土工合成材料(土工织物)在地基、边坡的应用
来源:    发布时间: 2016-03-01 15:44   2066 次浏览   大小:  16px  14px  12px
土工织物的特点是:质地柔软,重量轻,整体连续性好;施工方便,抗拉强度高,没有显著的方向性,各向强度基本一致;弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好,不易霉烂和虫蛀;而且,土工织物具有毛细作用,内部具有大小不等的网眼,有较好的渗透性(水平向1×10-1~1×10-3cm/s)和良好的疏导作用,水可竖向、横向排出。

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      土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基,系在软弱地基中或边坡上埋设土工织物作为加筋,使形成弹性复合土体,起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用,以提高土体承载力,减少沉降和增加地基的稳定。图7-41为土工织物加固地基、边坡的几种应用

土工织物(土工布)的应用

1.材料要求 

土工织物系采用聚酯纤维(涤纶)、聚丙纤维(腈纶)和聚丙烯纤维(丙纶)等高分子化合物(聚合物)经加工后合成。一般用无纺织成的,系将聚合物原料投入经过熔融挤压喷出纺丝,直接平铺成网,然后用粘合剂粘合(化学方法或湿法)、热压粘合(物理方法或干法)或针刺结合(机械方法)等方法将网联结成布。如:长丝土工布、短纤土工布、聚丙烯编织布、烧毛土工布等。土工布

土工织物产品因制造方法和用途不一,其宽度和重量的规格变化甚大,用于岩土工程的宽度由2~18m;重量大于或等于0.1kg/m2;开孔尺寸(等效孔径)为0.05~0.5mm,导水性不论垂直向或水平向,其渗透系数k≥10-2cm/s(相当于中、细砂的渗透系数);抗拉强度为10~30kN/m(高强度的达30~100kN/m)。

2.特点和适用范围

土工织物的特点是:质地柔软,重量轻,整体连续性好;施工方便,抗拉强度高,没有显著的方向性,各向强度基本一致;弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好,不易霉烂和虫蛀;而且,土工织物具有毛细作用,内部具有大小不等的网眼,有较好的渗透性(水平向1×10-1~1×10-3cm/s)和良好的疏导作用,水可竖向、横向排出。材料为工厂制品材质易保证,施工简便,造价较低,与砂垫层相比可节省大量砂石材料,节省费用1/3左右。用于加固软弱地基或边坡,作为加筋使形成复合地基,可提高土体强度,承载力增大3~4倍,显著地减少沉降,提高地基稳定性。但土工聚合物存在抗紫外线(老化)能力较低,如埋在土中,不受阳光紫外线照射,则不受影响,可使用40年以上。

适用于加固软弱地基,以加速土的固结,提高土体强度;用于公路、铁路路基作加强层,防止路基翻浆、下沉;用于堤岸边坡,可使结构坡角加大,又能充分压实;作挡土墙后的加固,可代替砂井。此外,还可用于河道和海港岸坡的防冲;水库、渠道的防渗以及土石坝、灰坝、尾矿坝与闸基的反滤层和排水层,可取代砂石级配良好的反滤层,达到节约投资、缩短工期、保证安全使用的目的

3.施工工艺方法要点 

(1)铺设土工织物前,应将基土表面压实、修整平顺均匀,清除杂物、草根,表面凹凸不平的可铺一层砂找平。当作路基铺设,表面应有4%~5%的坡度,以利排水。

(2)铺设应从一端向另一端进行,端部应先铺填,中间后铺填,端部必须精心铺设锚固,铺设松紧应适度,防止绷拉过紧或褶皱,同时需保持连续性、完整性。避免过量拉伸超过其强度和变形的极限而发生破坏、撕裂或局部顶破等。

在斜坡上施工,应注意均匀和平整,并保持一定的松紧度;避免石块使其变形超出聚合材料的弹性极限;在护岸工程坡面上铺设时,上坡段土工织物应搭在下坡段土工织物上。 

(3)土工织物连接一般可采用搭接、缝合、胶合或U形钉钉合等方法(图7-42)。采用搭接时,应有足够的宽(长)度,一般为0.3~0.9m,在坚固和水平的路基,一般为0.3m,在软的和不平的地面,则需0.9m;在搭接处尽量避免受力,以防移动;缝合采用缝合机面对面或折叠缝合,用尼龙或涤纶线,针距7~8mm,缝合处的强度一般可达缝物强度的80%;胶结法是用胶粘剂将两块土工织物胶结在一起,最少搭接长度为100mm,胶结后应停2h以上。其接缝处的强度与土工织物的原强度相同;用U形钉连接是每隔1.0m用一U形钉插入连接,其强度低于缝合法和胶结法。由于搭接和缝合法施工简便,一般多用之。

(4)为防止土工织物在施工中产生顶破、穿刺、擦伤和撕破等,一般在土工织物下面宜设置砾石或碎石垫层,在其上面设置砂卵石护层,其中碎石能承受压应力,土工织物承受拉应力,充分发挥织物的约束作用和抗拉效应,铺设方法同砂、砾石垫层。 

(5)铺设一次不宜过长,以免下雨渗水难以处理,土工织物铺好后应随即铺设上面砂石材料或土料,避免长时间曝晒和暴露,使材料劣化。

(6)土工织物用于作反滤层时应作到连续,不得出现扭曲、折皱和重叠。土工织物上抛石时,应先铺一层30mm厚卵石层,并限制高度在1.5m以内,对于重而带棱角的石料,抛掷高度应不大于50cm。 

(7)土工织物上铺垫层时,第一层铺垫厚度应在50cm以下,用推土机铺垫时,应防止刮土板损坏土工织物,在局部不应加过重集中应力。 

(8)铺设时,应注意端头位置和锚固,在护坡坡顶可使土工织物末端绕在管子上,埋设于坡顶沟槽中,以防土工织物下落;在堤坝,应使土工织物终止在护坡块石之内,避免冲刷时加速坡脚冲刷成坑。 

(9)对于有水位变化的斜坡,施工时直接堆置于土工织物上的大块石之间的空隙,应填塞或设垫层,以避免水位下降时,上坡中的饱和水因来不及渗出形成显著水位差,使土挤向没有压载空隙,引起土工织物鼓胀而造成损坏。 

(10)现场施工中发现土工织物受到损坏时,应立即修补好。

4.质量控制 

(1)施工前应对土工织物的物理性能(单位面积的质量、厚度、比重)、强度、延伸率以及土、砂石料等进行检验。土工织物以100m2为一批,每批抽查5%。 

(2)施工过程中应检查清基、回填料铺设厚度及平整度、土工织物的铺设方向、搭接缝搭接长度或缝接状况、土工织物与结构的连接状况等。 

(3)施工结束后,应作承载力检验。

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