软土地基处理中的作用机理进行分析，可以得出土工合成材料可以显著提高地基承载力、减小沉降量及不均匀沉降，增大路堤稳定性，在改善桥头跳车方面具有明显效果，并且能有效的防止和延缓沥青路面反射裂缝的产生。土工合成材料理论在施工中的运用将更加完善，从而指导设计和施工。

参考文献：

[1]　水利部.　土工合成材料应用技术规范（GB　50290–98）　[M]北京：中国计划出版社，1998

第3篇：土工合成材料的性能范文

关键词：组态王；SQL；各向异性；系统研发 

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.089 

1 前言 

土工合成材料与土体界面的相互作用属不同介质之间的问题，是当今岩土工程的热点问题之一。筋-土界面上的摩擦阻力系数则是加筋土结构设计和分析的重要参数，性能参数的精准测量对实际土体加筋工程具有重要指导意义[1-2]。我院自主研发一套充分考虑土工合成材料力学性能各项异性的新型直剪设备，避免了现行规范中试验测试值与土工合成材料实际受力特性严重不符的问题，有效地解决了土工合成材料工程应用中存在的安全隐患。同时，搭建一套基于组态王与SQL数据库的直剪试验操作系统，实现了系统工作状态实时监控、特征数据实时显示，数据及参数曲线输出、存储、查询等功能，并对试验数据进行处理，获得了国家规范要求的土工合成材料剪切性能参数系列评价指标，计算结果准确可靠。 

2 土工合成材料各向异性直剪仪介绍 

直剪设备主要包括机械、气动以及电气控制三大系统，如图1所示。机械部分主要包括机架、顶尖、回转驱动、气缸支撑架、上下剪切盒、直线导轨副等；气动部分主要由气缸、空压机、阀体等组成；电气控制系统主要由伺服电动缸、可编程控制器、传感器、触摸屏等组成。 

本设备采用整体式机架，结构紧凑，系统刚度大、强度高，极好地降低了导轨变形率，为直剪性能参数的精准测量建立结构基础。上剪切盒外部形状采用正八边形以便于顶尖定位、加强系统可靠性及可加工性，同时相较于四边形、六边形等形状有效减小下剪切盒内径，进而减小回转驱动尺寸，降低整机尺寸及重量。高性能回转驱动实现下剪切盒0～360°任意角度精确旋转，实现土工格栅各向异性性能参数直接测量，完美解决了现行规范试验测试值与土工合成材料实际受力特性严重不符的问题，同时回转驱动具备自锁功能以保证直剪试验中剪切面不发生旋转，保证直剪试验准确。 

采用气动加压结合数据实时采集模块，对压力进行实时调节，保压时间高达2h且气压变化率≤0.1%，实验过程压力稳定确保试验采集数据准确可靠。采用高精度伺服电动机与压力传感器联合控制的方法，使剪切速度、剪切位移、剪切力得到精确控制，设备性能参数如表1所示。 

3 直剪试验操作系统 

（1）系统功能介绍。直剪试验操作系统用来指导操作人员安全高效、智能规范的开展土工合成材料剪切性能检测，实现系统工作状态实时监控、特征数据实时显示及剪切性能数据及曲线输出、查询等功能。本系统共分为系统菜单、操作功能按钮、法向应力与实验时间显示、状态指示灯以及用户登录/退出等5个功能区，如图2区域1～5所示。 

系统菜单分为系统说明、参数设置、实时数据、数据输出、系统调试以及报警信息5个功能模块。法向压力及实验时间反应实验过程实时法向应力以及实验剩余时间。状态指示灯区域包括5个状态指示灯，系统状态正常色为绿色，异常时为红色；运行状态运行过程为绿色，试验停止为灰色；报警状态未出现报警为绿色，出现伺服异常、行程超出范围、电机超载、压力气路连接异常等状况时为红色；法向应力正常为绿色，应力波动范围超出理论法向应力的2%时指示灯为红色。限位状态反应剪切位移是否超出行程范围，正常为绿色，超限则为红色。 

（2）系统操作流程及SQL实现。打开/退出组态王，进行SQL连接/连接，功能实现命令语言为：SQLConnect（IDDevice，"dsn=；uid=；pwd="），SQLDisconnect（＼＼本站点＼IDDevice） 

上述命令语言实现了组态王与SQL数据源的连接/断开，将此命令写入组态王应用程序命令语言的启动/结束中，以实现系统开始运行时就可以连接/断开到数据库[3]。 

进入【系统调试】界面，调试各功能按钮与数据显示框，检查系统是否正常；进入【参数设置】界面，输入实验参数和运动参数；点击【加压】按钮，并根据界面中间法向应力显示框进行调整直至试验理论值；点击【预压】，弹出预压界面，并进行系统预压5 min以保证后续实验过程压力稳定。 

预压结束，点击【电机使能】按钮，若参数输入不合理则弹出提示窗口，输入合理则电机上电，功能实现命令语言如下：SQLCreateTable（ ＼＼本站点＼IDDevice，＼＼本站点＼实验时间与日期， "直剪仪实时数据"） 

上述命令语言实现了按照设定表格模板的格式在数据库中以实验日期与时间新建数据表格，将此命令写入【电机使能】按钮的按下时，以实现数据库表格的创建。 

点击【开始】，进入【实时数据】界面开始实验，每10s将数据存一次，命令语言如下：

SQLInsert（＼＼本站点＼IDDevice，＼＼本站点＼实验时间与日期， "直剪仪实时数据"） 

组态王将记录体相关联的变量当前值插入到SQL数据库表格中，从而生成一条新的记录，达到将组态王中的数据写到外部数据库的目的。 

实验时间为0或者点击【停止】按钮，进入数据是否保存对话框，若删除当前试验数据则命令语言如下： 

SQLSelect（ ＼＼本站点＼IDDevice， "实验时间汇总"， "报表名"， ""， "" ）； 

SQLDelete（＼＼本站点＼IDDevice， "实验时间汇总"，whereexpr）； 

点击【卸压】按钮；点击【归零】按钮，并弹出系统回零等待界面，当回零动作完成后，该窗口自动关闭；点击【电机去使能】按钮，关闭电机；若继续进行实验，点击【加压】按钮并按照步骤3-11开展实验，若结束实验则点击【结束】按钮。 

进入数据输出开展后期数据处理。数据输出分为【数据报表】和【曲线输出】两个功能，先从“实验时间选择”下拉列表框中选择相应试验数据日期，之后根据需要选择报表/曲线预览、打印、删除等功能。 下拉列表框日期显示SQL实现语言如下： 

SQLSelect（ ＼＼本站点＼IDDevice， "实验时间汇总"， "记录报表名"， ""， "" ）； 

SQLNext（ ＼＼本站点＼IDDevice）； 

当需要将数据库中的数据调入组态王来显示，将此命令写入相应功能按钮按下时，并添加查询下一条记录的命令，实现数据库数据的逐条查询。 

4 试验实例数据处理 

本文从“实验时间选择”下拉列表框中选择“2015年5月26日11时23分”数据为处理实例，依次实现数据的报表预览、曲线显示，数据处理结果如图3所示，并处理计算剪切位移与剪切力关系，如图4所示。 

图3（b）所示曲线可依据需要选择坐标轴，仅选择一项则默认时间为横轴，若选择两项则第一选择项为横轴，第二选择项为纵轴。点击【选取】按钮后，曲线显示控件的横/纵轴量程将依据实验数据进行合理调整。图4所示曲线给出了剪切位移与剪切力关系图，并能根据需要通过“实验时间选择”添加多条曲线实现数据对比，实现曲线保存、打印和清空操作。 

5 结论 

本文研制的新型直剪设备结构简单、对环境友好，安全性能高，基于组态王与SQL数据库研发的试验操作系统，可实现工作状态实时监控、特征数据实时显示，性能参数后期处理等功能，操作简单、计算准确可靠，具有很好的应用价值。 

参考文献： 

[1]周杨，李晓莹.土工合成材料直剪与拉拔联合试验仪的研制[J].路基工程，2006，12（06）：82-83.   本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务，欢迎光临dYlw.nET

[2]邓子健，沈跃.沥青路面层间抗剪强度试验分析[J].山西交通科技， 2006，181（04）：11-14. 

第4篇：土工合成材料的性能范文

关键词：路堤；软基；加筋土；施工工艺；质量控制

1、路堤加筋土施工工艺与质量标准

路堤加筋可依据边坡坡度及设计目的等情况，采用堤身全断面加筋及边坡长短筋间隔加筋的方式。加筋材料主要是常用的土工合成材料，即土工格栅、土工织物、土工格室及土工网等。路堤加筋一般以土工格栅的使用最为普遍，尤其用于加筋用途时，宜选用强度高、蠕变小及粗糙度大的土工格栅。

1.1 施工工序与要求

1.1.1 施工放线

按照设计要求准确地放出路堤边线的标志线，用石灰或其他方式进行标志并保护。为保证路堤土充分压实，施工时路堤实际填筑边线要宽于设计边线，每边不少于30cm。根据相关规范和设计文件的要求，在铺设土工格栅前，首先应清除表土，然后进行路堤填筑，按照文献的要求对每层填土进行压实。为保证土工格栅不被填土表层坚硬凸出物刺破，填土表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物。

1.1.2 铺设土工格栅工序

（1）按照要求剪裁相应的加筋层的土工格栅长度，对于包裹式土工格栅加筋路堤，其土工格栅的长度应包括筋带稳定长度、筋带包裹长度和筋带外露长度三者之和。

（2）铺设包裹式土工格栅时，土工格栅的长度要满足锚固要求，尤其在坡面外侧必须预留出包裹所需的格栅长度；土工格栅的下承层路堤表面填土要平整、密实，且不能有坚硬的凸出物；土工格栅铺设要平顺，在路堤横向倾斜度不宜大于5%，保证土工格栅拉紧、拉直和不褶皱。顺路线方向，相邻土工格栅应合理搭接，并用U 形钢筋钉固定。土工格栅之间的摩擦力要小于土工格栅与填土之间的摩擦力，故要求相邻土工格栅之间的搭接宽度尽量小，搭接长度一般不小于10c，。

（3）为使土工格栅在碾压过程中少出现褶皱，除在相邻两幅格栅搭接处使用U 形钢筋钉固定外，还需要在一副格栅中用U形钢筋钉固定。U形钢筋钉按照梅花形布设，布设间距以90cm左右为宜。

1.1.3路堤填土压实

填土的铺筑、压实按照公路路基设计、施工规范要求进行，填土厚度一般不超过30cm，填土含水量应控制在最佳含水量范围内，填土压实度要满足设计要求。除以上正常的路基施工要求外，还应注意以下事项：

（1）土工格栅铺设好以后，要及时填土覆盖及碾压，防止土工格栅受阳光等紫外线照射老化。

（2）接触土工格栅面10cm以内的路基填料，不可有大的坚硬粒料，其最大粒径不大于6cm，以防止填料在碾压过程中损伤土工格栅，从而使单位宽度的土工格栅强度降低。

（3）路堤填筑过程中，首先填筑路堤边坡处，然后依次填筑到路堤内，这样可防止格栅隆起，以免影响土工格栅的铺筑质量。

（4）施工车辆不可在刚铺筑好的土工格栅上行驶，严禁车辆在土工格栅上掉头。

（5）土工格栅加筋路堤，其土体填筑质量不应因加筋而降低质量标准。碾压前先检查填土的厚度和平整度，确定其符合要求后，方可进行碾压。选择碾压机具时，严禁使用羊足碾，以免损伤土工格栅。碾压顺序是先边坡后堤身，碾压轮迹重叠不小于30cm，严禁出现漏碾压的现象。

1.1.4 土工格栅反包裹

将土工格栅折过来包裹住土袋，同时铺设在路堤填土上，并张紧格栅。剪裁下一层土工格栅，重复步骤2～步骤4，铺筑下一层土工格栅。

1.2 施工质量控制与检查标准

由于土工格栅加筋路堤施工过程中，有些步骤难于量化，因此，施工全过程需要安排旁站人员进行外观检查。外观检查项目主要有：土工格栅的张紧程度；土工格栅的破损情况；土工格栅的固定情况，包括U形钢筋钉的固定；填土的粒径控制。

2、加筋土处理软基的工艺与质量标准

土工合成材料应用于处理软土地基时，主要目的是约束地基的侧向变形；均匀化地基基底应力分布；提高地基的承载力；增强路堤的抗滑稳定性。处理软基所用的土工合成材料，应选用强度较高、蠕变较小的机织土工织物或土工格栅，处理方法一般是在路堤的底部铺设单层或多层土工合成材料。

2.1 加筋土处理软基的施工工序与要求

2.1.1 施工放样

按设计要求放出路堤的坡脚线，并做好标志保护工作。进行填筑前的清除表土、回填土的压实及整平工作，同时检验基底土及其承载力是否与设计相符。

2.1.2铺设土工合成材料

（1）铺设土工合成材料之前，首先要检查土工合成材料的破损情况，如织物破裂、格栅断肋等。如有破损应进行修复，破损严重的严禁使用。

（2）尽量采用幅度较宽的土工合成材料，铺设时使其强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向，有利于发挥土工材料纵向强度高的优势。

（3）铺设的土工合成材料不允许有褶皱，要尽量张紧，必要时也可用U形钢筋钉固定。

（4）土工合成材料与其下层表面尽量紧贴，不得因其上填土碾压而移动。

（5）当铺设2层或多层土工合成材料时，相邻的上、下层土工材料接缝要交替错开，错开距离不小于50cm。

2.1.3 铺设砂（砾石）垫层

严格按照设计要求的厚度铺筑砂（砾石）垫层并整平压实，表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物。砂垫层用砂尽量采用中砂，其含泥量不大于5%；垫层所用砾石最大粒径不超过8cm，含泥量不超过10%。与土工合成材料接触的垫层材料，10cm以内最好用砂，否则，在碾压过程中容易损伤土工合成材料。

2.1.4 路堤填筑

加筋砂垫层施工完成后，可在其上进行正常的路堤土填筑。与土工合成材料接触的10cm以内的填土材料，其最大粒径不超过6cm。另外，根据不同软基的具体情况，采取不同的填筑方式。

2.1.5 施工观测

软土地基在填筑过程中，应设置沉降板进行沉降量观测；同时，根据不同的观测目标，布设相应的观测仪器，按时进行测量、记录。通常情况需要测量地基中的孔隙水压力及软基在填筑过程中的侧向变形等。在观测中，一旦发现异常情况，应及时调整填筑进度或修改施工方案。

2.2 加筋土处理软基的施工质量控制

处理软基的加筋垫层的施工质量控制内容主要有加筋材料的物理力学性能、砂（砾石）垫层铺设宽度、厚度和平整度、加筋材料铺设长度、宽度及其搭接宽度等。经检查，物理力学性能指标符号设计要求。同样，应安排旁站人员进行外观检查，即土工合成材料铺设的张紧程度、土工合成材料本身的破损情况、填土粒径的控制及填土摊铺、碾压的施工顺序控制。

3、结束语

本文在现行市政道路加筋土设计、施工规范及成果基础上，结合加筋土工程的施工实际过程，通过仔细分析梳理，提出了加筋土路基在施工过程中所需检查的项目及标准。一般情况下，基本上能满足加筋土路基施工的质量控制要求。根据不同的工程情况，可适当增加特殊检查项目，如加筋材料铺设偏离路基轴线、软基处理时加筋材料的包裹长度偏差范围等。

参考文献

第5篇：土工合成材料的性能范文

关键词：土工合成材料；水利工程；应用；分析

Abstract: soil synthesis material has light quality, high strength, integral sex is strong, wear-resisting, is not easy to decay, and construction, simple, easy to transport and material sources such as rich advantages, have been widely used in water conservancy project. For geosynthetic materials in water conservancy engineering application are discussed in this paper.

Keywords: geosynthetic materials; Water conservancy projects; Application; analysis

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

1土工合成材科在水利工程方面的应用

1.1混凝土坝防渗。

防止混凝土坝结构渗漏的增加，现行的方法是放空水库后，在混凝土坝的上游面粘贴土工膜。沿垂直方向每隔2m设一水平不锈钢槽，以夹紧土工膜。该方法的改善是先在混凝土坝上游面设置土工网格，然后将土工膜粘贴在土工网格上。设置土工网格的目的是收集渗过土工膜的水。土工膜用于该目的已有15年。据报道，它最早用于意大利，目前在全世界得到普遍的采用。

1.2土石坝防渗。

土工膜以及复合土工合成材料和粘性土形成的衬砌，已被用在土坝或土坝的上游面作为防渗体。土工膜应妥善防护，防止刺破，并妥善锚固。

1.3隧洞防渗。

现行的方法是将土工膜用于永久性混凝土里侧的防渗体，与针刺的、较厚的无纺土工织物一起，将水导入设在隧洞底脚的排水出口，形成封闭的排水系统。

然而，土工膜及其下面的土工织物的布置是很困难的。土工合成材料会从临时的护顶下垂，在永久性混凝土衬砌施工时容易遭到破坏。因此，现在的进展集中在施工方法的改进上。土工合成材料应和永久性混凝土衬砌同时施工．以避免在永久性混凝土衬砌施工时损坏土工合成材料。

1.4渠道防渗。

渠道防渗常采用复合土工膜进行渠道防渗衬砌。复合土工膜铺设分渠底铺设、坡面铺设两个部分。铺设_期去：沿渠道轴线方向水平滚铺；坡面铺设在坡面验收合格后，从顺坡面轴线方向滚铺，与渠底的复合土工膜连接采用丁字形连接。复合土工膜的上面均匀铺设l0cm砂垫层，找平拍实后铺设10cm混凝土。坡面复合土工膜铺设合格后应及时铺卜垫层压盖，防止风吹及复合土膜暴晒老化，同时做好混凝土护砌，加强复合土工膜的保护。用沟槽或夹条将复合土工膜和渠道非淹没区连接、锚固。

2土工膜防渗施工工艺原理及流程

2.1施工工艺原理

土工膜规格型号150g／O.2 mm／150g针刺短线涤纶两布一膜(PE膜)，是一种土工合成材料，具有较好的防渗效果。其防渗原理：一是将土工膜铺设在需要进行防渗处理渠道坡面上，利用自身的连接形成整体坡面防渗体：二是使坡面铺设的土工膜的下部与渠底坡脚铺设的土工膜进行焊接，使土工膜与坡脚混凝土防渗板形成一整体：三是土工膜上部嵌入坡项混凝土压帽墙下，使渠底混凝土防渗板、坡面土工膜、坡顶混凝土压帽墙形成一个完全封闭的整体防渗体系。

2.2施工工艺流程

土工膜铺设应在渠道迎水面坡面平整度、压实度均达到设计要求，并经监理工程师验收合格后进行。土工膜施工工艺流程如下：

施工准备一土工膜铺设一土工膜焊接一质量检验一砂浆垫层的找平一浆砌混凝土预制板一验收

3土工膜施工方法

3.1施工准备

清除渠道坡面上的尖角杂物，欠坡回填夯实、富坡削坡挖平后经监理验收合格，为土工膜铺设提供工作面。

3.2土工膜的铺设

（1）铺设方法

土工膜铺设分渠底坡脚铺设、坡面铺设两个部分。渠底坡脚铺设应在渠底浆砌块石垫层施工结束，验收合格后进行。铺设方法：沿渠道轴线方向在坡脚处水平滚铺。坡面铺设在坡面验收合格后，从堤顶到堤脚沿渠道轴线方向缓慢展铺，下部与渠底坡脚先前铺设的土工膜搭接，上部留出30―50cm准备压入渠顶混凝土压帽墙下。

（2）技术要求

铺设应在在干燥、暖和天气进行。为了便于拼接，防止应力集中，土工膜铺设采用浪形松驰方式，富余度约为1.5％。摊开后及时拉平、拉开，要求土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜。施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。

3.3土工膜的拼接

（1）拼接包括土工布的缝接、土工膜的焊接。

（2）土工膜焊接采用热熔焊法施工，严格控制焊接质量。焊接质量的好坏晕土工膜防渗性能成败的关键。因此，土工膜焊接应由生产厂家派专业技术人应由生产厂家派专业技术人员到现场操作，指导，培训，采用专用焊接设备ZPR一210V型热合土工膜焊接饥焊接和手提式封包机缝接进行。

(3)焊接流程：

铺膜一焊膜一缝底层布一翻面铺好一缝上层布

(4)焊接工艺：第一幅土工膜铺好后，将需焊接的边翻叠(约60cm宽)，第二幅反向铺在第一幅膜上，调整两幅膜焊接边缘走向，使之搭接10cm。

(5)焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物，保证膜面干净。在焊接处垫一条长木板，以便焊机在平整的基面上行走，保证焊接质量。正式焊接前，根据施工气温进行试焊，确定行走速度和施焊温度，一般掌握行走速度1.5―2.5m／s，施焊温度为220―300℃。拼接焊缝两条，每条宽l0毫米，两条焊缝间留有l0毫米的空腔，用此空腔检查其焊缝质量。

3.4土工膜的锚固

（1）土工膜的锚固分上部与渠顶混凝土压帽墙的锚固和下部与渠底现浇混凝土的锚固。上部锚固采用在渠顶混凝土压帽墙基础底部嵌入足够长度土工膜，现浇混凝土压盖形式。下部锚固与现浇混凝土底板连成一体。

（2）技术要求

锚固好坏，关系到能不能组成一个封闭防渗体。下部锚固应待此段渠底浆砌石垫层施工完毕，并经监理验收批准后方能进行。上部锚固待浆砌预制混凝土板完成后进行。

3.5砂浆垫层及预制块铺设

土工膜铺设好后，先在其上面均匀铺设3cm厚Ml0砂浆垫层找平拍实，然后浆砌铺设8cm混凝土预制块，并及时做好养护。坡面土工膜铺设合格后应及时采取措施压盖、固定。

3.6土工膜施工质量控制

土工膜施工质量控制包括进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完成后质量控制。

4、土工合成材料在施工中应注意的问题

4.1运输、贮存中不得沾污、雨淋、破损，远离火源，周围不得有酸、碱等腐蚀性介质，不得长期曝晒和直立。

4.2材料进场时，应进行抽检。施工时应有专人随时检查清基、材料铺故方向、材料的接缝或搭接、材料与结构物的连接，每完成一道工序应按设计要求及时验收，合格后，方可进行下道工序。

结束语：总之，在施工中要对土工膜和复合土工膜的使用经验不断的总结，要根据土工膜的工作机理、材料特性、工程的特殊和破坏模式，进行设计计算和方法分析。随着土工膜材料在水利工程中的推广应用，应充分了解土工膜材料的性能，施工时严格控制焊接工艺质量，进货产品严格抽样检查，做好施工焊接的检测。

参考文献

第6篇：土工合成材料的性能范文

关键词：土工合成材料； 工程管道；市政工程

中图分类号：TU99文献标识码： A

目前，市政管道工程，尤其是流沙、软土地质地区进行市政管道工程的修建时，常常会发生盲沟管淤堵、路面塌陷、管口脱开漏水等现象，需要耗费大量的财力、人力和物力进行维修。追其原因可以发现，大多数流沙地质条件下发生管道问题是因为在施工期间采取了不恰当的降水措施从而使地基土受到扰动造成的；大多数软土地区出现管道问题都是因为在地基条件相对较差的情况下使用砂石基础的柔性接口管道，后期不均匀沉降致使管道接口破坏从而发生漏水。对于天津地区而言，为配合道路工程建设，很多管槽回填的都是碎石料，当级配不良时，地基会受到一定程度的扰动，甚至会导致路面出现严重的坍塌现象。土工合成材料的原料是人工合成的聚合物，例如合成橡胶、化纤、塑料等，将它们做成产品，放到各种土体间或者土体的表面或内部，可以起到保护土体、使土体防渗、排水、隔离、反滤功能增强的效果。土工合成材料的广泛应用和迅速发展，使市政管道工程难题的解决又多了一个新方法。

1、土工合成材料在盲沟排水设施建设中的应用

对于盲沟排水设施而言，其主要存在于明开槽施工降水工程、填埋场库区以及挡土墙和地道工程建设之中。在确保级配良好的条件下，砂石料在滤水管周围进行回填施工，并将其作为反滤层，这是最传统的盲沟排水方法之一。实践证明，因盲沟管的断面非常的小，所以整个施工过程中，反滤料级配很难受到有效的控制，而且当盲沟管发生堵塞问题时，会影响工程运行效率。

现如今，由于土工合成材料的发展极为迅速，出现了很多新的产品，在工程中已经使用土工织物和塑料盲沟管材进行盲沟排水，塑料排水盲沟管具有很强的适应不均匀变形的能力和抗压能力，孔隙率可以高达90%，将其与土工布的反滤功能有机的结合在一起，最常用的方法就是将土工合成材料沿侧壁、槽底铺设，将10厘米的级配砂石料铺设到它的上面，然后铺设塑料盲沟管材，在管顶以上15厘米处回填级配砂石料，在回填的级配砂石料顶面将土工合成材料搭接封闭，如图1所示，按照具体工程在其上进行回填。这里的土工合成材料起到了保土和反滤的功能，同时还排水能力也很强。如果工程有较高的要求，可以将一层土工织物包覆到排水管的外侧。现在也有塑料盲沟管和土工布的复合成品管材。

2、流砂土质区管道病害常见的原因

流砂是一种地质现象，它常常发生在地基被渗透破坏的不良工程中，是由于地下水渗流而使渗透力对土体发生作用而产生的。土体自身的渗流通道、水利条件、组织结构条件等因素与流砂现象的发展和发生有一定的关系。容易发生流砂现象的土层需要使如下条件得到满足：

土的不均匀系数小于5；

土的颗粒组成中，粉粒含量大于百分之七十五，粘粒含量小于百分之十；

地层中的粉细砂层或粉土层的厚度大于二十五厘米；

处于饱和的状态，含水量高于百分之三十。

通常情况下，流砂现象常出现在松散、饱和的粉砂地质、粉土、砂土地质中。在粉土层和粉砂中，因为其具有较小的渗透系数，所以常常出现塑性泥流或者流砂；而在砂性土层内，流砂常常是土体颗粒从少到多、从细到粗的渐进工程。

在流砂土质区，尤其是具有较高地下水位的情形下，明开槽铺设市政管道的时候，主要有以下两个病害：

第一，在施工开槽中，控制施工降排水和基坑支护是非常重要的。如果采用不当的降水和基坑支护措施，侧壁渗漏处和基槽底部就可能发生土体跑冒流失的现象，在存在降水井的位置，地下水可能将土中的细砂粒、粉砂以及粉粒等冲走。由于土体颗粒流失，扰动了管槽周围的土体，使地面的沉降存在了问题，更有甚者可能会造成边坡塌方，基坑工程施工的条件变得恶化，已建成的附近工程有下沉或开裂的现象产生。

第二，在进行管道施工过程中，大多沟槽都采用碎石料进行回填，假如孔隙率由于管道砂石基础和周围回填碎石料的级配不良而增大，在流砂地质的情况下，地下水位在施工结束后回升或者别的原因致使地下水位变动都可以让周围的土体颗粒随着渗透水流对管周碎石的孔隙进行充填，使原状的地基土受到扰动。如果管道发生局部破裂或者脱口的现象，土体颗粒将随着缝隙流入管道中，沿着管道的水流进行不断的流失，从而使得管周的土体被掏空，地面沉陷，更严重的可能会使周边建筑物受到影响。

3、应用土工合成材料解决沟槽回填病害的方法

一般情况下，粉砂土层和粉土容易产生流砂土质，它的地基承载力通常大于100千帕。如果场区具有较高的地下水位、管上地面进行碎石料回填时，能够采用此方法：将土工合成材料沿侧壁和槽底进行铺设，它的上面将砂石作为基础，用级配良好的碎石料对管顶及关侧以上不小于40厘米的地方进行回填，保证密实度不小于90%，在回填的碎石料顶面对土工合成材料就行搭接封闭，如图2所示，对其上进行回填时按照道路的要求进行。这里的土工合成材料起到了保土和反滤的功能，通过可以选用无纺或有纺土工织物，最好选择土工织物质量为每平方米300到500克。

软土地基主要分布在滨海地区，具有较低的地基承载力，后期承载量不均匀且量很大，持续沉降的世界比较长，尤其是市政基础设施建设在一些新进吹填的近海地区时这些问题更严重。现在将市政管道修建在软土地区时，如果地基承载力小于70千帕时常使用钢筋混凝土基础，如果地基承载力不小于70千帕，同时又小于100千帕，常使用砂石基础，在它的下边进行一定厚度的软土超挖，通过换填垫层的方法对其进行处理。对于开槽都很困难的滨海地区，超挖更是将难度增加，而且使用常规的换填垫层方法处理并没有对管道不均匀沉降的现象起到很好的效果。

加筋处理软土地基时使用土工合成材料，不仅能够将超挖换填的厚度减小，还能在将地基承载力提高的同时，很好的对管道不均匀沉降进行控制。它的主要方法是将200毫米厚的中粗砂铺设在软弱基土的顶面，将土工织物铺设到它的上边，如图3所示，然后再将砂石基础做好，对管道进行铺设。选择土工合成材料进行地基强化时可以选择高强土工布、土工筋带、土工网以及土工格栅等等。

结语：随着土工合成材料的快速发展，以及成功的在工程领域进行运用，对市政管道工程常见的一些问题的防治和处理起到了非常关键的作用。土工合成材料的主要功能是防护、防渗、隔离、排水、反滤和加筋，在进行土工合成材料的具体应用时，选择材料要按照具体的工程结构和应用目的进行合理选择。将土工合成材料完美的应用到市政管道工程中，为市政管道工程的发展增添一份力量。

参考文献:

[1]卢全轩.土工合成材料在水利工程中应用的寿命问题[J].广西水利水电.2009（03）.

[2]陈斌.土工合成材料在水利工程中的应用及其施工方法研究[J].价值工程.2013（07）.

[3]刘征.土工合成材料在市政道路工程中的应用[J].知识经济.2012（02）.

第7篇：土工合成材料的性能范文

关键词：土工格栅， 路基， 不均匀沉降

Abstract: the roadbed fill in taking on both sides of the mechanical structure dig quite different, appear easily uneven settlement, seriously affect the service life of the road, railway, therefore, this place become guarantee the quality of the key parts of the road. For such part of the way was using the conventional treatment RCC layer, but the effect is not good. This article through the examples of engineering application introduced in roadbed fill the dig imbuing laid grille reduce subsidence and control the uneven settlement construction method, construction to provide the reference for the similar projects.

Keywords: grille, roadbed, uneven settlement

中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：

土工格栅作为我过90年代从意大利引进的土工施工技术，在解决铁路和高速公路填方路基不均匀沉降的问题上发挥了重要的作用。浙赣铁路横跨江西、浙江两省，大部分位于江西省中部，地形较复杂，气候潮湿，高填深挖比较多，线路经过地区以东部以平原、西部以丘陵山地为主，软基多。山区地段填方高度达到了25米，浙赣铁路提速改造工程对于路基的稳定性，工后沉降要求较高，解决路基的沉降量，和保持路基的稳定性成为路基施工中的重要的技术问题。浙赣铁路提速改造工程九标段在路基填挖交界处以及半挖半填地段，除了采用A、B类土作为填料并按规范做好碾压外，还铺设了一定数量的土工格栅来控制路基的沉降。通过沉降观测，路基经过一个雨季后的工后沉降量不到10mm。通过工程施工试验证明，在路基的填挖结合部位铺设一定数量的土工格栅可以改变土体的力学性能，有效的克服路基的不均匀沉降问题，保持路基的稳定性。

1 土工格栅的特点

土工格栅是一种用高密度聚乙烯（HDPE）等聚合物为主要材料，加入了一定的防紫外线，抗老化助剂，经挤压加工再拉伸制作而成的格栅状土工合成材料。或以高强度化纤为原料制作的格栅状土工合成材料。根据材料在平面的两个方向上抗拉强度的不同，有单向土工格栅（TGDG）和双向土工格栅（TGSG），同时按抗拉强度的大小，又有多种型号的单向和双向土工格栅。

本工程中使用的是TGSG25-35型双向拉伸聚乙烯土工格栅，其纵向强度均匀，耐久性好，具有很高的抗拉强度、柔韧性、延展性以及较高的抗疲劳性能。在土木工程应用中，主要有加筋、压实、抗变性和隔离作用。此外，其网状结构可使空隙水压力更快的消散，借助于格栅网面层的高摩阻力而产生的高抗拉强度，可以增加结构层材料的整体性和剪切强度。

2 理论依据浅析

按摩擦加筋原理解释为：土工格栅布设于填挖交界、半填半挖部位的路基中，沉降量小的一端相当于锚固端，沉降量大的一端则相当于自由端，自由端下沉时的剪切破坏受土工格栅的约束，土工格栅企图从锚固端拉出，而锚固端受到其上部土体的重力作用所产生的摩擦力的影响阻止了自由端的下沉，从而维持了土体的稳定性，也就控制了路基的不均匀沉降。摩擦力T的大小与上部土体的重量N，摩擦系数F以及锚固端长度成正比关系：T=2FLγ（γ代表覆盖土的容重）。

3 土工格栅布设的一般规定

3.1 土工格栅布设地段

土工格栅布设在沉降量有差异的地段，主要包括路基填挖交界处（图一）、半挖半填地段（图二）以及路基帮宽填筑地段（图三）。

图一：路基纵向填挖结合部土工格栅布置图

图二：路基横向填挖结合部土工格栅布置图

图三：并修、拨移路堤帮填地段

3.2 土工格栅布设层位

在进行路基施工过程中,布设土工格栅的最佳层位应使摩擦力T尽量靠近极限抗拉强度。充分考虑工程投资、工期及土工格栅在保证路基质量方面的辅助作用，确定土工格栅布设在路基顶面以下200cm（路基帮宽填筑地段为150cm）位置。路基纵向填挖交界处沿纵向设台阶，台阶宽度不小于1m，台阶底设置2～4%向内倾斜的坡度，按台阶设土工格栅。路基横向填挖结合部在路槽顶面以下200cm位置设土工格栅，间距1.5m，设2～4层。

3.3 土工格栅布设方向

土工格栅的布设根据挖填结合部形式的不同采取不同的布设方向。在路基填挖交界处，土工格栅纵向与路线纵向平行布设；在路基半填半挖处，土工格栅纵向与路线纵向垂直布设。

4 土工格栅铺设具体措施

4.1 土工格栅材料准备

本工程选用土工格栅材料的纵向屈服伸长度率≤13%，横向屈服延伸率≤16%，每延米纵向拉伸屈服强度≥25KN/m，每延米横向拉伸屈服强度≥35KN/m的双向型土工格栅TGSG25-35。铺设前对有褶皱的土工格栅，一定要拉直整平。

4.2 土工格栅铺设

采用预拉加筋工艺铺设土工格栅。铺设时先整平清扫下承层，然后摊开土工格栅，沿土工格栅纵向利用人工预拉，使其承受一定的预应力，并利用U型钉固定在路基上。施工过程中不允许出现土工格栅鼓包、断裂现象。

土工格栅铺设要求幅之间纵向采取密贴排放，横向采用连接棒连接或搭接法连接，连接强度不低于设计强度，横向接缝错开不小于1m。纵向搭接采用重叠或捆绑的方法，重叠搭接长度不小于30cm，捆绑搭接长度过不小于10cm，捆绑法用聚乙烯绳螺旋式的将上下格栅条捆绑在一起。铺设时使格栅与土层密贴，每隔一定距离用U型钉将格栅固定。

格栅铺设后及时用砂或其他渗水材料覆盖40cm厚，并按设计要求铺回折段砂，外边逐幅回折1m，用砂压住，然后进行整平、压实达到设计要求。

4.3 铺设土工格栅的路基碾压

对铺设土工格栅的路基进行碾压时，禁止重车和其它施工机械直接碾过土工格栅表面。铺设好土工格栅后，每一层填土可在土工格栅旁边卸土，用推土机摊铺土方，碾压时采用轻型压路机压实，避免损伤土工格栅。

4.4 土工格栅保存

土工格栅保存在阴凉的地方，禁止将土工格栅长时间暴露在太阳光下超过48h。

5 实施效果

在路基施工过程中，通过在路基填挖交界、半填半挖地段以及路基帮宽填筑地段使用土工格栅不仅保证了路基稳定性，而且减小了沉降并控制不均匀沉降。从工程的实际情况看，路基质量稳定，无明显的路基沉降现象，说明土工格栅在保证路基稳定性及减少沉降上起到了明显的成效。

6 应用前景

由于土工合成材料所具有的功能和特征性及其在工程实践中的卓越成效，现在土工合成材料己经广泛应用于铁路、公路工程的路基、路面、排水、防护等各种结构中。

——加筋土挡土墙公路旁边和垂直挡土墙中加铺土工合成材料，可提高挡墙的承载能力。

——路面、路基增强土工合成材料可用于公路路面、路基的补强，尤其是在软地基的公路，解决了路面裂缝、车辙压痕问题，可大大提高路面、路基的承载力和使用寿命。

——边坡防护用土工合成材料铺在铁路、公路边坡上，可防边坡上的石块和泥土滑落到路上，危及行车安全。

第8篇：土工合成材料的性能范文

关键词 土石坝防渗设计土工膜

引言:

土石坝是最普遍采用的一种坝型。不论是在全世界，还是在中国，与其他坝型相比较，土石坝都占绝对的优势，与世界土石坝占大坝总数的82.9%，在中国土石坝数量占到大坝总数的93%，且大多是在建国后的第一个五年计划(1953～1957年)和第二个五年计划〔1958～1962年〕时期以及十年“”期间修建，这些工程都是在“三边”(边勘测、边设计、边施工)工作方式下进行并完成的。特别是小型水库更是存在“四不清”(来水域、流域面积、库容、基础的地质情况均未调查清楚)就动工修建。不少的工程虽然完成，但工程质量很差，“后遗症”很多，留下了隐患，经过了近40年的运行，造成了大批的病险水库。根据1981年的统计资料，我国由渗流而引起的破坏事故率约占31.7%。至1981年全国有2391座水库失事，其中大型11座，其余为中小型，由于中小型水库缺少水文地质资料，漫坝冲垮者最多，占51.5%，其次就是渗漏导致垮坝，占29.1%，说明由于渗漏而造成的溃坝问题是相当严重的。本文鉴于土石坝设计中对渗透破坏的考虑,应采取一定的工程措施,减小因渗透造成的对土石坝的危害。目前，土工膜防渗技术在我国土石坝中的应用已渐趋成熟。特别是近年来，在新建的中低土石坝、病险土石坝以及堤防的除险加固中等应用较广。笔者将通过对土石坝防渗基本情况的说明,土工膜在土石坝中的应用,给解决因渗透水流造成的对土石坝的渗透破坏问题提出一些仅供参考的解决方法。

一、土石坝及其基本情况

土石坝是利用砂、土、砂砾以及石料等坝址附近的当地材料填筑而成的挡水建筑物,因此又被称为当地材料坝。土石坝是世界上最古老且应用范围较广的坝型。

土石坝之所以得到广泛应用的原因在于:(1)可就地取材,节省“三材” ；(2)对坝基要求相对低,对地形、地质条件适应性强；(3)随着大型高效的土石方施工机械的采用,加快施工进度,缩短建设工期,提高经济效益；(4)在一般情况下,尤其是在覆盖层较深时,与其他坝型相比,土石坝的造价往往较低；(5)应用管理方便,便于维修、加固、培厚和扩建；(6)由于岩土力学理论发展,电子计算机技术在土石坝中的广泛使用,以及土石坝工程的积累,坝体防渗结构和防渗材料得到改进,为建筑高土石坝提供了有利条件,土石坝得到了有利发展。

二、 土工膜防渗设计

工程实践证明，利用土工膜防渗技术进行土石坝的防渗，具有防渗效果好，工程施工简单，造价低廉等特点。因此，可利用土工合成材料做防渗的工程包括：土石堤、坝的防渗，地基垂直防渗墙及水平铺盖，堆石坝及碾压混凝土坝的上游面防渗体，渠道、蓄水池和水库的防渗衬砌，水闸及水工隧洞的防渗体，施工围堰，土坝加高防渗等。

（一）土工合成材料及土工膜简介

土工合成材料是应用于岩土工程的以人工合成的聚合物为原材料制成的一种新型工程材料。土工合成材料在水利水电工程方面的应用主要包括：防渗，排水和反滤，隔离和封闭，护岸和护底工程，加筋和加固，防汛抢险等方面。防渗功能是一种防止水渗透的功能，而常用的防渗材料为土工膜。土工膜是一种以聚合物或沥青作为材料制造而成的基本不透水的薄膜状土工合成材料，又称防渗膜。土工膜防渗结构具有不透水性强，抗冻性好，重量轻，体积小，厚度薄，便于施工和造价低的特点，得到广泛的应用。

（二）土工膜材料选择

在采用土工膜防渗技术时，对土工膜品质及性能提出以下要求：(1)具备足够的抗拉强度，能承受施工铺设时的拉应力和使用期在水压力作用下不损坏；(2)在设计应用条件下，有足够长的寿命；(3)在侵蚀性的液体中，有足够的抗化学侵蚀能力。选择时，其除了满足防渗要求外，还应满足膜本身强度、防渗性、抗化学侵蚀等方面的要求，而且必须结合工程实际情况，考虑各种薄膜性能、单价、产品质量等方面的因素，经济技术比较后选定。选定的土工膜必须满足工程要求，达到技术指标，有特殊工程需要的满足特殊要求极其相关规定。

（三）土工膜厚度的确定

土工膜厚度的确定应依据防渗和强度两个方面来考虑，其与垫层平整度，材料允许拉应力及弹性模量有关。土工膜厚度的合理与否，是确保土工膜在水压力下不被刺穿漏水的关键因素之一。1998年11月的水利水电工程土工合成材料应用技术规范要求一般选用0.5mm厚度土工膜。不宜选用太薄，太薄易破损，施工保证率小，太薄的土工膜工程质量难以保证，膜上会有非常细小，肉眼看不到的砂眼，小孔洞，应用后会带来不良后果。隐蔽工程还要求厚度大于0.5mm为更好。土工膜厚度核算公式较多，视工程实际情况选择合理的计算公式。当垫层土体粒径d22mm时，一般采用下式进行计算：

3-1

式中--土工膜的厚度，mm；

--铺设薄膜范围内的最大水头，m；

--垫层土壤最大粒径，mm；

--膜的允许拉应力，kPa；

--薄膜的弹性模量,kPa。

利用土工膜进行防渗时，对计算所得理论厚度，然后考虑其他因素，确定最终的采用值。

（四） 防渗结构设计

在一般土石坝工程中，为了有效保护土工膜防渗体的正常工作，土工膜防渗结构一般由上面保护层，上下垫层，土工膜，支持层等几部分组成。支持层是对下垫层和防渗土工膜起到稳定可靠的支撑作用，使土工膜受力均匀，免受局部集中应力的破坏。支持层可用级配良好的压实砂砾料，压实土层等材料。下垫层具有保护土工膜不被支持层材料破坏的作用，并使土工膜受力均匀。下垫层可采用细粒土，土工织物等材料。上垫层可以使土工膜在水中不被漂起并防止膜料老化，可以用透水性良好的砂粒料，沥青砂浆等透水且颗粒较小的材料。上层保护层是外界接触的最外层，具有防御外界水流冲刷，冻冰损坏，紫外线辐射以及膜下水压力的顶托等作用。上面防护层的结构，层次和材料与工程的重要性，工程规模和使用条件等有关，视工程的具体情况确定合理的设计方案。用土工膜防渗结构防渗一定要做好整体性防渗处理，土工膜的铺设一般按照由下而上的顺序铺设，其接缝排列方向与最大坡度线平行，土工膜焊接形式一般采用双焊缝搭接，焊缝双缝宽度为2×10毫米，要与不透水地基和岸坡严密结合，并注意排水问题。土工膜防渗在我县病险水库除险加固建设中使用较多，收到良好的效果。土工膜防渗结构如图1所示。

图1、土工膜防渗结构

三、土工膜防渗的施工质量

应用土工膜防渗技术首先必须科学设计，严把材料质量关，其次要精心施工，严格按照《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》操作。施工时要耐心操作，切莫急于求成，忽视质量，铺膜前应检查基面是否仍有小石子等。施工中应注意土工膜的保护，以防止损坏和老化，铺设完毕要检查薄膜有无破损，是否需要修补，接缝是否紧密。要经常检查垫层和保护层土料质量、填土厚度、填土夯实质量等。要重视质量监督检查，严格验收检验，每道工序完成需经质检人员验收合格后，方可进行下一工序，不合格的要及时返工。另外，要加强运行期间维修管理，发现保护层沉陷、裂缝应及时整修，只有保证保护层断面完整，才能保持理想的防渗效果。

结束语：

土工膜防渗结构在国内某些工程中获得成功，证明了土工膜是一种理想的防渗材料。用土工膜防渗结构，简化了防渗设施的构造，提高了工程防渗能力，缩短了工程工期，降低了工程造价，提高了工程效益。但是作为土石坝整体防渗设计需求，土工膜防渗结构是远远不够的，如前文所述，土工膜一般用于堆石坝的上游坝面防渗体。如何进一步拓宽其使用范围，与其他防渗措施相结合，按照经济合理的总体要求，实现土石坝的总体防渗要求。另外，由于土工膜产品的性能，品种和尺寸规模上不能满足要求，以土工膜为代表的土工合成材料在水利水电工程方面的应用受到一定限制。研究满足使用要求的高质量的土工合成材料，重视工程实践经验，进一步开展在土工膜材料设计施工监测等方面的研究，在工程应用中检测、科研、设计、施工、管理多方协作，促进土石坝防渗技术以及土石坝的发展。

参考文献：

第9篇：土工合成材料的性能范文

1前言

目前设置桥头搭板是使桥梁平稳过渡到道路的最普遍的做法，普通桥头混凝土桥头搭板如图1.0-1所示。

图1.0-1普通桥头混凝土桥头搭板

在图1中①处搭板同路面基层的刚柔过渡处，由于搭板的沉降量比路面基层的沉降量要小得多，使沥青面层在搭板和路面基层相接处产生剪应力，当剪应力超过面层抗剪强度时，面层即在搭板同路面基层相交处产生裂缝。该病害增加行车的风险，影响了行车的舒适性，对道路的工作状况产生不利影响；同时由于车辆在桥头加速或减速，必将增加车辆的能耗和废气排放。据统计全国每年为处理桥头搭板病害花费高达8亿元以上。

针对普通搭板的缺陷而改进了的楔形混凝土桥头搭板技术，经过工程检验能有效预防搭板处路面裂缝。

2技术特点

2.1将刚性搭板同相对来说的柔性基层的刚柔过渡由普通桥头混凝土搭板的一条缝变成了楔形混凝土桥头搭板的1m长的缓冲带，使由沉降差引起的剪应力分布由一条线分散成一个面，极大地改善了沥青面层的受力状态。

2.2在此过渡段加铺能够吸收应力的土工材料，减少路面在该处产生裂缝的可能性，有效地延长路面的使用寿命。

3适用范围

本技术适用于采用半刚性基层沥青路面结构形式的道路工程的桥头搭板施工。

4工艺原理

搭板末端采用如图4.0-1所示的上边短、下边长的楔形构造，使路面基层同搭板的沉降差有了缓冲过渡段，同时在此过渡段加铺防裂的土工材料，显著地降低了沥青路面在此处的剪应力，减少路面在该处产生裂缝的可能性，有效地延长路面的使用寿命。

图 4.0-1 楔形混凝土桥头搭板

5施工工艺流程及操作要点

5.1工艺流程（见图5.1-1）

图5.1-1

5.2操作要点

5.2.1台帽靠背浇筑前将靠背处预埋钢筋按设计要求绑扎牢固。

5.2.2台背土应在台背混凝土强度达到设计强度70%后分层回填压实，混凝土结构处压路机碾压不到处用小型夯实设备夯实。

5.2.3搭板施工前对基层进行检查；基层表面应平整、密实，拱度与搭板底拱度应一致；基层强度、刚度、高程符合要求。在基层上按设计恢复搭板各块混凝土板块的边线。

5.2.4搭板钢筋、伸缩缝预埋钢筋和传力杆的规格、尺寸应准确，安装应牢固、位置准确。搭板钢筋按图5.2.4-1布置。搭板传力杆按图5.2.4-2每30cm布置一道。安装搭板钢筋同时安装好伸缩缝预埋钢筋。

图5.2.4-1 搭板钢筋布置示意图

图5.2.4-2 传力杆布置示意图

5.2.5混凝土模板采用12mm厚竹胶板；外侧采用50mm×100mm方木，间距2.5m；横档采用Φ48mm×3.5mm脚手钢管，上下各一道。模板安装应接缝严密、并保证搭板形状、尺寸及结构相对位置；为防止楔形部分模板上浮，将Φ20mm钢筋锤击入基层1m，纵横向间距各0.5m，通过螺丝将模板固定。施工前应在模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂。

5.2.6混凝土浇筑前，应对模板、钢筋、预埋件等进行检查，确认符合设计和施工要求；模板内无杂物、积水，钢筋上无污垢；混凝土必须满足设计的混凝土强度等级，并具有较好的施工和易性，并在其初凝前浇筑完成；混凝土浇筑时自高处倾落的自由高度不应超过2m，以防止混凝土离析；搭板楔形部位振捣需适当增加振动棒插入密度和时间，确保振捣密实；搭板顶面应平整，顶面标高符合施工图要求。

5.2.7搭板浇筑完成后的，及时覆盖并洒水养护；采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，洒水养护时间不少于7d；掺用缓凝剂的混凝土，洒水养护时间不少于14d。

5.2.8搭板混凝土强度达到2.5MPa后，方可拆除模板；模板拆除后应立即清理养护，方便下次使用。模板拆除后尽快切除伸缩缝部位混凝土，并凿毛。

5.2.9搭板强度达到实际强度70%后方可进行搭板底以上部位的半刚性基层；楔形部位处应用小型夯实设备夯实而不可用重型压路机压实。

5.2.10搭板楔形部位敷设1层宽1.5m的土工合成材料，搭板上50cm，基层上1m。土工材料铺设要紧贴沥青路面下承层，平整，无皱折，尽量张紧，插钉固定，土工材料通长无接头。

6材料

6.1材料

主要有钢筋、混凝土、土工合成材料、型钢伸缩缝、钢模板或木制模板。

7质量控制

7.1基本要求

7.1.1钢筋的品种、规格、性能等均应符合国家现行标准《钢筋混凝土用钢》（GB1499）、《冷轧带肋钢筋》（GB13788）的规定和设计要求。钢筋加工和焊接质量应符合《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18）《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107）规定和设计要求。钢筋安装时，数量、形状应符合设计要求。

7.1.2混凝土用水泥应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）的规定进行强度、细度、安定性和凝结时间的试验。混凝土用矿物掺合料的技术条件应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）、《用于水泥中的火山灰质混合材料》（GB/T2847）等的规定，并应有出厂检验报告和产品合格证。混凝土骨料的颗粒级配范围、各项技术指标以及碱活性检验应符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）的有关规定。混凝土强度应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GHJ107的规定检验评定。

7.1.3台背回填土压实度按城镇道路工程施工与质量验收规范（CJJ1-2008）表6.3.12-2控制。台背处半刚性基层施工质量按公路路面基层施工技术规范（TJT034-2000）控制。

7.1.4搭板应保证桥梁伸缩缝贯通、不堵塞，且与桥台锚固牢固。搭板基底应平整、密实，并在基底上铺3～5cm水泥砂浆垫层。桥头搭板不得有蜂窝、露筋，搭板表面应平整、边缘应顺直。

7.1.5土工合成材料技术性能应符合《土工合成材料塑料土工格栅》（GB/T17689-2008）、《弹性体改性沥青防水卷材》（GB18242-2008）要求和设计要求。土工合成材料敷设、胶接、锚固和回卷长度应符合设计要求。土工合成材料下承层不得有突刺、尖角。

7.1.6沥青面层施工质量按《沥青路面施工及验收规范》（GB50092-96）控制。

7.1.7伸缩缝施工质量按《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）20章第4节控制。

7. 2主要实测项目

主要实测项目见表7.2-1、表7.2-2。

表7.2-1 钢筋安装实测项目

表7.2-2 桥头搭板允许偏差

8效益分析

8.0.1 采用楔形混凝土桥头搭板技术，使刚性搭板同相对来说的柔性基层有了刚柔过渡段，使柔性基层的沉降变形有了缓冲，成功解决了沥青面层在常规桥头搭板和路面基层相接处因沉降差异而产生裂缝的质量问题，减少了后期的维护费用的同时降低了道路维修频率，使交通更为通顺，提高社会对道路服务的满意度。因采用楔形混凝土桥头搭板技术的路桥过渡段更为平顺，减少了车辆在桥头的加速或者减速，降低了车辆的能耗和排放，契合了节能型社会要求。

8.0.2该技术因增加了部分钢筋混凝土和土工材料，在施工过程中增加了一些费用，但比道路使用过程中产生的维护费用而言微不足道，从长远角度看，为业主节约了成本。