時間：2023-06-04 10:48:05
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土工合成材料，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
土工合成材料是土木工程應用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各種土體之間，發揮加強或保護土體的作用?！锻凉ず铣刹牧蠎眉夹g規范》將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復合材料等類型。
土工合成材料在土工程中的應用，主要有反濾、排水、隔離、防滲、防護和加筋等多種作用。但必須指出，在工程實際應用中是幾種應用的組合，有的是主要的，有的是次要的。例如，對松砂或軟土地基上的鐵路路基，其隔離作用是主要的，而反濾和加筋作用是次要的；而軟土地及上的公路路基，則加筋作用是主要的，而隔離和反濾作用是次要的。以下分別闡述各種作用。
一、反濾作用
在滲流出口區鋪設土工合成材料作為反濾層，這和傳統的砂礫石濾層一樣，均可提高被保護土的抗滲強度。對這方面國內外都進行過不少研究。
多數土工材料在單向滲流的情況下，在緊貼土工合成材料的土體中，發生細顆粒逐漸向濾層移動，同時還有部分細顆粒通過土工合成材料被帶走，遺留下較粗的顆粒，從而與濾層相鄰一定厚度的土層逐漸自然形成一個反濾帶，阻止土粒的繼續流失，最后趨于穩定平衡。亦即土工合成材料與其相鄰接觸部分土層共同形成了一個完整的反濾系統。將土工合成材料鋪放在上游面快事護坡下面，起反濾和隔離作用；同樣也可鋪放在下游排水體（如電排水或棱體排水）周圍起反濾作用，以防止管涌；也可鋪放在均勻土壩的壩體內，起豎向排水作用，這樣可有效的降低均質壩的壩體浸潤線，提高下游壩體的穩定性，滲流水沿土工合成材料進入水平排水體，最后排至壩體外。具有這種排水作用的土工合成材料，要求在縱向（即土工合成材料本身的水平方向）有較大的滲透系數。
具有相同孔徑尺寸的無紡土工合成材料和砂的滲透性大致相同。但土工合成材料的孔隙率比砂高的多，土工合成材料的密度約為砂的1／10，因而當土工合成材料和砂具有相同的反濾特征時，則所需土工合成材料質量要比砂少90%。此外，土工合成材料濾層的厚度為砂反濾層1／100至1／1000，其所以能如此，是因為土工合成材料的結構保證了它的連續性。為此，在具有相同反濾特征條件下，土工合成材料的質量僅為砂層的1／1000至1／10000。
二、排水作用
具有一定厚度的土工合成材料有良好的三維透水特征，它除了可作透水作用外，還可使水經過土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，構成水平排水層。
三、隔離作用
在修筑道路時，一般路基和路床順次施工，運營時由于荷載壓力和雨水的通過，使路基材料、路床材料和一般材料都混合在一起，使原設計的強度、排水和過濾的功能減弱，為了防止這種現象的發生，可將土工合成材料設置在二種不同特性的材料間，不使其混雜，但又能保持統一的作用，起滲透膜的作用，防止軟弱土層侵入路基的碎石，不然會引起翻漿冒泥，最后使路基和路床的設計厚度減小，導致道路的破壞。
在鐵路工程中，鋪設土工合成材料后籍以保持軌道的穩定性，并減少養護費用。土工合成材料也可用于材料的儲存和堆放，避免材料的損失和劣化，對廢料還可有助于防止污染。
用作隔離的土工合成材料，其滲透性應大于所隔離土的滲透性，在承受動載作用時，土工合成材料還應有足夠的耐磨性，當被隔離材料或土層間無水流作用時，也可用不透水的土工膜。
四、防滲作用
土工膜和復合土工合成材料可以防止液體德爾滲漏，氣體的揮發和保護環境?？捎糜谕潦瘔魏蛶靺^的防滲；渠道、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；可用于修筑施工圍堰等。
五、防護作用
土工合成材料對土體或水面可起防護作用，如防止河岸或海岸被沖刷；防止土體的凍害，防止水面蒸發或空氣中的灰塵污染水面。
六、加筋作用
當土工織物或土工隔柵埋設在土體內適當位置，依靠它們與土界面的相互作用（摩阻與咬合），限制了土體的側向位移，提高了土體的強度和穩定性，其應用范圍有：加固土坡和堤壩、地基及擋土墻。
土工合成材料在路堤工程中的作用有：1、可使邊坡變陡，節省占地面積；2、防止滑動路堤通過路堤和地基土；3、防止路堤下因承載力不足而破壞；4、跨越可能的沉陷區。
由于土工合成材料有較高的強度，又具有較好的柔性，且能緊貼于地基表面，使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中，鋪設的土工合成材料將阻止破壞面的出現，從而提高地基承載力。在軟土地基上家和后可能會產生蠕變，對鋪設土周圍的地基土會引起側面隆起。如將土工合成材料鋪設在軟土地基的表面，由于土工材料承受拉力和土的磨擦作用，組織了地基土的側向擠出，從而減小了變形增大了地基穩定性。在沼澤地、泥炭土和軟粘土上建造臨時道路是土工合成材料最為重要的用處之一。
在擋土結構的土體中，每隔一定垂直距離鋪設加筋作用的土工合成材料時，對臨時性的擋墻，可只用土工合成材料包裹著砂來填筑。另外，由于這種類型的墻面往往是不平整的，所以通常用表土覆蓋的墻面同時也可防止日光紫外線的照射對土工合成材料的強度損傷。對于長期使用的擋墻，往往都采用混凝土墻板。■
參考資料
[關鍵詞] 邊坡防護 邊坡病害 侵蝕機理 土工合成材料
問題的提出
從20世紀80年代開始，我國的公路基礎設施實現了跨越式的發展，取得了舉世矚目的成就。隨著我國基礎設施的大力發展，在公路、鐵路等部門都涉及到大量的邊坡問題，因此對邊坡的正確認識、合理設計、適當治理，把邊坡失穩造成的災害降到最低限度意義重大。目前，土工合成材料發展很快，應用范圍不斷擴大，工藝水平日新月異，使得新產品常常成為展覽品。各種土工合成材料，包括土工薄膜、土工織物、土工柵條、土工網格、土工模袋，在填土襯墊、陡坡和豎直擋土墻的加固、排水系統、軟土路基、侵蝕控制、堤防和大壩等方面補充或替代了傳統的設計。
路基邊坡病害分析及防護設計原則
1.邊坡破壞產生的危害。①邊坡破壞帶來系列的工程問題和環境問題，嚴重的中斷交通，甚至造成人員傷亡，給國家和人民的利益帶來巨大的損失。②邊坡的淺層破壞造成邊坡落石，還危及行車安全，導致人員傷亡事故有時發生。③邊坡深層破壞帶來的后果更加嚴重。除在公路建設和養護期間需要花費大量的人力和財力進行處治外，還往往中斷交通。處治后發生病害的邊坡在進行處治時，技術和施工難度增加。④路堤邊坡破壞往往導致路面斷板、開裂，這種現象較為普遍，嚴重的情況是出現路堤整體滑動和中斷交通，除給公路運營管理部門帶來直接的經濟損失外，還給用路者帶來難以估量的間接損失。
2.路基邊坡病害的原因分析。（1）氣候因素。氣候因素有氣溫、降水、風速、風向、最大凍土深度等。在大面積的土質或風化巖質坡面上，由于溫差對地表的影響，加上雨水直接沖刷坡面，極易風化剝落，導致塹坡水土大量流失，或坡面產生裂縫，發生淺層溜方。（2）水文因素。水文因素如地表水的排泄，河流常水位、洪水位，有無地表積水和積水時間長短，河岸淤積情況；水文地質因素有地下水埋深、移動規律，有無層間水、裂隙水、泉水等。（3）土質因素。沿線地質因素，如巖石的種類、風化程度和裂隙情況，巖石走向、傾向、傾角、層理和巖層厚度以及有無斷層或其他不良地質現象。
土是建筑路基及邊坡的基本材料，不同的土類具有不同的工程性質。砂粒土的強度構成以內摩擦力為主，強度高，受水的影響小；黏性土的強度形成以黏聚力為主，強度隨密實程度的不同變化較大，并隨濕度的增大而降低；粉土類土毛細現象強烈，強度和承載力隨著毛細水上升和濕度的增大而下降。對于黃土質砂黏土或其他黏土質土，因其透水性弱、崩解性強、經雨水浸泡后土體表層含水量達到和狀態時，易使邊坡失穩而溜方；若路堤填料不合格，又沒有進行土質改良，將導致邊坡結構層斷裂破壞。
土工合成材料在路基邊坡防護中的應用
土工合成材料的種類。土工合成材料大體可以分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料四大類，每類材料又都有各自的相關產品。
1.土工織物特點。土工織物是采用編織技術生產的透水性土工合成材料，他的特點是重量輕、整體連續性好。可做成較大面積的整體，長度可達數百米。并且施工簡便、抗拉強度高、耐腐蝕和微生物侵蝕性好。
2.土工膜的分類及特點。土工膜是一種不透水的土工合成材料，可分為瀝青土工膜和聚合物土工膜兩類。土工膜的主要特點是透水性極低，其工程特性隨類別、制作方法、產品類型的不同而發生很大的變化。土工膜還有很好的彈性和應變能力、良好的耐老化能力，尤其適用于水下工程。
3.關于土工材料的說明。土工格柵、土工網、土工模袋、土工墊和土工室以及輕型土工合成材料統稱為土工合成材料。土工格柵是經過拉伸工藝形成的具有方形或矩形格柵的聚合物板材，主要用作加筋材料。土工網是合成料條帶編織或合成樹脂壓制成的具有較大孔眼、剛度較大的網狀合成材料，是主要的加筋材料。土工模袋是一種雙層聚合物化纖織物制成的袋狀材料，他可以代替模板成型混凝土或砂漿。土工墊和土工室是合成材料特制的三維結構，前者多為透水聚合物網墊，后者多為蜂窩狀或網狀三維結構，主要用于護坡或植草綠化
4.土工復合材料。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合起來，成為土工復合材料。土工復合材料可將不同構成材料的性質結合起來，更好地滿足具體工程的需要，能起到多種功能的作用。如復合土工膜，將土工膜和土工織物按要求制成土工膜―土工織物組合物，稱復合土工膜。土工膜主要用來防滲，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。不同的工程有不同的綜合功能要求，故土工復合材料的品種繁多，可以說土工復合材料是當前和今后一段時期發展的大方向。
土工合成材料發展前景
土工合成材料有諸多功能，又有重量輕，體積小，強度高，耐腐蝕等特點，尤其是缺砂少石的地區更有其用武之地。但土工合成材料畢竟是一門非常年輕的新技術，對其生產、試驗、設計、施工工藝等在世界范圍內還沒有完全統一，很多人對這種新型建筑材料還不甚了解，但土工合成材料畢竟是富有生命力的新生事物，況且世界對土工合成材料的研究與應用已達相當高的水平，在不遠的將來，其效能一定能蓬勃發展，為社會主義建設作出重大貢獻。
總之，搞好鐵路、公路建設，確保公路邊坡穩定、安全、搞好環境保護，要深入了解公路邊坡破壞的型式與機理，針對不同工程對象的土質、水文、氣候等特點，靈活采用不同的防護型式，加強設計，加強施工建設管理，建安全之路、建生態之路、優美之路。
參考文獻：
[1]楊航宇，朱贊凌，羅志聰.公路邊坡防護與治理[M].人民交通出版社.
[2]王道雄.土工合成材料在公路工程中的應用[M].人民交通出版社.
關鍵詞：水庫土壩除險加固 土工合成材料 綜合處理 新技術
1我國病險水庫概況
1.1水庫概況
我國現有各類水庫84926座，其中大型水庫415座，屬水利部門管理的342座，中型水庫2618座，小型水庫81893座，而土壩占水庫總數的70%。目前全國病險水庫有37000座，約占全國現有水庫總數的44%。
1.2病險水庫除險加固基本情況
國家對水庫加固十分重視，1998年以來中央對2381座病險水庫進行了除險加固，目前已經完成了2190座大型水庫和中型水庫的除險加固任務。小型水庫加固工作正在有序進行。
2病險水庫存在的主要問題
1.1水庫基本組成
絕大多數水庫主體建筑物由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成，大壩作為最重要的永久建筑物，主要起攔蓄來水的作用；溢洪道和輸水洞均有下泄來水的作用，但溢洪道主要用來下泄來勢較大的洪水，保證水庫的防洪安全，輸水洞一般用來有序利用水庫蓄水，發揮水庫興利效益。
1.2病險水庫存在主要問題
參閱部分水庫安全鑒定結論和水利部安全管理中心的核查意見，病險水庫土壩一般主要存在以下問題。（1）大壩壩頂欠高，水庫大壩防洪能力不滿足規范要求；（2）大壩壩坡抗滑穩定安全系數不滿足規范要求。（3）大壩浸潤線不正常，運行過程中，出現滲流異?，F象；
3 水庫土壩加固的研究
在全國已建的水庫中，土石壩占70%，本文主要研究土工合成材料在土壩除險加固中的應用，并通過實例體現新技術、新措施的優勢。大壩，它的安全不僅關系到發揮防洪、供水等效益，也關系到下游人民生命財產的安全，因此大壩加固亦是工程的的重點。大壩加固主要解決：壩高不滿足防洪安全的問題、壩坡不穩定和大壩滲漏的問題。
本文提出采用當代先進加固技術――土工合成材料對土壩加固，并介紹了其主要特點。
3.1土工合成材料簡介
土工合成材料是一種新興的巖土工程材料，可以分成土工織物、土工膜、土工復合材料和特種土工合成材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為材料，制成各類各型產品，至于土體內部，表面或者各層土體之間，發揮加強或者保護土體的作用。目前，土工合成材料已經在水利水電、建筑、公路、鐵路、港口等工程中推廣使用。
3.2土工合成材料的功能概述
土工合成材料的應用非常廣泛，總結起來有下列五種基本功能：
1過濾作用，即把土工織物置于土體表面或相鄰土層之間，可以有效地阻止土顆粒的通過，從而防止了由于土顆粒的過分流失而造成的滲透變形；2排水作用。有些土工合成材料可以收集土體中的水分，并沿著土工合成材料內的通道，把水排出土體中，加速土體固結，或者減小土體內的滲透壓力；3加筋作用, 主要是一些特種土工合成材料，埋設在特定的方向，利用其抗拉強度，限制側向位移，增強土體的穩定性；4防滲作用。土工膜和某些復合型土工合成材料，可以防止液體滲透、氣體的擴散。5防護作用，多種土工合成材料鋪設在建筑物表面，可以防止水流的沖刷。
由于以上功能，土工合成材料廣泛使用在各種土木工程中，在水庫除險加固中，也嘗試針對工程實際問題，采用土工合成材料對土壩加固。
3.3土工合成材料在土壩上、下游壩坡穩定問題上的應用
壩高不滿足防洪要求、壩坡不穩定的處理，傳統的做法是：加大壩高，上、下游壩坡培厚。這種方法有以下后果：放緩的壩坡占用上、下游空間，導致水庫上游庫容減少、下游占用大量耕地，弊端在大壩較高時體現的尤其明顯。如果采用新技術將新型材料――土工格柵分層植入上、下游壩坡，增大壩坡填土的抗拉、抗壓力度，起到增大壩坡穩定性的效果，僅對壩頂進行局部加高，不進行上、下游壩坡培厚，則可達到節約耕地、少占水庫庫容，減少工程投資的效果。此外，土工格柵加固法，還具有施工便捷，工期短，不受氣候影響等優點。
廣州岑村水庫為一?。?）型水庫，位于鐵爐山公園西南側，總庫容25.18萬方，岑村水庫大壩為均質土壩，壩頂高程42.5m，壩基高程29.0m，最大壩高13.5m，頂寬7m，有交通要求。上游游壩坡1:1.5，下游壩坡1:1.5，除險加固中，該水庫大壩上、下游壩坡均不滿足穩定要求，若采取上、下游覆壩的方法，則：將減少近2.5萬方興利庫容；同時下游存在拆遷問題，難以解決，效果不佳。設計中采用對水庫大壩上、下游壩坡分層植入土工格柵的辦法，以增加壩坡整體穩定性，使壩坡穩定問題得到很好解決，同時，減少了施工用地，減少工程投資76萬元，取得很好的社會效益。該大壩填填土受力原理見下圖：
3.4 土工合成材料在土壩防滲問題上的應用
土壩滲漏是一個嚴重的問題，一般采取做混凝土防滲墻或帷幕灌漿進行處理。該方法防滲效果較好，但存在對地質勘探要求高、投資大、施工難的問題。采用易于施工，也較為經濟的上游壩坡鋪設一層土工膜防滲是很好的處理辦法。這種方法對地質勘探要求很低，施工便捷、周期短，投資較小，效果很好。
我國廣西田村水庫土石壩，壩高48米，壩頂長139米。原設計用粘土作為心墻防滲體，但施工中，壩高筑到10米后，陰雨綿綿，致使粘土含水量高，無法使用。則改用溢洪道開挖的風化砂填筑心墻，在其表層鋪設土工膜，并將土工膜底端埋設在上游面粘土內。很好的克服了施工難的問題，并取得很好防滲效果。
3.5合成材料在水利工程其他方面的應用
我國三峽工程，一期圍堰和二期圍堰的上部都采用了復合土工薄膜心墻防滲結構。一期圍堰土工薄膜的底端與圍堰下部的柔性材料防滲墻相連接；二期圍堰土工薄膜的底端與圍堰下部的塑性混凝土防滲墻相連接。在這個世紀大工程的施工過程中立了功。
最近以來，人們對土工合成材料加筋土結構在與環境保持和諧一致方面也作了嘗試，用土工格柵加筋、帶有面板的加筋體表面依然很美觀，特別是在加筋體表面鋪設三維植草網墊之后，更能美化環境，可見合成材料應用領域還有很大開拓空間，應該重視并延伸。
4 結語
綜上所述土工合成材料有以下優點和優勢：
1性能優越
土工合成材料應用于土體結構之后，高分子材料的優勢都能充分發揮，產生良好的效果；
2施工方便、快速
土工合成材料本身重量輕，多為卷材，鋪設或者安裝都很方便。特別是早期在土工膜的接縫方面，只是簡單的搭接或粘合劑粘結，現在已經可以焊接，超聲波接縫等等。此外與土方回填碾壓及混凝土澆筑相比，土工合成材料的鋪設受天氣的影響小。
3耐久性好，及時需要更換土工合成材料，也比較方便。
4價格低廉，使用土工合成材料，往往比其他工程措施要經濟廉價。
目前我國土壩的除險加固工程措施還比較傳統，大量新技術、新材料沒有得到推廣和應用，客觀上對國家資金造成一定程度的浪費，同時，也不利于新興土工合成材料產業在水利行業的發展,通過以上對合成材料的優勢和具體實踐應用，希望合成材料在水利工程上的應用更加廣泛。■
參考文獻
1．張光斗，王光綸《水工建筑物》。水利電力出版社，1992
2．潘家錚，何《中國大壩50年》中國水利水電出版社，2000
3.白永年《中國堤壩防滲加固新技術》中國水利水電出版社，2001
關鍵詞：土工合；成材料；巖土工程
土工合成材料是巖土工程中的高分子聚合物為原料制成的各種人工合成材料的總稱，是具有良好物理化學特性的水工性能。隨著當前社會發展過程中，各種技術手段的不斷應用，水工合成材料的應用和發展也在日益的提高與變化，被廣泛的應用在當前各種建筑工程中。目前土木合成材料已經被廣泛的應用在道理工程、建筑工程、海港工程、礦山工程、軍事工程以及水利工程等多個領域。
一、土工合成材料的功能
土工合成材料的功能是多方面的，其主要的功能有以下幾點：
1、過濾功能
把土工織物釋放在土體表面或者相鄰土層之間，可以有效的組織土顆粒通過，從而防止由于土顆粒過量流失造成的土體破壞，同時允許土中的水或者空氣穿過織物自由的排出，以免由于孔隙水壓力的升高而造成土體的失穩等不利的后果。
2、排水功能
有些土木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，沿著材料的平面排至體外，這方面的產品有瀝青混凝土膜、混合土工膜，排水板風，適用于高填路堤內部的垂直排水或者水平排水、軟基處理的過程中垂直排水等。
3、隔離功能
有些土工合成材料能夠把兩種不同粒徑的土、砂、石料隔離開來，或者吧土、砂、石料與地基或者其他建筑物隔離開來，以免相互混雜，失去各種材料和結構的完整性，發生土粒流失現象。.
4、加筋作用
土工合成材料埋在土中，可以擴散土體的預應力，增加土體的模量，傳遞拉應力，限制土體側向位移，還能夠增加土體和其他材料之間的摩擦力，提高土體及其有關建筑物的穩定性。
二、土工合成材料的應用
1、過濾及其排水
可以根據當前工程過濾、排水的需要，合理的選用土工織物、土工符合材料和土工管等，采用土工合層材料進行過濾、排水設施的主要工程有：
在鐵路、公路過濾和排水設施的施工的過程中被廣泛的應用，成為當前公路施工的主要手段和方法，更是提高公路施工質量和施工效率的前提和關鍵。
2、隔離
在水工合成材料使用的過程中，其在各種道路和路基的施工中都能夠有效的將軟土地基和路基進行隔離，產生相應的隔離層，在公路基層施工的過程中是利用其進行地基和路基碎石進行隔離的主要方式和方法。
三、土工合成材料的施工技術
1、土工合成材料的儲存與保管
土工合成材料是以高分子聚合物為原料的化纖產品，在陽關照射下容易老化，使得強度降低，盡管在制造的過程中采用了相應的防止老化措施，然而在地下或者水下能夠正常使用幾十年和其他物質一樣老化是不可必滿的，對永久性的建筑物而言，當然是手民越長越好，因此其儲存與保管就先的非常重要。
2、滲土工合成材料的鋪設技術
土工合成材料自廣泛用于巖土工程建設以來，在水利水電工程建設中引起不小的變革，這不僅反映在水利水電工程的材料使用上，而且反映在設計原理、計算方法、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，因鋪設結構形式的不同，其施工工藝和鋪設技術也不盡相同。
3、土工合成材料的施工要求
在施工的過程中首先對使用前的各個設備和材料的使用型號。規格進行嚴格的檢查，其是否能夠達到設計要求，用作過濾、墊層、排水層的過程中，對各種具有裂紋、老化的土工成品都不能使用。
在備料的過程中要根據工程部位、大小按照施工的要求進行裁剪和拼接；防滲用土工膜盡量的采用寬幅度，以減少剪裁量，最好是使用預先拼接成的要求尺寸。捐災鋼管上后運至工地。
土工合成材料在接觸面的處理中飯，只要鋪設面在施工的前面進行處理，清除表面的各種污物和能夠損傷土工材料接觸面的英武，使得地面平整，土工合成材料在使用的過程中是不易被損壞的，。所以在進行土工織物施工的額過程中要清楚各種表面物體。
鋪設土工合成材料是一種連續性、整體性，左后腰與其他結構的連接，特別是土工膜防滲應當與安珀和其他一切防滲體密接，構成完全封閉體系，土工織物當付款和長度達不到要求的時候，要做好接縫。結構，接縫的方法是有搭接、封接和粘接。
4、常見的各種問題
經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易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產生應力集中導致破壞；鋪設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，使土工薄膜產生過度拉伸，撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護土工薄膜，當水位驟降時，土體中的孔隙水壓力和庫水位失去平衡而造成失穩滑動。只要按照施工規范和施工組織設計施工，確保施工質量，就可避免或減少類似問題的出現。
四、土工合成材料的施工質量控制
1、土工膜防滲工程接縫檢查
接縫粘合質量與其他結構結合的牢固性等檢查的方法有目測法、現場見咯發和抽樣測試法。
目測法是觀察有無漏接，接縫是否五燙傷、五褶皺，是否拼接均勻的主要手段和方法。
現場檢漏法應對全部焊縫進行監測，常用的有真空閥和重啟法，真空非法是利用吸盤、真空泵的方法進行檢查的系統設備。在監測的過程中通過局部刷凈、涂肥皂水放入吸盤，通過抽出空氣至真空進行監測，然后關閉氣泵，看吸盤頂部是否具有透明罩內的肥皂水泡產生，真空度有無下降，若有，說明有漏氣，應該及時的補救。
2、土工化合物的檢點
檢查所用的土工織物的質量和規格是否合格，搭接寬度和縫合質量是否符合設計要求、。
3、土工織物防護工程檢點
檢查所有的材料品種和規格以及性能是否符合設計要求，抽檢施工中所用的各種物料尺寸、質量、結構重量風是否與設計要求相符；檢查施工方法是否符合施工規范，對土工合成材料是損壞等。在完工之后檢查水上、水下跑護體的范圍、高度以及厚度和各種不同類型的防護工程施工質量是否具有設計要求相符合。更要檢查被防護工程在施工的過程中能夠周圍環境影響因素是否否和設計的要求。
關鍵詞 土工合成材料；防滲；排水；應用
中圖分類號TU5 文獻標識碼A 文章編號 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品。土工合成材料具有重量輕、整體性好、產品規格化、強度高、耐腐蝕性強、運輸和儲運方便、施工簡易等優點。應用于土石壩工程可收到節省工程投資、縮短工期的效果。土工合成材料具有防滲、排水、過濾、加筋、隔離、防護等多種功能，是一種很有發展前景的新型壩工材料。隨著其日益廣泛的應用，產品品種不斷增加，質量性能不斷提高。我國國家技術監督局與建設部也已了GB50290――98《土工合成材料應用技術規范》。
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。合成橡膠薄膜可用尼龍絲布加筋，其抗老化及各種力學性能都較好，但價格比塑料薄膜貴。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，還有各種復合型土工膜，如將土工薄膜與土工織物復合成一體，土工織物能起緩沖受力作用，可彌補土工膜強度的不足，又能改善接觸面的抗磨性能。土工膜的滲流系數一般都在1×10-8cm/s以下。土工膜早期應用于渠道防滲，20世紀60年代以后應用于土石壩，在前蘇聯及法國等歐洲國家應用較多。據報道，前蘇聯曾在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，使用土工膜防滲運行良好，現已加高到期134m。
應用土工膜作土石壩防滲體時，可以鋪設在上游面，并在其上部和下部分別設置上墊層和下墊層，再在表面加防護層。防護層可采用砂礫料、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、土工織物或土工網等；下墊層可采用壓實細粒土、土工織物、土工網、土工格柵等。當土工膜具有足夠強度和抗老化能力時，也可不設防護層、上墊層；復合土工膜可不設下墊層。采用土工膜的壩坡坡度受墊層和土工膜間的摩擦系數所控制，一般比較平緩，用料較多，但鋪設和檢修較方便。也可將土工膜直立鋪設于壩體中部，此時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。在土工膜防滲體設計施工中，要注意許多細部構造問題，以保證其防滲效果，如盡量采用復合型土工膜，膜厚不宜小于0.5mm,對于重要工程應適當加厚；對于次要工程,可以適當減薄,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合，一般采用錨固槽的連接方式；鋪設時應保持松弛狀態，以避免高應力造成的破壞；注意薄膜的粘結或焊接工藝，以保證連接質量。土石壩上游防滲土工膜鋪設通常有平直坡形、折坡形、鋸齒形、臺階形4種方式。施工工序主要有準備工作、鋪設、拼接、質量檢驗和回填。土工膜防滲系統應進行穩定性驗算及膜后排滲能力校核。
土工膜的老化和使用壽命問題為工程界所關注。通過大量室內和現場試驗研究表明，薄膜埋設于土石壩內中，與溫度、紫外線、大氣等老化因素基本隔絕，加上抗老化劑的應用，可以認為，老化并不嚴重。前蘇聯在有關規程中規定：聚乙烯薄膜可用于使用年限不超過50年的建筑。從試驗室加速老化試驗的結果推算，埋在壩內的聚乙烯薄膜可使用100年。歐美國家也有類似的經驗。
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，因其強度較低，耐久性能較差。按加工工藝的不同，可區分為織造土工織物和非織造（無紡）土工織物兩類。用途較廣的是非織造土工織物，它的纖維呈不規則或隨意排列，用化學粘合、熱力粘合、機械粘合等方法制成。其最大優點是強度沒有明顯的方向性，不像紡織物沿經線、緯線的強度高，與經線、緯線斜交方向的強度低。土工織物已較普遍地應用于排水反濾系統與護坡墊層。土工織物的滲流系數一般為10-3~10-4cm/s，與面板堆石壩對墊層料的要求相近。但應用土工織物作反濾層，要防止其被細粒土淤堵失效，宜盡可能用在易修補部位，如護坡下面的墊層、壩下游排水溝下面的反濾層、下游貼坡排水的反濾層等處。應用土工織物加筋墊層，可增加壩坡的穩定性。在施工中應特別注意：當有往復水流時,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,紫外線直接照射會引起降解等破壞作用,故應盡早覆蓋保護.傳統用粒狀材料建豎向或斜向反濾或排水體質量很難保證,采用土工織物不僅能保證質量而且施工方便.
3其它土工合成材料
由兩種或兩種以上土工合成材料復合而成的土工復合材料，包括復合土工膜、復合土工織物、復合防排水材料（排水帶、排水管）等，可用于防滲、反濾、排水、加筋及防護等方面。土工特種材料為根據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、土工模袋、土工網墊、土工織物膨潤土墊（GCL）、聚苯乙烯（EPS）等，主要用于防護、加筋等方面。
土工合成材料是一種很有發展前景的新型壩工材料，隨著其產品品種的不斷增加，具有防滲、排水、過濾、隔離、防護等多種功能，越來越得到廣泛的應用，值得在土石壩工程中大面積推廣使用。
參考文獻
【關鍵詞】水利工程；施工；土工合成材料
水利工程在目前我國的社會發展起著越來越重要的作用，對于促進工農業生產十分關鍵。然而我國作為一個水資源較為緊張的國家，因此在目前的水利工程建設中對于節能環保要求也提出了新的看法。因此，在目前的水利工程建設中，以新材料、新技術為主進行施工受到人們的關注。土工合成材料作為目前工程項目中最為常見的一種，成為當前水利工程施工人員研究和探討的熱點話題之一。
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技術和各種化學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、塑料和橡膠等化學聚合物為基礎原料形成的一種綜合性材料體系，是通過將這些合成材料置放在土體以及各種土體結構之間，從而形成一種具備保護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用中已經形成了土工膜、土工織物和土工符合材料等多種類型體系，同時在水工建筑結構的施工中應用較為廣泛，已成為了目前建筑工程施工項目中最值得我們關注和研究的話題。這主要是由于土工合成材料在應用的過程中具備著重量輕、施工和搬運方便且施工強度高、耐腐蝕性能好以及價格低廉的優勢而引起的。
1.2使用范圍
近年來的社會發展中，隨著人們對于各種建筑結構施工要求的不斷提高，其施工質量和施工技術也得到了人們的高度重視和關注。就目前的社會發展而言，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構、壩體結構和渠道襯砌施工之中。同時，伴隨著節能、環保和可持續發展社會觀念的提出，這種材料在施工中由于其節能環保優勢好而得到得到人們的關注與重視。我國作為一個農業大國，在改革開放的多年時間里，由于水利工程整體性和抗滲性不科學而造成了施工質量和施工效益影響，更是造成嚴重的水資源浪費現象。因此，在目前的水利工程建設中，各種新材料的應用受到人們的重視，而土工符合材料也得到人們的關注。
2.土工合成材料施工技術
土工合成材料的應用是出自于巖土工程建設的一種新型材料體系，其在水利工程建設中發揮著不可忽視的作用與意義，同時其在應用的過程中不僅是在各種基礎結構之中的應用，同時更是廣泛的應用在各種主體結構施工模式。而且在施工的過程中，由于施工材料的不同而對于工程的設計原理、物料使用量的計算以及施工工藝等方面都提出了新的認識和要求。防滲土工合成料作為目前最為常見的一種，其在目前工程施工中得到了人們的重視，同時對于施工方法的研究也成為我們關注的重點。下面就施工中存在的各方面要求進行了系統、深入的總結和研究。
2.1坡面鋪膜防滲
在目前的土工合成材料施工的過程中，坡面鋪膜是最為常見的工程模式，其在施工的過程中，施工技術和施工體系是最為關鍵的模式。就當前的就當前的水利工程施工而言，其多數工程項目都是以土石壩為主的壩體結構模式，這種施工方式的選用對于整個工程的施工而言極為關鍵，同時在施工的過程中還需要對焊接工藝進行系統控制。焊接技術的應用直接決定著焊接工程質量，同時也決定著整個工程的施工效益要求。因此，在施工的過程中復合土工膜的施工極為關鍵和重要。
2.2堤身削坡與堤腳開挖
堤身削坡和堤腳開挖可采用人工配合機械施工，堤身按設計要求進行削坡，使其坡度達到設計標準，削坡后仔細清面，盡可能將坡面清理干凈，整體上滿足平整度要求，堤身堤頂分別開挖止滑槽。堤腳基礎按設計斷面開挖，達到相對不透水層后再向下開挖1m，寬1m深的溝槽，并清理開挖斷面，同時做好基坑排水及基坑邊坡穩定工作。完成以上工作后，施工和測量人員再進行堤坡規格檢查，并做好實地施工記錄和填寫堤坡工程驗收單，請監理工程師驗收簽證后，即可鋪膜。
2.3施工鋪設復合土工膜
在進行壩體土工膜鋪設時，可以是順壩軸方向鋪設，最好是垂直壩軸線鋪設。但是為了減少焊縫的長度，通常采用順壩坡鋪方案。對于高壩來講，土工膜鋪設通常采用壩上部分垂直壩軸線來鋪設，不但能滿足應力最小要求，也能滿足焊縫少的特點；壩底可采用順壩鋪設，以減少焊縫。復合土工膜鋪設時，要按設計及規范要求，從堤頂鋪到坡底基槽，并埋入相對不透水層。鋪設完畢后，應盡快回填堤腳和上部護坡，以避免開挖斷面局部土質差而產生滑坡，鋪膜時，注意張馳適度，避免應力集中和人為損傷，要求土工膜與地基結合面務必吻合平整，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的問題
防滲土工合成材料在工程施工中經常出現的問題有：經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易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產生應力集中導致破壞；鋪設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，使土工薄膜產生過度拉伸、撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護土工薄膜，當水位驟降時，土體中的孔隙水壓力和庫水位失去平衡而造成失穩滑動。只要按照施工規范和施工組織設計施工，確保施工質量，就可避免或減少類似問題的出現。
關鍵詞：路基；防滲；不均勻沉降；土工合成材料
0 引言
土工合成材料是工業發展的產物，其出現已經有100多年的歷史，但應用于土建工程則是30年代末才開始的。首先是將塑料薄膜作為防滲材料應用于水利工程。直到70年代末，隨著無紡織物的推廣，土工合成材料才以很快的速度發展起來，從而在巖土工程學科中形成一個重要的分支。80年代中期，土工合成材料才在我國的水利、鐵路、公路、軍工、港口、建筑、礦冶和電力等領域逐漸推廣應用。1994年在新加坡召開的第五屆國際土工合成材料學術會議上，正式確定這類材料的名稱為“土工合成材料”（geosynthetics）。
道路路基是道路建設中的主體工程，其工程質量好壞直接決定整個工程的成敗，在根本上決定著道路工程壽命的長短。本文闡述土工合成材料在路基工程中的應用。
1 概述
土工合成材料是巖土工程領域中一種建筑材料，原材料是高分子聚合物（polymer）。它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來的化學物質制成，再進一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯（PE）、聚酯（PP）、聚酰胺（PER）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等。這些材料的耐久性都很好，能保持材料在正常使用環境下性能不變，目前在道路工程中已被廣泛地應用于軟土地基處理中。
2在路基中防滲排水的應用
在軟土地區道路的路基中有很厚的高含水量土層，同時地下水位相對較高。由于完全清除路基中的軟土層代價太大，現狀路基中的含水量很大（高于液限），如何在這種現狀下保證路基穩定對道路設計工作提出了很高的要求。
2.1排水設計
地下水對路基的破壞一般表現在以下幾個方面：
首先，路基含水量可使路基無法有效壓實，導致路基承載力不足，根本無法有效承托道路結構，工程質量無法保障。
其次，路基上部結構建成后，由于軟土層含水量很大，由于毛細水作用地下水會越過地下水位向路面結構內上升，隨著時間推移，會對路面結構造成破壞。
在軟土路基中一般使用土工合成材料包裹粒料填筑作為道路路基的排水層，在路基中通層布置，用于填挖結合部排水時，土工復合排水材料應設置在地下水容易出現的部位，布置方向應與滲水方向垂直，且應和路基其他排水設施相接，使路基中的水橫向排至路外。
土工合成材料應根據其埋設深度和承受荷載，選用相應的規格，在實際荷載作用下，土工合成材料排水截面最大壓縮率應小于15%。
外包土工織物的帶孔塑料管、波紋管、混凝土管、鋼管等管件及透水軟管的排水安全系數Fb見下式：Fb
注：Q-需要排出的水流量
QE-管件的排水能力，即能排出的水流量
土工復合排水材料不宜彎折，在出現彎折的情況下，應對彎折部分的通水能力進行折減，并驗算接頭、轉角部位排水體的通水能力。
2.2防滲設計
在道路中央分隔帶路基、路肩底部、迎水面邊坡等位置需要設置防滲措施防止水分滲入路基。工程材料適用復合土工膜、防滲土工布等土工合成材料，其規格宜為織物質量/膜厚/織物質量=200g/（0.5～1mm）/200g；對路肩底部防滲，膜厚可采用0.3mm。
防滲隔離層一般工程土工膜厚度不應小于0.3mm，重要工程土工膜厚度不宜小于0.5mm。防滲隔離層上部、下部都應設置沙礫層，厚度均宜為10cm，墊層應級配良好，不得含有大粒徑有棱角的尖銳石子，含泥量不得大于5%。
在路基防滲同時要預留排水出口，出口的設置應在路基內設橫向、縱向排水管，保證排水坡度。
3在防止路基不均勻沉降中的應用
道路建設時，在路基填挖交界處、高填方路堤與陡坡路堤、軟土地基路堤、軟土地基不同處理方式交界處、路基與橋臺構筑物結合處等 路段會出現不均勻沉降，這類病害輕則影響行車順暢、舒適性，重則破壞道路結構、造成交通事故，對待這類病害，目前道路行業已大規模采用土工合成材料進行處理。
路基不均勻沉降處理的處置方案要根據道路等級、荷載條件、處置位置、地基條件以及路基沉降變形情況選擇土工合成材料。同時應考慮地基處理方式、路基填料類型、路基強度與穩定性、排水系統、施工工藝以及工程造價等，確定合理的處置方案。
防治路基不均勻沉降宜采用整體性和耐久性好、強度高、變形少的雙向或三向土工格柵、高強土工織物、土工格室等土工合成材料。需要減輕路基自重時，可采用EPS塊等輕質材料。土工合成材料性能應滿足下表要求。
防治路基不均勻沉降土工合成材料要求
材料 要求
土工格柵、高強土工織物 極限抗拉強度≥50KN/m，2%伸長率時的抗拉強度≥20KN/m
EPS塊 密度在20～30kg/m3之間，抗壓強度≥100kPa
土工格室 格室片極限抗拉強度≥20MPa，焊接處極限抗拉強度≥20KN/m，高度≥10cm。宜用于軟弱地基頂部形成墊層
路基不均勻沉降形態受地形、地基、路基等多種因素影響，在方向上存在不確定性，因此，宜采用縱橫向特性較為一致的土工合成材料，如雙向土工格柵或三向土工格柵。
新建道路路基填挖交界處不均勻沉降防治，土工合成材料宜鋪設在路床、路基底部。
當軟弱地基上拓寬拼寬路基沉降較大時，可采用EPS塊等輕質填料修筑路基，降低拓寬拼寬路基自重，減少地基壓縮變形和沉降量。EPS輕質填料拓寬路堤橫斷面可采用直立擋板式或土包邊兩種結構形式。應用于受洪水影響地區時，應考慮水浮力對路基穩定性的影響。
采用土工合成材料防治軟弱地基路堤不均勻沉降時，應根據地基地質條件、路堤高度等情況，與砂墊層預壓法、排水固結法、復合地基等地基處理措施相結合，進行綜合治理。
4 結語
土工合成材料作為一種成熟的路基處理材料已得到了行業的認可，但在實際工程應用中標準尚不統一，路基處治效果也各不相同。在未來工程中，隨著人們對土工合成材料認識的加深，應用經驗的豐富，土工合成材料必將在道路路基處理中發揮更充分的作用。
參考文獻：
1、公路土工合成材料設計原理及工程應用 周志剛；鄭健龍
關鍵詞：土工布；有效孔徑；測試方法；分析
土工布是用合成纖維紡織或經膠結、熱壓針刺等無紡工藝制成的土木工程用卷材，也稱土工纖維或土工薄膜。土工布根據加工方法不同可以劃分為機織土工布、針織土工布、非織造土工布[1]。最為常用的是非織造土工布，它是使用機械的、化學的、熱力的或者其他的方法，使纖維網固結在一起而形成的纖維結構材料[2]。
非織造土工布獨特的纖維三維網絡結構使其具有良好的排水性能和保沙土性能，以此代替傳統的砂礫滲濾層，不僅可以節省投資而且還能縮短施工周期。土工布滲濾層設計及選用的重要依據是其透水性能和保土性能，而這兩個性能的重要特征指標為其孔徑。準確測定土工布的孔徑有利于工程上更加合理地選用土工材料。本文結合實際工作經驗，對土工布孔徑測試方法歸納如下。
1 孔徑參數
孔徑參數主要包括有效孔徑、特征孔徑、平均孔徑、最大孔徑、最小孔徑、泡點孔徑、孔徑分布、孔隙率等 ［3］。
1.1 有效孔徑（Oe）
JTG E50—2006《公路工程土工合成材料試驗規程》中的定義如下：能有效通過土工織物的近似最大顆粒直徑，例如O90表示土工織物中90%的孔徑低于該值[4]。GB/T 14799—2005《土工布及其有關產品有效孔徑的測定》中定義則如下：有效孔徑是能有效通過土工布的近似最大顆粒直徑，例如O90表示土工布中90%的孔徑低于該值[5]。
1.2 等效孔徑EOS（或稱表觀孔徑AOS）
SL/T 235—1999《土工合成材料測試規程》中定義如下：以土工織物為篩布對顆粒料進行篩析，當一種顆粒料的過篩率（通過織物的顆粒料重量與顆粒料總重量之比）為5%時，則該顆粒粒徑尺寸定為土工織物的等效孔徑[6]。GB 50290—1998《土工合成材料應用技術規范》及SL/T 225—1998《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》中定義如下：土工織物的最大表觀孔徑[7-8]。JTJ/T 019—1998《公路土工合成材料應用技術規范》中定義如下：用于表示織物型土工合成材料孔隙大小的指標。采用不同的篩余率標準，可得到不同的等效孔徑值[9]。
1.3 特征孔徑
土工布的孔眼尺寸，相當于90%的土顆粒通過土工布時的最大顆粒尺寸[10]。該定義適合于土工布及其有關產品有效孔徑測定中的濕篩法。
1.4 泡點孔徑
濾布一側的氣體穿過濾布到達另一側的水中而產生氣泡，用此方法計算出濾布孔徑[11]。
1.5 最大泡點孔徑
當氣體穿過濾布到達水中產生第一串氣泡時的泡點孔徑[11]。
1.6 孔徑分布
對于給定試樣，根據孔隙直徑分布，計算某一孔徑所對應孔隙的百分數[12]，可用來表征不同孔徑在整個孔徑分布中所占比例。
1.7 孔隙率
材料的孔隙體積與總體積的比值，反映土工布空隙程度的指標，它是影響土工布滲透性等水力性能的重要因素[13]。
目前，在各標準中，關于等效孔徑、特征孔徑的定義基本一致，均為用顆粒的尺寸來表示孔徑的尺寸。泡點孔徑則需要根據測量氣泡出現時的壓力差來計算出等效孔徑。
2 孔徑測試方法
土工布孔徑測試方法分為直接法和間接法，直接法包括顯微鏡法、圖像分析法等；間接法主要有干篩法、濕篩法、泡點法、水動力法和水銀壓入法等[14]。關于各方法的原理及其評價如表1所示。
直接法例如顯微鏡法。該法直接、直觀和可靠，可以直接得出孔徑的數量及大小，不會改變試樣的原始狀態，不污染損傷試樣，尤其適用于薄型織物，但投影面上孔隙分布無法反映織物內部孔隙結構，因此此法只適合于規則的織物，且測試結果具有一定的隨機性，代表性不足。
對于孔隙不規則的土工布測試一般用間接法。計算法雖然通過數學模型的建立及推理，具有一定的合理性，但參數的測定也不能脫離試驗。水銀壓入法水銀有毒且危害環境，負壓排水法用水作為測孔介質方便無污染，但一直存在織物親水性的問題難以解決；泡點法可獲得較好的孔徑分布曲線，卻沒有很好的模擬實際使用情況；滲透法雖省時、可靠，卻不能獲得孔隙分布曲線。鑒于各方法各有優劣，目前，國內外普遍采用的為篩分法。篩分法分為干篩法、濕篩法和動力水篩法。干篩法存在靜電現象，影響結果的準確性；濕篩法試驗條件接近實際工作條件，但水流不易控制，操作復雜；動力水篩法則需時太長。此3種方法各有其優缺點，干篩法由于方法較成熟，經驗積累多，是目前國內用得最多的方法。
3 孔徑測試標準
目前，國內外已有的孔徑測試的標準、試驗方法及適用范圍如表2所示。
國內關于孔徑測試的方法標準一共有4個，分為干篩法、濕篩法、泡點法、毛管流動孔隙儀法。其中GB/T 24219—2009適用范圍限制為機織過濾布，而GTT TM 017—2010毛管流動孔隙儀法的適用范圍為孔徑為0.013μm～500μm的所有非織造材料，相比之下，干篩法、濕篩法的適用范圍比較廣泛。國內產品標準采用最多的也為篩分法，各產品標準采用的方法標準情況如表3所示。國內產品標準采用最多的為GB/T 14799—2005《土工布及其有關產品 有效孔徑的測定 干篩法》，其次是濕篩法GB/T 17634—1998《土工布及其有關產品 有效孔徑的測定 濕篩法》，主要在國標中采用。另外，交通部JTG E50—2006《公路工程土工合成材料試驗規程》及水利部SL/T 235—1999《土工合成材料測試規程》中應用的方法均為標準自帶方法，試驗方法為干篩法，基本原理與GB/T 14799—2005相同。
4 結論
土工布越來越多地被用作公路、鐵路、土木、水利等工程材料。孔徑是土工布水力學特性中的一項重要指標，它反映土工織物的過濾性能，既可評價土工織物阻止土顆粒通過的能力，又反映土工織物的透水性，而土工布孔徑的測定結果與其所選用的測試方法密切相關。目前國內外土工布孔徑大小及分布測試方法各不相同，各有優缺點。因此研究土工布孔徑測試方法對進一步推動土工布在工程建設中的應用具有非常重要的意義。
參考文獻：
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關鍵詞：港口工程；加筋土；設計方法
Abstract: this paper introduced the particularity of port engineering of port engineering reinforcement material mechanics of performance requirements, and compared the reinforcement structure and traditional structure types of the difference between the wharf, summarizes the reinforced structure used in port engineering of advantages. And analyzes the reinforced materials used in port engineering, there are still problems, this paper introduces the port engineering structure design of reinforced terminal process method.
Keywords: port engineering; Reinforced; Design method
中圖分類號：U655文獻標識碼：A文章編號：
引言
隨著我國經濟的快速發展，全國各地的各類工程項目建設如火如荼地進行著，施工工藝及設計研究水平也進入到了快速的發展期。自上世紀70年代以來，土工合成材料的加筋土技術被引入我國的工程設計中，并且在各類工程項目中被廣泛應用，如鐵路、公路、水利以及各工程的防災減災中都有土工合成材料的加筋土技術的蹤影，更為引人注意的是目前我國正大力發展的高鐵項目建設中，加筋土技術也被廣泛地推廣開來了。與廣大工程人員所熟知的重力式擋土墻相比，將加筋土應用于擋土墻中，使之具有用地面積更小、工期縮短、造價低廉、施工便捷、以及就地取材方便等優點。目前我國將加筋土應用于港口碼頭的建設的報道還不多，但隨著近年來我國海洋近岸工程的快速發展，國家對海洋經濟開發的高度重視，工程設計人員著眼于將加筋土技術應用于港口碼頭工程中，但當前國內關于加筋土應用于港口工程的實例報道不多，而且設計方法也還處于廣大工程人員的研究和經驗積累。本文著力于介紹加筋土應用于港口碼頭結構的設計方法，以及對土工合成材料的性能的特殊性要求。
1與傳統類型碼頭的區別
如前文所述，與以往傳統港口碼頭結構形式相比，土工合成材料的加筋土港口碼頭具有用地面積更小、工期縮短、造價低廉、施工便捷、以及就地取材方便等優點。以下將其優點作一闡述。
與傳統碼頭結構相比，土工合成材料的加筋土港口碼頭由于其加筋土結構承載力大，更容易滿足穩定性的要求，所以在設計時其擋土墻截面積可以縮小，所以占地面積要小得多。此外該結構中的加筋材料承擔主要荷載，結構的表面一般配以裝飾性材料，還可以美化環境，更適合現代人們既滿足承載力要求也要達到美觀的要求。
加筋土結構的碼頭由于沒有傳統意義上的大型構件，施工時不需要重型的機械進入到施工現場，并且加筋土結構的加筋材料一般適合就地取材。這樣既節約了人力物力也縮短了工期，更使得整個港口工程的預算得到了降低。據相關的資料顯示，應用了土工合成材料的加筋土港口碼頭結構的造價平均值是傳統施工工藝下的港口碼頭的造價平均值的60%左右，由此看來，其對于港口工程的設計人員來說是個很好的選擇。
2港口工程中加筋土材料性能要求和需要解決的問題
2.1設計使用材料的性能要求
將土工合成材料的加筋土結構應用于港口的碼頭工程中，主要是由于加筋土材料具有較好的抗拉性能。由于加筋土結構具有柔性結構的特性，港口工程中對加筋土材料的性能要求較高。
首先是加筋土材料需具有足夠抗拉強度和符合一定要求的延伸率。參照我國的鐵路行業中的相關規定，要求加筋土材料在其發生一定延伸的情況下依然具有足夠的抗拉強度。一般規定土工合成材料的最大延伸率小于10%，且其抗拉強度要達到35KN/m的要求。此外，加筋土材料在長期的荷載作用下，會發生蠕變而使得材料的應力失效，進而需在考慮加筋土材料的蠕變效應的情況下，要使其抗拉強度達到設計要求。
其次，土工合成材料的加筋土結構之所以能夠發揮其承擔上部荷載的作用，是隨著施工完成后時間的推移，加筋材料與土之間協同作用的機理，相互調整至最佳狀態。即加筋材料與土之間需產生足夠的摩擦力以使得筋土協同作用。參照公路行業中對加筋土材料的規定，要求加筋材料與填土結構界面的抗剪強度不小于素土結構的界面的抗剪強度的90%。所以加筋材料的摩擦性能是考量其是否能滿足港口碼頭結構設計穩定性要求的一重要指標。
其次是對于港口工程的設計使用壽命長的特點，且港口工程所處環境的復雜性，需考察加筋材料的耐久性能，使其滿足港口碼頭工程的設計年限的要求。
2.2加筋土材料目前存在的問題
當前港口與航道工程行業尚沒有對加筋結構的筋材選擇作出相關的規定，港口工程由于其特異性，對于加筋結構應用于港口工程中還有諸多問題有待工程人員進一步研究，完善加筋材料的選取規范，也為研發部門提供方向。
國內關于加筋土擋墻結構的設計理論體系，更多在考慮公路或鐵路工程的工程特性的基礎上搭建而成的。而港口工程的加筋土結構具有其特有的性狀。尚需工程研究設計人員結合現有理論基礎，并考慮港口工程的特殊性的情況下，總結出適用于港口工程的設計理論。
如前文所述，加筋材料的蠕變效應是影響其材料的強度性能的重要因素，從而對于加筋土結構的穩定性及耐久性的相關研究無法繞過的一個問題。國內對于加筋材料的蠕變特性的處理方式主要是根據不同材料提出不同的蠕變折減系數，應用到工程設計中去。對于土工合成材料千變萬化的特性，且新材料層出不窮，不同的土工合成材料的蠕變折減系數尚處于經驗積累過程中。
加筋土結構的設計使用年限與土工合成材料的耐久性時息息相關的，港口工程結構由于其特殊性，對土工合成材料的抗凍融的能力、海水的侵蝕、陽光輻射以及長期荷載作用下的耐久性能要求較高。隨著材料科學的快速發展，土工合成材料的在抵抗老化的性能上面取得了可喜的進步，但據相關資料統計，港口工程中的土工合成材料的老化速度較其他工程項目上同類型材料更快，即港口工程對土工合成材料的抗老化性能有更高的要求。目前國際上以荷蘭對土工合成材料的使用壽命研究最為領先。
3港口工程加筋土碼頭結構設計流程
圖1為筆者根據本人的工程經驗總結的港口工程中加筋土碼頭結構的設計流程，總體上首先對結構所需的加筋土在工程中的長期荷載作用（包括筋材的蠕變特性、環境溫度、水文、材料的老化特點）下抗拉強度設計值的確定，其次分別進行加筋土碼頭結構的內部穩定性驗算和外部穩定性驗算。其中內部穩定性驗算中的其他驗算，為根據工程的不同要求，進行其抗震設計驗算、驗算筋材與面板直接的鏈接強度等；外部穩定性驗算中的其他計算包括加筋結構的深層滑動穩定性、加筋土結構的各位置的沉降預測計算并且對于有抗震要求還需進行地震穩定性驗算等。
圖1 港口工程中加筋土碼頭結構設計流程圖
4結論
隨著我國海洋經濟的大力發展，加筋土結構逐漸被廣泛應用于海洋近岸工程中。將加筋土結構應用于港口工程的碼頭建設中，其結構設計計算理論體系有待研究人員加以完善。本文結合港口工程的特殊性介紹了港口工程對加筋材料的力學性能的要求，分析了相比與傳統結構的港口碼頭，加筋結構具有造價低廉、施工便捷、工期短等優勢。對于港口工程設計人員，還需考慮到應符合港口工程對加筋材料特殊性要求，對于加筋材料的應用于工程存在一些問題有待研究人員進一步研究。
參考文獻
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加快了新材料的推廣應用步伐，特別是不透水土工布在防滲工程中得到了廣泛應用。結合施工實踐，淺談高等級不透水土
工布的應用技術。
關鍵詞：西站交通樞紐三布二膜復合土工膜地鐵覆土換填
中圖分類號：C913.32文獻標識碼：A
1111．前言．前言．前言．前言
天津西站交通樞紐工程南廣場（一期）景觀設計范圍約97000m2，南廣場公交車場建于其東側地面層。
公交車場占地面積約12000m2，場地占壓地鐵1號線西站站，包含2004年新建箱體結構和局部上世紀七、
八十年代建設的老箱體結構?，F狀地面標高為大沽高程2.02m～2.63m，規劃地面標高為大沽高程+4.5m
左右，地鐵車站上方需增加覆土2～2.5m，增加荷載近50kN/m2，在新的規劃標高條件下，對地基進行了
輕型材料換填處理。
為滿足地鐵1號線箱體結構頂板壓彎裂縫寬度及頂板抗壓強度要求，路基換填方案采用等荷載替換
法對箱體結構頂板上部填土進行替換，使之既滿足結構頂板相關要求，亦滿足規劃路面高程對填土高度
要求，即：通過采用不同容重材料進行組合并使總填筑厚度滿足規劃路面高度要求，同時保證填料對箱
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：現澆輕質泡沫混凝土，它
的突出特點就是在混凝土內形成泡沫孔，使混凝土輕質化和保溫隔熱化。
由于泡沫混凝土存在較多孔隙的特性，且處于地下環境，因此，保證泡沫混凝土不長期受到地下水
的浸泡而使其特性改變成為本工程質量控制的一個要點。
2222．設計依據．設計依據．設計依據．設計依據
圖1設計換填工程分層設置圖
設計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、長期浸泡，造成輕質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GB50290―98《土工合成材料應用技術規范》將土工合成材料分為以下四大類：土工織物、土
工膜、土工復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，可進一步劃分為以下各種類型：
單絲
織造（有紡）多絲
裂膜
土工織物熱粘合
非織造（無紡）化學粘和
機械粘和（針刺）
編織
圖2土工織物分類
3.1.2土工復合材料(geocomposite)
土工復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。這類制品將各組合料的特性相
結合，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，故土工復合材料的品種繁多，可以
說土工復合材料是當前和今后一段時期發展的大方向。
復合土工膜(compositegeomembrane)俗稱復合防滲膜，是將土工膜和土工織物（包括織造和非織造
型）復合在一起的產品。應用較多的是非織造針刺土工織物，其單位面積質量一般為200～600g/m2。復
合土工膜在工廠制造時可以有兩種方法，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）的復合土工膜。
3.23.23.23.2三布二膜不透水土工布的性能指標三布二膜不透水土工布的性能指標三布二膜不透水土工布的性能指標三布二膜不透水土工布的性能指標
在《公路工程土工合成材料長絲紡粘針刺非織造土工布》（JT/T519-2004）中，針對長絲紡粘針刺
非織造土工布在產品規格系列與尺寸偏差、性能指標、外觀疵點的評定、試驗方法等方面都作出了相應
規定。
本工程所應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層，保
護防滲層不受損壞。其控制指標為：單位面積質量＞1600g/m2，單層膜材厚度≥0.5mm；單層長絲紡粘針
刺土工布重量≥200g/m2；斷裂強度＞30kN/m，斷裂伸長率30%～80%；CBR頂部破壞力≥5.4kN；撕破力
≥0.84kN；剝離強度≥6N/cm；耐靜水壓＞1.6Mpa；垂直滲透系數：≤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三布二膜不透水土工布的生產三布二膜不透水土工布的生產三布二膜不透水土工布的生產
3.3.1三布二膜土工布的生產工藝
預熱糾偏基布退卷
復
合
螺桿擠壓機擠壓成膜PE切片
成品入庫包裝計量成卷測量定級
YN
處理
圖3復合土工膜生產工藝流程
長絲紡粘針刺土工布和土工膜在分別達到設計要求的情況下，基材通過生產設備熱擠壓，形成復合
土工膜，即生產出了三布二膜不透水土工布。
3.3.2材料幅寬及長度的選擇
本換填工程所需復合土工膜的面積較大，約19000，而復合土工膜一般為成卷材料，故需要考慮
兩方面問題：其一，成卷材料的接頭連接；其二，成卷材料的搬運、施工。既要減少搭接頭連接以保證
接頭處理較高的施工質量，又要滿足施工過程中材料的方便搬運及施工，此成為材料幅寬和長度選擇的
重點。綜合考慮了工程特點、三布二膜土工布米質量、接頭施工工藝等，通過優化計算，確定了本
工程所采用的成卷材料幅寬4m，單卷幅長20m，幅周甩毛邊15cm。每卷4m×20m×1.6kg/=128kg的重
量可用四人搬運、施工；幅周甩毛邊15cm用于搭接頭連接。同時，卷材攤鋪方向與開挖帶的長邊方向成
一致，即垂直于地鐵線路方向和換填范圍長方向，這樣可在大工作面具備條件下，形成單縫連接長度最
大，使得幅接頭連接施工最大順延，形成自動化施工。
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儲存、運輸土工布儲存、運輸土工布儲存、運輸土工布儲存、運輸土工布
儲存：產品應貯存在干燥、陰涼、清潔的庫房內，并遠離熱源。
運輸：產品在運輸過程中應避免日曬、玷污、重壓、強烈碰撞和刮傷等，并保持外包完好無損。
4.24.24.24.2土工布的鋪設方法土工布的鋪設方法土工布的鋪設方法土工布的鋪設方法
①采用人工滾鋪；布面要平整，并適當留有變形余量。
②復合土工膜的兩層內膜的幅接頭采用新型的JIT800型雙軌熱熔焊接機進行熔接。焊接施工時注意
調整好電流、電壓，并由有施工經驗的專業人工進行操作；內膜焊接時保證基面平整，以便自動化施工。
焊前必須進行試焊，并進行拉力試驗，定量測試焊縫的撕裂強度和抗剪強度。在監理工程師確認合
格后，方準按照一定的工序進行正式焊接。
通過測算，此類機器在焊接時，內膜熔焊深度較一般設備提高約1/3，熔接強度很大，且熔焊速度
提高約20%，這成為一項重大優勢，并取得了較好的施工效果。
③復合土工膜的無防布與內膜幅接頭連接采用疊放膠粘結進行連接，施工中必須保證專用粘結膠涂
刷均勻、飽滿，且粘結固定直待膠風干起到粘結作用為止。
④土工布只能用土工布刀進行切割（鉤刀），如在場地內切割，對其他材料須采取特殊保護措施，以
防由于切割土工布而對其造成不必要的損壞。
⑤三布二膜不透水土工布共計無紡布三層、土工膜兩層，搭接頭處（10層）連接必須保證熔接牢固、
粘結可靠，每層施工完成后必須經過跟蹤檢驗，合格后才能進行下步施工。
5555．小結．小結．小結．小結
三布二膜不透水土工布做為復合土工膜材料中的一種類型，雖生產技術和施工技術已很成熟，但此
種材料在國內市場上應用較少，如此高質量、高標準、高性能的材料應用于天津西站交通樞紐工程，且
用于輕質泡沫混凝土換填地鐵覆土工程中，在天津市還是首例。為了達到滿足設計標準，達到質量合格
要求，我們進行了大量的試驗、數據采集、技術咨詢等，在各方面條件準備充足后再進行大面積施工。
同時，我們采取了跟蹤質檢的方式，由有責任心的專業質檢員負責，會同監理工程師，對現場進行實時
檢驗，不放過一條焊縫的檢查，并形成檢查記錄。工程施工結束后，經過統計，質檢焊縫總長度約5500
延米，合格率達97%以上，有效的保證了整體施工質量。
并且，我們以“確保每道工序施工質量”為控制方向，以“保證整體施工質量”為控制目標，按期、
按質、按量的完成了輕質泡沫混凝土換填整體施工，取得了較好的效果，具有很高的社會經濟效益，并
受到了各單位的一致好評。
參考文獻：
【關鍵詞】土工格柵；軟土基加固；應用
引言
土工織物加筋墊層加固軟土地基是一種經濟效益高、安全可靠且簡單易行的方法。目前相關文獻對土工織物加筋墊層加固軟土地基的介紹大多為定性及經驗，缺乏嚴謹的測試數據說明。
相對于樁基，土工格柵受力作用的原理和計算方法沒有那么成熟，土工格柵作為主題加固措施的應用較少。在工程中，其承載作用的是樁土符合地基，土工合成材料只是作為改善符合地基樁同受力條件的輔助措施。然而，在實際工程中，對于工程建設經費不足且工期緊的工程來說，土工格柵經濟效益高且簡單易行，不失為一種值得推廣應用的方法。
1、工程概況
擬建擋土墻為C30鋼筋混凝土擋土墻，墻高5m，要求地基的承載力為200kPa，基礎埋深不小于1.73m，而基底的地質情況自上而下為：①Qal4淤泥質粉質粘土，褐黃色，流塑為主，局部軟塑，C=8kPa，φ=10°，σ0=80kPa，厚度約1～2m；②Qal4粉質粘土，褐黃色，軟塑，C=18kPa，φ=16.5°，σ0=120kPa，厚約5～10m；③Qal4細砂，密實，飽和，σ0=150kPa，厚約2～4m，含淤泥質土及有機質；④卵石層，厚度分布不均，約0～2.2m，稍密；⑤風化中砂巖。從地質資料看，顯然地基要做加固處理。
加固通過換填法用砂礫石進行換土處理，不過由于墊層的松散型，結合以往經驗，用砂石墊層處理的地基通常存在均勻性差和陳將達等缺陷，出現上部結構出現裂縫和不均勻沉降的現象。該工程為高度較大的5m高的扶壁式鋼筋混凝土擋土墻，若出現裂縫或不均勻沉降將造成嚴重后果，埋下安全隱患。考慮到這點，決定對墊層進行加筋處理。綜合經濟效益和技術要求，首先清除①Qal4淤泥質粉質粘土層，再對砂礫石墊層進行加筋強化處理。
加筋處理方法：開挖至基底設計標高，并鋪一層200mm厚的碎石墊層后重型壓實，然后在其上鋪1層土工格柵，再在其上鋪設100mm厚砂礫石并壓實；第二層用裝砂石的土工織物袋鋪設，其空隙用礦渣填平，鋪設100mm厚砂礫石，并壓實；再在其上鋪設第二層土工格柵，上鋪100mm厚的碎石，壓實，直到墊層頂的設計標高。本工程墊層共計，2層土工格柵，一層土工袋裝砂礫石，3層碎石墊層。
2、工程設計驗算
本驗算不考慮擋土墻的抗滑動驗算對地基的要求，只驗算擋土墻所要求的地基承載力，工程實際中另有措施。
根據上述理論分析，確定各項設計參數，并驗算設計合理性。如下：
（1）按照墊層的應力擴散方法計算：
Pz—相應于荷載效應標準組合時，墊層底面處的附加壓力值（kPa）；
b—條形基礎底面的寬度（m）；
pk—相應于荷載效應標準組合時，基礎底面的平均壓力值（kPa）；
pc—基礎底面處土的自重壓力值（kPa）；
Z—基礎底面下墊層的厚度（m）；
θ—墊層的壓力擴散角（°）。
公式（1）中，由該擋土墻設計標準圖可知，b=3.3m，要求基底最小容許承載力為200kPa，可取Pk=200kPa，Pc=18×1.8=32.4kPa，z=0.6m，查閱規范可知θ=0，計算Pz=3.3×（200-32.4）/3.3=167.6kPa，考慮到墊層的應力擴散作用時，基底承載力至少要達到167.6kPa，才能滿足擋墻設計要求，而基底承載力只有σ0=120kPa，純粹換填（換填厚度在合理值之內）無法達到設計要求的地基承載力
（2）現考慮墊層內加鋪土工格柵，暫不考慮墊層和土工格柵的共同作用，只考慮土工格柵在基底的加筋作用，由公式（2）計算加筋土復合地基的極限承載力如下：設計時其地基極限承載力Ps+c的公式如下
（2）式中：
α、β—基礎的形狀系數，一般取α=1.0，β=0.5
c—土的黏聚力；
p—土工合成材料的抗拉強度；
b—基礎寬度；
Nc、Nq—與內摩擦角有關的承載力系數，一般取Nc=5.3，Nq=1.4；
θ—基礎邊緣土工合成材料的傾斜角，一般為10°～17°；
r —假想圓的半徑，一般取3m，或為軟土層厚度的一半，但不能大于5m。
公式右邊第一項是沒有土工合成材料時，原天然地基的極限承載力；第二項是在荷載作用下，由于地基的沉降使土工合成材料發生變形而承受拉力的效果；第三項是土工合成材料阻止隆起而產生的平衡鎮壓作用的效果。實際上，第二項和第三項均為由于鋪設土工合成材料而提高的地基承載力。
所用土工格柵型號為單向拉伸聚丙烯TGDG120，每延m拉伸屈服力為120kN/m，屈服伸長率10%，2%伸長率時拉伸力36kN/m，5%伸長率時拉伸力為72kN/m。保證土工格柵滿鋪基底墊層內，同時保證土工格柵鋪設后，兩側各回折不小于2m。
Ps+c=120+2×2×120/3.3×sin15°+2×0.5×120/3×1.4=213.6（kPa），滿足設計要求地基承載力200kPa（擋墻設計已考慮結構安全系數）的要求。
如果考慮基底墊層的應力擴散作用、墊層碎石和土工格柵的共同作用另加土工袋裝砂礫石作用，加筋土復合地基的實際承載力要比按照上述公式計算出的數值更大，實際更偏于安全。
3、土工格柵的施工注意事項
（1）土工格柵要預算其初期應力，其端部要有穩固的錨固來發揮土工織物的抗拉強度，錨固的牢固程度與承載力和地基中的應力分布均勻度成正比，錨固愈牢固，承載力提高愈多，地基中的應力分布也愈均勻。端部折起鋪設的長度保證土工織物端部的固定，施工時，把端部折起包裹砂體，這樣可以增加其握裹力，從而確保其使用期間不被拔出。
（2）施工程序對土工格柵的加筋效果有重要作用。施工時要提前讓土工格柵處于受拉狀態，只有在變形時土工格柵的抗拉強度才得以發揮，故在施工過程中要盡量拉平拉緊土工格柵，避免把土工格柵折皺。按照以下施工程序可以確保土工格柵在受荷初期有足夠的應變：首先鋪土工格柵，然后拉平拉緊兩端，兩端折起包裹砂礫并在兩端填砂，然后在中心填砂，兩端砂增高后，最后中心填砂。
（3）土工格柵加筋墊層要充分發揮袋裝墊層的搞彎性好、擴散效果好、撓曲剛度大和平鋪墊層的整體性、連續性好的優點。所以在施工中可以采用水平鋪土工格柵與土工織物碎石袋墊層交替鋪設。
（4）第一層碎石攤鋪后應進行重型壓實，而在土工格柵上填料攤鋪壓實時，宜采用輕型機械。為達到加筋土的加固效果，必須對加筋土施工工藝、施工質量進行嚴格控制。此法施工快，機具簡單，投資省，經過幾年的使用，表明加固效果良好。
Abstract： In this paper， the mechanism of soft ground of road embankment reinforced with geosynthetics is analyzed， at the same time，based on the construction practice of two kinds of reinforced embankment， it is concluded that reinforcement can improve the embankment bearing capacity， ruduce the settlement as well as ensure more uniform settlement， and goecell is more effective than geogrid.
關鍵詞： 路堤；軟土地基；加筋；機理
Key words： embankment；soft ground；reinforcement；mechanism
中圖分類號：TU471.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）35-0111-02
0 引言
軟土地基上的土工合成材料加筋路堤在國外是一種應用較多的結構形式，實踐證明，它是一種行之有效的加固措施，可以提高路堤的穩定性和承載力。近年來，路堤加筋機理引起各國學者的廣泛關注，國內部分研究單位對此也作了一些研究和探討，但是由于加筋材料的特殊性以及它們與土之間相互作用的復雜性，加筋路堤的理論研究還不夠成熟，理論研究嚴重滯后于工程實踐，路堤加筋的設計往往還停留在概念設計上。因此深入研究土工合成材料的作用，對于改進路堤加筋的設計方法具有很大的現實指導意義。本文詳細分析了路堤軟基土工合成材料加筋的機理，并結合工程實例，將平面加筋和立體加筋相比較，從而透過現象看本質，探求路堤加筋的作用機理，為工程應用積累資料并提供參考。
1 路堤加筋機理
加筋作用的發揮主要依賴于筋材拉力的發揮，而拉力的產生與激活主要取決于三方面的因素，即：①加筋路堤填料所引起的水平推力；②地基土在填土豎向荷載作用下產生的側向變形；③地基土由于固結沉降，使路堤在橫截面上受彎，從而產生拱的效應。故加筋的作用相應體現在這三個方面。
1.1 降低水平荷載，提高地基承載力
對于軟土地基來說，最主要的荷載是填土的自重產生的豎向荷載，其次是路堤填土由軸線向兩側產生的水平向推力，由于這個水平向推力[1][2]，使得地基承受豎向荷載的能力下降，水平荷載對地基承載力的影響如圖1所示，地基上的不排水抗剪強度為Su，則承載力系數（Nc=？滓/Su）在外推剪力的影響下幾乎減小了一半左右。而采用加筋材料的主要作用就是承擔這個外推剪力。因此，在加筋路堤中采用一層或幾層土工合成材料加筋體來承擔水平荷載，能顯著提高地基承載力。
1.2 增強地基約束力，提高承載力
由于土體是松散顆粒的堆積物，因此在未加筋的時候，就無法承受拉應力，因此就不能約束表面地基土在路堤豎向荷載作用下產生的側向變形。約束地基表面土體的變形，能夠提高地基土的承載力[3][4]。而是否對表面地基土有約束作用，相當于基礎底部粗糙或光滑兩種極端情況。在以下兩種情況下，基底粗糙（即地基表面水平位移有約束作用）對提高地基土豎向承載力有特別顯著的作用：①地基土的強度隨深度增加較明顯；②軟土層較薄?；蚴且陨蟽煞N情況的組合。
如圖2所示為地基土不排水強度隨深度線性增加（Su=Su0+？籽z）時，將Nc表示成無量綱？籽B/Su0的函數。當地基的強度隨深度增加時，基底粗糙的情況使地基土能夠承擔更大的豎向荷載。
需要說明的是，只有當加筋的土工合成材料必須首先全部承擔了作用于地基的外推剪力時，才能對地基表面的土體具有側向限制作用。當筋體的拉力不能全部抵銷外推剪力時，剩下的部分就以外推力的形式作用于地基土體的表面。
1.3 增強路堤填土的土拱效應，調整不均勻沉降
地基在路堤填料豎向荷載的作用下會產生固結變形，形成固結沉降，在未加筋路堤上，地基表層將產生“鍋底狀”的沉降變形，于是路堤在橫斷面上將受彎矩的作用，但是填料不能承受拉力，堤底將產生長拉裂縫。而在加筋路堤中，由于加筋體能夠承受拉力，使得土拱能夠得到足夠的拱腳水平力，可以形成有效的土拱效應，路堤在橫截面上就像一根受彎矩作用的梁，而筋體的作用就類似于鋼筋混凝土中鋼筋一樣，承擔了拉力，調整了地基的沉降變形，將路堤橫截面上的“鍋底狀”沉降曲線調整為“平底鍋狀”，顯著減少了沉降和不均勻沉降。土拱效應使得地基所受豎向壓力重新分布，增強了路堤的穩定性。
2 現場試驗研究
2.1 試驗段基本情況介紹
某高速公路全長50km，設計行車速度120km/h。全線廣泛分布有軟土地基，為解決由于不均勻沉降造成的結構物沿橫向和縱向開裂問題，國內首次在全線結構物下部鋪設土工格室，使用面積達到35000m2。由于土工格室在處理軟基應用上是一種新嘗試，為此選擇作試驗，用來研究土工格室加筋結構的施工特性，以便檢驗設計，指導施工。在這試驗段中修筑兩種主要加筋路堤結構，試驗段共100m長，兩種結構分別為50m。1#、2#檢測坑為檢測土工格柵加筋試驗段，3#、4#監測坑為檢測土工格室加筋試驗段。
2.2 數據的分析
回彈模量：
為了檢測路基的承載力，在現場用直徑為30cm的承載板，在原土基以及采用土工格柵和土工格室墊層處理后的地基上進行承載力測試，其對應各個層頂面回彈模量見表1。
從中可以看出，經過加筋后的地基回彈模量得到明顯增加。與未經處理地基相比，格柵加筋以及格室加筋地基（取其均值）分別提高了105.8%、125.3%，這表明通過加筋作用可以有效地提高地基的承載力，地基的工程性質得到了明顯的改善，其中土工格室的加筋效果要優于土工格柵。
3 結語
①通過以上分析，可知加筋對于路堤有三方面的作用：降低水平荷載，提高地基承載力；增強地基約束力，提高承載力；增強路堤填土的土拱效應，調整不均勻沉降。
②實踐證明，立體加筋的處理效果比平面加筋更佳，更能有效地增加地基承載力，其原因主要是其具有一定的厚度，具有較強的抗彎能力，從而有效地擴散了路堤荷載，大大提高了地基土的承載力。
③立體加筋是一個新事物，對它的工程設計理論國內還是一片空白，現有的規范中沒有相應的設計標準，我們有必要深化對它的認識，從而形成合適的設計計算方法。
參考文獻：
[1]黃曉明，朱湘.公路土工合成材料應用原理[M].人民交通出版社，2001：214-215.
[2]楊曉軍.土工合成材料加筋地基的機理[D].浙江大學博士學位論文，1999.
