土工合成材料地基(共10頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上7-1-8 土工合成材料地基7-1-8-1 土工織物地基土工織物地基又稱土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在軟弱地基中或邊坡上埋設(shè)土工織物作為加筋，使形成彈性復(fù)合土體，起到排水、反濾、隔離、加固和補(bǔ)強(qiáng)等方面的作用，以提高土體承載力，減少沉降和增加地基的穩(wěn)定。圖7-41為土工織物加固地基、邊坡的幾種應(yīng)用。.圖7-41 土工織物加固的應(yīng)用（a）排水；（b）穩(wěn)定路基；（c）穩(wěn)定邊坡或護(hù)坡；（d）加固路堤；（e）土壩反濾；（f）加速地基沉降1-土工織物；2-砂墊；3-道渣；4-滲水盲溝；5-軟土層；6-填土或填料夯實(shí)；7-砂井1材料要求土工織物系采用聚酯纖維（滌綸）、聚丙纖

2、維（腈綸）和聚丙烯纖維（丙綸）等高分子化合物（聚合物）經(jīng)加工后合成。一般用無(wú)紡織成的，系將聚合物原料投入經(jīng)過(guò)熔融擠壓噴出紡絲，直接平鋪成網(wǎng)，然后用粘合劑粘合（化學(xué)方法或濕法）、熱壓粘合（物理方法或干法）或針刺結(jié)合（機(jī)械方法）等方法將網(wǎng)聯(lián)結(jié)成布。土工織物產(chǎn)品因制造方法和用途不一，其寬度和重量的規(guī)格變化甚大，用于巖土工程的寬度由218m；重量大于或等于0.1kg/m2；開(kāi)孔尺寸（等效孔徑）為0.050.5mm，導(dǎo)水性不論垂直向或水平向，其滲透系數(shù)k10-2cm/s（相當(dāng)于中、細(xì)砂的滲透系數(shù)）；抗拉強(qiáng)度為1030kN/m（高強(qiáng)度的達(dá)30100kN/m）。2特點(diǎn)和適用范圍土工織物的特點(diǎn)是：質(zhì)地柔軟，重

3、量輕，整體連續(xù)性好；施工方便，抗拉強(qiáng)度高，沒(méi)有顯著的方向性，各向強(qiáng)度基本一致；彈性、耐磨、耐腐蝕性、耐久性和抗微生物侵蝕性好，不易霉?fàn)€和蟲(chóng)蛀；而且，土工織物具有毛細(xì)作用，內(nèi)部具有大小不等的網(wǎng)眼，有較好的滲透性（水平向1×10-11×10-3cm/s）和良好的疏導(dǎo)作用，水可豎向、橫向排出。材料為工廠制品，材質(zhì)易保證，施工簡(jiǎn)便，造價(jià)較低，與砂墊層相比可節(jié)省大量砂石材料，節(jié)省費(fèi)用1/3左右。用于加固軟弱地基或邊坡，作為加筋使形成復(fù)合地基，可提高土體強(qiáng)度，承載力增大34倍，顯著地減少沉降，提高地基穩(wěn)定性。但土工聚合物存在抗紫外線（老化）能力較低，如埋在土中，不受陽(yáng)光紫外線照射，則不

4、受影響，可使用40年以上。適用于加固軟弱地基，以加速土的固結(jié)，提高土體強(qiáng)度；用于公路、鐵路路基作加強(qiáng)層，防止路基翻漿、下沉；用于堤岸邊坡，可使結(jié)構(gòu)坡角加大，又能充分壓實(shí)；作擋土墻后的加固，可代替砂井。此外，還可用于河道和海港岸坡的防沖；水庫(kù)、渠道的防滲以及土石壩、灰壩、尾礦壩與閘基的反濾層和排水層，可取代砂石級(jí)配良好的反濾層，達(dá)到節(jié)約投資、縮短工期、保證安全使用的目的。3施工工藝方法要點(diǎn)（1）鋪設(shè)土工織物前，應(yīng)將基土表面壓實(shí)、修整平順均勻，清除雜物、草根，表面凹凸不平的可鋪一層砂找平。當(dāng)作路基鋪設(shè)，表面應(yīng)有4%5%的坡度，以利排水。（2）鋪設(shè)應(yīng)從一端向另一端進(jìn)行，端部應(yīng)先鋪填，中間后鋪填，端部

5、必須精心鋪設(shè)錨固，鋪設(shè)松緊應(yīng)適度，防止繃?yán)^(guò)緊或褶皺，同時(shí)需保持連續(xù)性、完整性。避免過(guò)量拉伸超過(guò)其強(qiáng)度和變形的極限而發(fā)生破壞、撕裂或局部頂破等。在斜坡上施工，應(yīng)注意均勻和平整，并保持一定的松緊度；避免石塊使其變形超出聚合材料的彈性極限；在護(hù)岸工程坡面上鋪設(shè)時(shí)，上坡段土工織物應(yīng)搭在下坡段土工織物上。（3）土工織物連接一般可采用搭接、縫合、膠合或U形釘釘合等方法（圖7-42）。采用搭接時(shí)，應(yīng)有足夠的寬（長(zhǎng)）度，一般為0.30.9m，在堅(jiān)固和水平的路基，一般為0.3m，在軟的和不平的地面，則需0.9m；在搭接處盡量避免受力，以防移動(dòng)；縫合采用縫合機(jī)面對(duì)面或折疊縫合，用尼龍或滌綸線，針距78mm，縫合

6、處的強(qiáng)度一般可達(dá)縫物強(qiáng)度的80%；膠結(jié)法是用膠粘劑將兩塊土工織物膠結(jié)在一起，最少搭接長(zhǎng)度為100mm，膠結(jié)后應(yīng)停2h以上。其接縫處的強(qiáng)度與土工織物的原強(qiáng)度相同；用U形釘連接是每隔1.0m用一U形釘插入連接，其強(qiáng)度低于縫合法和膠結(jié)法。由于搭接和縫合法施工簡(jiǎn)便，一般多用之。圖7-42 土工織物連接方法（a）搭接；（b）膠合；（c）、（d）縫合；（e）釘接（4）為防止土工織物在施工中產(chǎn)生頂破、穿刺、擦傷和撕破等，一般在土工織物下面宜設(shè)置礫石或碎石墊層，在其上面設(shè)置砂卵石護(hù)層，其中碎石能承受壓應(yīng)力，土工織物承受拉應(yīng)力，充分發(fā)揮織物的約束作用和抗拉效應(yīng)，鋪設(shè)方法同砂、礫石墊層。（5）鋪設(shè)一次不宜過(guò)長(zhǎng)，以

7、免下雨滲水難以處理，土工織物鋪好后應(yīng)隨即鋪設(shè)上面砂石材料或土料，避免長(zhǎng)時(shí)間曝曬和暴露，使材料劣化。（6）土工織物用于作反濾層時(shí)應(yīng)作到連續(xù)，不得出現(xiàn)扭曲、折皺和重疊。土工織物上拋石時(shí)，應(yīng)先鋪一層30mm厚卵石層，并限制高度在1.5m以內(nèi)，對(duì)于重而帶棱角的石料，拋擲高度應(yīng)不大于50cm。（7）土工織物上鋪墊層時(shí)，第一層鋪墊厚度應(yīng)在50cm以下，用推土機(jī)鋪墊時(shí)，應(yīng)防止刮土板損壞土工織物，在局部不應(yīng)加過(guò)重集中應(yīng)力。（8）鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)注意端頭位置和錨固，在護(hù)坡坡頂可使土工織物末端繞在管子上，埋設(shè)于坡頂溝槽中，以防土工織物下落；在堤壩，應(yīng)使土工織物終止在護(hù)坡塊石之內(nèi)，避免沖刷時(shí)加速坡腳沖刷成坑。（9）對(duì)于有

8、水位變化的斜坡，施工時(shí)直接堆置于土工織物上的大塊石之間的空隙，應(yīng)填塞或設(shè)墊層，以避免水位下降時(shí)，上坡中的飽和水因來(lái)不及滲出形成顯著水位差，使土擠向沒(méi)有壓載空隙，引起土工織物鼓脹而造成損壞。（10）現(xiàn)場(chǎng)施工中發(fā)現(xiàn)土工織物受到損壞時(shí)，應(yīng)立即修補(bǔ)好。4質(zhì)量控制（1）施工前應(yīng)對(duì)土工織物的物理性能（單位面積的質(zhì)量、厚度、比重）、強(qiáng)度、延伸率以及土、砂石料等進(jìn)行檢驗(yàn)。土工織物以100m2為一批，每批抽查5%。（2）施工過(guò)程中應(yīng)檢查清基、回填料鋪設(shè)厚度及平整度、土工織物的鋪設(shè)方向、搭接縫搭接長(zhǎng)度或縫接狀況、土工織物與結(jié)構(gòu)的連接狀況等。（3）施工結(jié)束后，應(yīng)作承載力檢驗(yàn)。（4）土工織物地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表7-3

9、9所示。土工織物（土工合成材料）地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 表7-39項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1土工織物（土工合成材料）強(qiáng)度%5置于夾具上作拉伸試驗(yàn)（結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相比）2土工織物（土工合成材料）延伸率%3置于夾具上作拉伸試驗(yàn)（結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相比）3地基承載力設(shè)計(jì)要求按規(guī)定方法一般項(xiàng)目1土工織物（土工合成材料）搭接長(zhǎng)度mm300用鋼尺量2土石料有機(jī)質(zhì)含量%5焙燒法3層面平整度mm20用2m靠尺4每層鋪設(shè)厚度mm±25水準(zhǔn)儀7-1-8-2 加勁土地基加勁土地基系由填土和填土中布置一定量的帶狀筋體（或稱拉筋）以及直立的墻面板3部分組成一個(gè)整體的復(fù)合結(jié)構(gòu)（圖7-43）。這

10、種結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著墻面土壓力、拉筋的拉力、以及填土與拉筋間的摩擦力等相互作用的內(nèi)力，并維持互相平衡，從而可保證這個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定。同時(shí)這一復(fù)合體又能抵抗拉筋尾部后面填土所產(chǎn)生的側(cè)壓力，使整個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。圖7-43 加勁土結(jié)構(gòu)物的剖面示意圖1-面板；2-拉筋；3-填料1加固機(jī)理松散土在自重作用下堆放就成為具有天然安息角的斜坡面，但若在填土中分層布置埋設(shè)一定數(shù)量的水平帶狀拉筋作加筋處理，則拉筋與土層之間由于土自重而壓緊，因而使土和拉筋之間的摩擦充分起作用，在拉筋方向獲得和拉筋的抗拉強(qiáng)度相適用的粘聚力，使其成為整體，可阻止土顆粒的移動(dòng)，其橫向變形等于拉筋的伸長(zhǎng)變形，一般拉筋的彈性系數(shù)比土的變

11、形系數(shù)大得多，故側(cè)向變形可忽略不計(jì)，因而能使土體保持直立和穩(wěn)定。2特點(diǎn)及適用范圍加勁土地基的特點(diǎn)是：土與拉筋共同作用，可充分利用材料性能，使擋墻結(jié)構(gòu)輕型化，其體積僅相當(dāng)重力式擋墻結(jié)構(gòu)的3%5%，對(duì)地基土的要求較低；加勁土的墻面和拉筋由工廠預(yù)制，可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，加速工程進(jìn)度，降低施工成本；適應(yīng)性強(qiáng)，加勁為柔性材料，可以承受地基較大變形，它所容許的沉降比傳統(tǒng)的擋墻為大，因而更適合于軟弱地基上進(jìn)行構(gòu)筑；加勁土用于重力式構(gòu)筑物，墻面垂直，節(jié)省用地面積，有效減少土方量；擋墻面板薄，基礎(chǔ)尺寸小，可節(jié)省工程投資20%60%；而且理論上可不受高度限制；用作擋土結(jié)構(gòu)，面板的形式可按需要進(jìn)行美化設(shè)計(jì)，有利于美化

12、環(huán)境；加勁土復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體性能好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，有良好的抗震性能；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，除壓實(shí)機(jī)械外，不需配備其他機(jī)械，施工迅速，質(zhì)量易于控制。加勁土適用于山區(qū)或城市道路的擋土墻、護(hù)坡、路堤、橋臺(tái)、河壩以及水工結(jié)構(gòu)和工業(yè)結(jié)構(gòu)等工程上，圖7-44為加勁土的部分應(yīng)用，此外還可用于處理滑坡。圖7-44 加勁土的應(yīng)用（a）常規(guī)深基處理方法；（b）加勁土處理方法（不用深基）1-填土；2-礦渣；3-粉土；4-礫石；5-泥灰?guī)r；6-近代沖積層；7-白堊土；8-公路；9-面板；10-拉筋3加勁土的材料和構(gòu)造要求（1）拉筋材料要求抗拉強(qiáng)度高，延伸率小，耐腐蝕和有一定的柔韌性。多采用鍍鋅帶鋼（截面5mm×

13、40mm或5mm×60mm）、鋁合金鋼帶和不銹帶鋼、鋼條（Q235鋼）、尼龍繩、玻璃纖維和土工織物等。有的地區(qū)，就地取材，也有采用竹筋、包裝用塑料帶、多孔廢鋼片、鋼筋混凝土代用，效果亦好，可滿足要求。（2）回填土料宜優(yōu)先采用一定級(jí)配的礫砂土或砂類土，有利于壓密和與拉筋間產(chǎn)生良好的摩阻力，也可采用碎石土、黃土、中低液限粘性土等，但不得使用腐殖土、凍土、白堊土及硅藻土等，以及對(duì)拉筋有腐蝕性的土。4構(gòu)造要求面板一般采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，其厚度不應(yīng)小于80mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C18；簡(jiǎn)易的面板亦可采用半圓形油桶或橢圓形鋼管。面板設(shè)計(jì)應(yīng)滿足堅(jiān)固、美觀、運(yùn)輸方便和安裝容易等要求，同時(shí)要

14、求能承受拉筋一定距離的內(nèi)部土引起的局部應(yīng)力集中。面板的形式有十字形、槽形、六角形、L形、矩形、Z形等，一般多用十字形，其高度和寬度由50150mm；厚度80250mm。面板上的拉筋結(jié)點(diǎn)，可采用預(yù)錨拉環(huán)、鋼板錨頭或留穿筋孔等形式。鋼拉環(huán)應(yīng)采用直徑不小于10mm的I級(jí)鋼筋，鋼板錨頭采用厚度不小于3mm的鋼板，露于混凝土外部部分應(yīng)做防銹處理；土工聚合物與鋼拉環(huán)的接觸面應(yīng)做隔離處理。十字形面板與拉筋連接多在兩側(cè)預(yù)留小孔，內(nèi)插銷子，將面板豎向互相連鎖起來(lái)（圖7-45）。面板與拉筋的連接處必須能承受施工設(shè)備和面板附近回填土壓密時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力。圖7-45 預(yù)制混凝土面板的拼裝拉筋的錨固長(zhǎng)度L，一般由計(jì)算確定

15、，但是還要滿足L0.7H（H擋土墻高度）的構(gòu)造要求。5施工工藝方法要點(diǎn)（1）加筋土工程結(jié)構(gòu)物的施工程序是：基礎(chǔ)施工、構(gòu)件預(yù)制面板安裝填料攤鋪、壓密和拉筋鋪設(shè)地面設(shè)施施工。（2）基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，基槽（坑）底平面尺寸一般應(yīng)大于基礎(chǔ)外緣0.3m，基底應(yīng)整平夯實(shí)。基底必須平整，使面板能夠直立。（3）面板可在工廠或附近就地預(yù)制。安裝可用人工或機(jī)械進(jìn)行。每塊板布置有安裝的插銷和插銷孔。拼時(shí)由一端向另一端自下而上逐塊吊裝就位，拼裝最下一層面板時(shí)，應(yīng)把半尺寸的和全尺寸的面板相間地、平衡地安裝在基礎(chǔ)上。安裝時(shí)單塊面板傾斜度一般宜內(nèi)傾1/150左右，作為填料壓實(shí)時(shí)面板外傾的預(yù)留度。為防止填土?xí)r面板向內(nèi)外傾斜而不成一垂

16、直面，宜用夾木螺栓或支斜撐撐住，水平誤差用軟木條或低強(qiáng)度砂漿調(diào)整，水平及傾斜誤差應(yīng)逐塊調(diào)整，不得將誤差累積到最后再進(jìn)行調(diào)整。（4）拉筋應(yīng)鋪設(shè)在已經(jīng)壓實(shí)的填土上，并與墻面垂直，拉筋與填土間的空隙，應(yīng)用砂墊平，以防拉筋斷裂。采用鋼條作拉筋時(shí)，要用螺栓將它與面板連接。鋼帶或鋼筋混凝土帶與面板拉環(huán)的連接以及鋼帶、鋼筋混凝土帶間的連接，可采用電焊、扣環(huán)或螺栓連接。聚丙烯土工聚合物帶與面板的連接，可將帶一端從面板預(yù)埋拉環(huán)或預(yù)留孔中穿過(guò)，折回與另一端對(duì)齊。聚合物可采用單孔穿過(guò)、上下穿過(guò)或左右環(huán)孔合拼穿過(guò)，并綁扎防止抽動(dòng)（圖7-46），但避免土工聚合物帶在環(huán)（孔）上綁成死結(jié)。圖7-46 聚丙烯土工聚合物帶拉筋

17、穿孔法1-上下穿筋；2-左右穿筋；3-單孔穿筋（5）填土的鋪設(shè)與壓實(shí)，可與拉筋的安裝同時(shí)進(jìn)行，在同一水平層內(nèi)，前面鋪設(shè)和綁拉筋，后面即可隨填土和進(jìn)行壓密。當(dāng)拉筋的垂直間距較大時(shí)，填土可分層進(jìn)行。每層填土厚度應(yīng)根據(jù)上下兩層拉筋的間距和碾壓機(jī)具性能確定。一般一次鋪設(shè)厚度不應(yīng)小于200mm。壓實(shí)時(shí)一般應(yīng)先輕后重，但不得使用羊足碾。壓實(shí)作業(yè)應(yīng)先從拉筋中部開(kāi)始，并平行墻面板方向逐步駛向尾部，而后再向面板方向進(jìn)行碾壓，嚴(yán)禁平行拉筋方向碾壓，直壓到最佳密實(shí)度為止。土料運(yùn)輸、鋪設(shè)、碾壓離板面不應(yīng)小于2.0m。在近面板區(qū)域內(nèi)應(yīng)使用輕型壓密機(jī)械，如平板式振動(dòng)器或手扶式振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。（6）加勁土擋墻內(nèi)填土的壓實(shí)度，距面板1.0m以外，路槽底面以下080cm深度，對(duì)高速一級(jí)公路應(yīng)95%；對(duì)二、三、四級(jí)公