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土工布在市政工程的應(yīng)用

所屬欄目:行政管理論文 發(fā)布日期:2012-09-07 08:56 熱度:

  近代土工織物(土工布)的發(fā)展,是與聚合物和合成纖維的發(fā)展分不開的,從五十年代末期才開始用于巖土工程,從五十年代末期到六十年代在美國、歐洲、日本逐漸推廣。七十年代以來,土工織物廣泛用于公路、鐵路、水利和港工建筑物各個領(lǐng)域。土工織物的大量生產(chǎn)和應(yīng)用,已被普遍認(rèn)為是一種可以提高工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、降低工程造價、延長維修周期的較為理想的工程材料。世界土木工程界、化工、紡織界為推動這一工程材料的發(fā)展和應(yīng)用,從1979年至今,國際上已召開了四界土工織物會議,我國在1986、1989、1992年也已開了三界全國性土工織物學(xué)術(shù)討論會。這充分反映了土工織物在工程上應(yīng)用發(fā)展之迅速和廣泛。
  我國對土工織物的研究和應(yīng)用方面起步較晚,從八十年代起,才在鐵路、水利部分開始應(yīng)用,并取得了可靠的成績,已明顯顯示出這種材料的優(yōu)越性。我們在丹拉支線高速公路天津南段第Ⅷ標(biāo)(王穩(wěn)莊互通式立交)的軟基處理的施工中,也采用了土工織物。隨著我們對這種材料性能認(rèn)識上的提高和實(shí)際工程上的應(yīng)用,不斷總結(jié)交流,土工織物必將得到廣泛應(yīng)用和普遍重視。
  
  一、 土工織物的特性
  
  1、 土工織物性質(zhì)
  土工織物是一種化纖產(chǎn)品,其原料有聚丙稀(丙綸)、聚脂(滌綸)、聚洗胺(棉綸)等,從產(chǎn)品鐘類上看,可分為紡織(有紡)織物和無紡織物兩大類。所謂紡織織物,也由聚合物獲取纖維,然后行成線,在織機(jī)上編織成組織規(guī)劃的布。所謂無紡織工織物原材料是聚丙稀等化纖產(chǎn)品,所以它具有耐化學(xué)劑性強(qiáng)、熔點(diǎn)高、強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn),而無紡織比有紡布成本較低、工藝簡單、產(chǎn)量高、其抗拉強(qiáng)度無顯著方向性,所以無紡布是世界上目前應(yīng)用最廣的土工織物。
  土工織物根據(jù)用途不同,生產(chǎn)出的規(guī)格要求也不同。
  2、 土工織物的功能與應(yīng)用
  土工織物作為建筑材料的功能是多方面的,以下幾種基本功能和應(yīng)用已被專家,設(shè)計(jì)人員和廠商所公認(rèn)。
  (1)分離作用。土工織物可有效地防止兩種不同粒徑地土料的混合,以免互相混雜,或發(fā)生土粒流失情況。這種功能對于在較軟的土層上建造公路或鐵路路基非常重要。經(jīng)驗(yàn)表明,在某些情況下要是沒有土工布,實(shí)際上就不可能在其地基上建造工程,因?yàn)樘畛洳牧蠒苯映料莸降讓油林小?br />   (2)過濾作用。使用土工織物作濾層與級配砂礫濾層作用使相同的,土工織物,能使水自由流過而幾乎不需壓力,但又能阻止土壤細(xì)粒的損失,以免導(dǎo)致某些工程的不穩(wěn)定和沖蝕。
  例如:
  a:用土工織物鋪在河道砌塊下或在水工結(jié)構(gòu)中,河、湖岸堤受到波浪沖擊或波浪水位變化的作用,土壤沖蝕而降低穩(wěn)定性時,在河堤與護(hù)堤之間鋪設(shè)土工織物過濾層,就能阻止土壤的沖蝕,防止河岸塌陷。
  b:用土工織物作排水育溝。土工織物阻止土壤中細(xì)顆粒混入級配砂石濾層中,以免級配砂石濾層堵塞而失去濾層作用,保證濾層的質(zhì)量。
  (3) 排水作用。使土工織物本身形成排水通道,把土中的水分匯集在織物之內(nèi),沿著織物緩慢地排除土體。
  a:在一些隧道建筑中,必須在噴漿混凝土殼體之間鋪設(shè)一層防水體系。這個體系由不透性合成膜構(gòu)成,并且由土工織物起防穿刺保護(hù)作用,并起排水作用。從巖石滲透出來地水在土工織物內(nèi)流動,流到隧道底部地排水管,因此能防止在隔水膜之后積聚水壓。
  b:在含水量大的軟土地區(qū)修筑公路,可以用特制機(jī)械,將土工織物插入土中,地下水沿土工織物柱流出地面,進(jìn)入透水砂層或土工織物層排地路基。
  (4) 加固作用
  a:土工織物夾在骨料---土工織物---土基系統(tǒng)中,可分散車輛荷載到較大面積上,減小了荷載對土基的壓力。在荷載作用下,松軟土基產(chǎn)生的變形,由于土工織物具有一定韌性和延伸度、所以土工織物隨之變形而嵌固于土基之中。使整個系統(tǒng)形成連接結(jié)構(gòu),提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,改善土基的承載力。
  b:用土工織物作擋土墻。通常用混凝土作擋墻,造價較高,用土工織物作擋墻,其作用是提高土層的切變強(qiáng)度,同時,由于土工織物的透水性,使結(jié)構(gòu)中滲出的水流出而不會積聚水壓力,增強(qiáng)斜坡的穩(wěn)定性。
  由于土工織物具有良好的隔離、排水、加筋等物理力學(xué)性能,過濾型土工織物還具有急既能保證孔隙水可以自由流出,同時又能截住細(xì)顆粒的良好水力特性,雖然公路上應(yīng)用起步較晚,但已取得了良好的效果,交通部重慶公路科學(xué)院所通過計(jì)算分析和試驗(yàn)對比,初步得出如下結(jié)論:
  a:土工織物受材料、編織方法、試驗(yàn)方法等因素的影響,其強(qiáng)度、性能差異很大,土工織物的應(yīng)用,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以分析,妥善選取。
  b:土工織物對軟基路堤的加筋,其主要作用是限制了軟基和堤的側(cè)向位移,增加了側(cè)向約束,從而降低了應(yīng)力水平,加強(qiáng)了路堤的穩(wěn)定性,但加筋效果受到了織物模量、軟基模量、軟基厚度等因素的影響。
  c:土工織物的加筋效果與施工速度有關(guān),一般來說施工速度快,加筋效果好,施工速度慢,加筋效果不顯著。
  d:用鄧肯模型來耦合boit固結(jié)理論對實(shí)際工程進(jìn)行有限元分析,基本上能模擬實(shí)際施工情況,為重大路堤的設(shè)計(jì)與施工提供較優(yōu)方案。
  e:土工織物在實(shí)際應(yīng)用中簡單易行,無須特殊設(shè)備,任何工地可采用。
  
  二、土工織物在丹拉支線高速公路天津南段的應(yīng)用和施工
  
  1、地形、地質(zhì)及水文情況
  本互通式立交位于天津市西青區(qū),此地區(qū)為華北濱海沖積平原,地勢平坦,溝渠縱橫,且局部分布有魚塘。
  本地區(qū)表層多為人工回填土,耕植土層,結(jié)構(gòu)松散,以粘性土、粉性土為主,其下層以亞粘土為主,局部夾有淤泥質(zhì)亞粘土,基本處于流塑狀態(tài),承載力較低,中部多以粉細(xì)砂、粉砂、細(xì)砂、亞粘土為主,其厚度7—14m。底部多為亞粘土,基本處于硬塑、軟塑狀態(tài),個別地方處于流塑狀態(tài)。
  2、軟土地基處理方法
  經(jīng)分析研究和理論計(jì)算,軟土地基采用如下處理方法:
  超載預(yù)壓+砂礫墊層+土工布+塑料排水板
  3、 土工織物的要求:根據(jù)E-δ曲線確定ε≤10%的拉應(yīng)力,應(yīng)大于設(shè)計(jì)要求的5T/M的抗拉強(qiáng)度,采用透水性土工織物。
  4、 施工方法:
  塑料排水板深入砂礫墊層30厘米,施工完成后,鋪設(shè)一層土工織物,土工織物寬度超過路基坡腳1米,土工織物上鋪20厘米砂礫層,兩端土工織物向內(nèi)側(cè)回卷1米,用砂礫壓實(shí)。土工織物搭接寬度應(yīng)不少于30厘米。
  結(jié)束語
  土工織物在市政工程,特別在道路工程中應(yīng)用是十分廣泛的,本文作了簡要介紹。土工織物這種新型材料有待于我們進(jìn)一步的去開拓、實(shí)踐。我們深信在不久的將來,土工織物的應(yīng)用必將日益廣泛,并將顯示出它特有的優(yōu)越性。

文章標(biāo)題:土工布在市政工程的應(yīng)用

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