时间：2023-12-24 16:35:46
序论：在您撰写土工合成材料产业时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
1、组成不同
钢铁、水泥为Fe、C、Ca、Mg、Si、O等元素经金属键或离子键结合的无机物，而土工合成材料为C、H、O、N等经共价键结合的有机物。因而其有耐热、热光性差、易燃等特点。
2、力学性能不同
与钢铁、水泥相比，除特殊品种外，土工合成材料强度低、模量也低。伸长变形大、韧性大，柔软性好，抗冲击性能好，所以特别适用于较大变形的土建场合，如软土地区，沼泽地带，冻土地区等。
3、质量轻
土工合成材料比重为0．88～1.6吨／立方厘米之间，比钢铁7．8g／立方厘米，水泥2．7g／立方厘米小得多。
4、加工方法不同
钢铁加工采用高温冶炼，水泥则要高温煅烧，而土工合成材料中，有纺土工织物采用化纤（如PA、PP、PET）织造，针刺土工布以化纤短纤维（PP、PET等）为原料针刺加工，其基本化纤原料则大多由熔融纺丝制备。纺丝成网土工布以PP、PET等切片为原料，直接纺丝成网。从广义角度认识，土工织物已远远超越于传统服饰纺织品，而是一种建筑用材料。从原料《应用领域市场与传统纺织品具有决然不同的知识经济概念。土工合成材料不仅涉及到粘性土。无粘性土以及各种特殊土类，而且已经超越了一般的质土范围，伸向尾矿料、粉煤灰、海洋土、污染土、星际上、改性上的研究，由于学科的交叉，土工织物将延伸成更大的材料空间。二、土工合成材料在应用上是简便的，但却提供多项功能，而且有重要经济效益。在整个建筑、水利等工程中，没有一种现成材料能象土工合成材料那样发挥如此众多的可能解决工程问题的功效，不论是混凝土。钢材或木材或它们的任何组合材料，概括来说土工合成材料能解决地基加固，防冲蚀，排水稳定边坡，衬砌保护，沥青面层及封闭等问题。（土工合成材料在正确应用条件下，使用寿命可达120年。实验证明埋置10年强度均保持在80％以上，20年保持在75％以上，强度在45％认为有效，目标寿命可达200年）土工合成材料在我国大规模应用将随着法律化、规范化、标准化而成必然性。
三、土工合成材料主要原料在“九五”期间将从年产290万吨增加到400万吨，特别是差别化、功能化纤维比重从目前16％提高到2O－25%，化纤工业将为土工织物开发与推广应用建立了稳固基础。
需求高增长
目前，全球土工合成材料年产量约60余万吨(16亿m2)，并将以10％年增长率增长，未来4～5年将达到90万吨(24亿m2)。美国年需土工合成材料28.1万吨(7.5亿m2)，是全球最大的土工合成材料生产与应用国新兴市场国家如中国、印度、巴西、中东以及东欧等土工合成材料的生产与需求则处在高速增长期，是世界土工合成材料工业未来增长的强劲驱动力。
2008年中国土工合成材料年产量达16.4万吨，同比增长18.8％。近三年左右，土工织物的需求量基本上在18～20万吨／年。
在水利工程建设方面，我国最大的水运工程长江深水航道疏浚工程，在工程设计中决定试用土工布构筑导堤，经试验段测试，取得了其他材料难以达到的良好效果。另外，长江三峡水电工程、江苏太仓中远国际城等工程也均采用了土工布。在公路建设方面，我国公路建设使用土工布现还局限于高速和等级公路，应用的典型实例是：“九五”期间重点建设“两纵两横”国道主干线(京珠高速、沪渝高速、同三高速及连云港一霍尔果斯高速)。
在铁路建设方面，我国铁道部门从1981年开始采用土工布处理路基损坏及其他问题，如用在京九铁路建设中的地基处理与边坡加固、京广铁路翻浆冒泥的整治、青藏铁路路基、上海地铁二号线龙东路西段工程等。
在机场建设方面，机场建设中不仅跑道、滑行道、停机坪的建设需要土工布，大量的机场配套工程和机场周围建设也都需要土工布。
在环境保护方面，我国的环境保护工程中，土工合成材料的应用起步较晚，应用范围偏窄。其实应用的潜在范围是广阔的。一些大中城市相继建成了垃圾填埋场，为了防止填埋场附近地下水污染，可考虑用土工膜作衬底材料。城市排放的污水和污泥，可考虑覆盖土工膜厌氧消化产生沼气，一方面推进热能的回收，另一方面可减少污染源体积及运输量。
存在问题
我国已初步形成相对完整的具备一定生产规模的土工合成材料产业体系。但与发达国家的先进水平比，在品牌、专利技术、研发／创新能力、产品品种与质量等方面差距很大。常规产品质量不稳定，存在如强力较低、分层严重、整体均匀度差、长丝纤度调节较难等问题，急需改造生产线。高端产品缺失，用于垃圾填埋场HDPE土工膜、高强、高模量的塑料格栅和排水类产品以及其它特殊的功能性土工合成材料产品仍需要大量进口。多数企业的装备以国产设备为主，整体水平不高，形不成规模优势。我国土工合成材料没有统一的试验方法，国家标准体系尚不完善，标准的制订、修订亟待加强。
前景及建议
关键词：水库土坝除险加固 土工合成材料 综合处理 新技术
1我国病险水库概况
1.1水库概况
我国现有各类水库84926座，其中大型水库415座，属水利部门管理的342座，中型水库2618座，小型水库81893座，而土坝占水库总数的70%。目前全国病险水库有37000座，约占全国现有水库总数的44%。
1.2病险水库除险加固基本情况
国家对水库加固十分重视，1998年以来中央对2381座病险水库进行了除险加固，目前已经完成了2190座大型水库和中型水库的除险加固任务。小型水库加固工作正在有序进行。
2病险水库存在的主要问题
1.1水库基本组成
绝大多数水库主体建筑物由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成，大坝作为最重要的永久建筑物，主要起拦蓄来水的作用；溢洪道和输水洞均有下泄来水的作用，但溢洪道主要用来下泄来势较大的洪水，保证水库的防洪安全，输水洞一般用来有序利用水库蓄水，发挥水库兴利效益。
1.2病险水库存在主要问题
参阅部分水库安全鉴定结论和水利部安全管理中心的核查意见，病险水库土坝一般主要存在以下问题。（1）大坝坝顶欠高，水库大坝防洪能力不满足规范要求；（2）大坝坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求。（3）大坝浸润线不正常，运行过程中，出现渗流异常现象；
3 水库土坝加固的研究
在全国已建的水库中，土石坝占70%，本文主要研究土工合成材料在土坝除险加固中的应用，并通过实例体现新技术、新措施的优势。大坝，它的安全不仅关系到发挥防洪、供水等效益，也关系到下游人民生命财产的安全，因此大坝加固亦是工程的的重点。大坝加固主要解决：坝高不满足防洪安全的问题、坝坡不稳定和大坝渗漏的问题。
本文提出采用当代先进加固技术――土工合成材料对土坝加固，并介绍了其主要特点。
3.1土工合成材料简介
土工合成材料是一种新兴的岩土工程材料，可以分成土工织物、土工膜、土工复合材料和特种土工合成材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为材料，制成各类各型产品，至于土体内部，表面或者各层土体之间，发挥加强或者保护土体的作用。目前，土工合成材料已经在水利水电、建筑、公路、铁路、港口等工程中推广使用。
3.2土工合成材料的功能概述
土工合成材料的应用非常广泛，总结起来有下列五种基本功能：
1过滤作用，即把土工织物置于土体表面或相邻土层之间，可以有效地阻止土颗粒的通过，从而防止了由于土颗粒的过分流失而造成的渗透变形；2排水作用。有些土工合成材料可以收集土体中的水分，并沿着土工合成材料内的通道，把水排出土体中，加速土体固结，或者减小土体内的渗透压力；3加筋作用, 主要是一些特种土工合成材料，埋设在特定的方向，利用其抗拉强度，限制侧向位移，增强土体的稳定性；4防渗作用。土工膜和某些复合型土工合成材料，可以防止液体渗透、气体的扩散。5防护作用，多种土工合成材料铺设在建筑物表面，可以防止水流的冲刷。
由于以上功能，土工合成材料广泛使用在各种土木工程中，在水库除险加固中，也尝试针对工程实际问题，采用土工合成材料对土坝加固。
3.3土工合成材料在土坝上、下游坝坡稳定问题上的应用
坝高不满足防洪要求、坝坡不稳定的处理，传统的做法是：加大坝高，上、下游坝坡培厚。这种方法有以下后果：放缓的坝坡占用上、下游空间，导致水库上游库容减少、下游占用大量耕地，弊端在大坝较高时体现的尤其明显。如果采用新技术将新型材料――土工格栅分层植入上、下游坝坡，增大坝坡填土的抗拉、抗压力度，起到增大坝坡稳定性的效果，仅对坝顶进行局部加高，不进行上、下游坝坡培厚，则可达到节约耕地、少占水库库容，减少工程投资的效果。此外，土工格栅加固法，还具有施工便捷，工期短，不受气候影响等优点。
广州岑村水库为一小（2）型水库，位于铁炉山公园西南侧，总库容25.18万方，岑村水库大坝为均质土坝，坝顶高程42.5m，坝基高程29.0m，最大坝高13.5m，顶宽7m，有交通要求。上游游坝坡1:1.5，下游坝坡1:1.5，除险加固中，该水库大坝上、下游坝坡均不满足稳定要求，若采取上、下游覆坝的方法，则：将减少近2.5万方兴利库容；同时下游存在拆迁问题，难以解决，效果不佳。设计中采用对水库大坝上、下游坝坡分层植入土工格栅的办法，以增加坝坡整体稳定性，使坝坡稳定问题得到很好解决，同时，减少了施工用地，减少工程投资76万元，取得很好的社会效益。该大坝填填土受力原理见下图：
3.4 土工合成材料在土坝防渗问题上的应用
土坝渗漏是一个严重的问题，一般采取做混凝土防渗墙或帷幕灌浆进行处理。该方法防渗效果较好，但存在对地质勘探要求高、投资大、施工难的问题。采用易于施工，也较为经济的上游坝坡铺设一层土工膜防渗是很好的处理办法。这种方法对地质勘探要求很低，施工便捷、周期短，投资较小，效果很好。
我国广西田村水库土石坝，坝高48米，坝顶长139米。原设计用粘土作为心墙防渗体，但施工中，坝高筑到10米后，阴雨绵绵，致使粘土含水量高，无法使用。则改用溢洪道开挖的风化砂填筑心墙，在其表层铺设土工膜，并将土工膜底端埋设在上游面粘土内。很好的克服了施工难的问题，并取得很好防渗效果。
3.5合成材料在水利工程其他方面的应用
我国三峡工程，一期围堰和二期围堰的上部都采用了复合土工薄膜心墙防渗结构。一期围堰土工薄膜的底端与围堰下部的柔性材料防渗墙相连接；二期围堰土工薄膜的底端与围堰下部的塑性混凝土防渗墙相连接。在这个世纪大工程的施工过程中立了功。
最近以来，人们对土工合成材料加筋土结构在与环境保持和谐一致方面也作了尝试，用土工格栅加筋、带有面板的加筋体表面依然很美观，特别是在加筋体表面铺设三维植草网垫之后，更能美化环境，可见合成材料应用领域还有很大开拓空间，应该重视并延伸。
4 结语
综上所述土工合成材料有以下优点和优势：
1性能优越
土工合成材料应用于土体结构之后，高分子材料的优势都能充分发挥，产生良好的效果；
2施工方便、快速
土工合成材料本身重量轻，多为卷材，铺设或者安装都很方便。特别是早期在土工膜的接缝方面，只是简单的搭接或粘合剂粘结，现在已经可以焊接，超声波接缝等等。此外与土方回填碾压及混凝土浇筑相比，土工合成材料的铺设受天气的影响小。
3耐久性好，及时需要更换土工合成材料，也比较方便。
4价格低廉，使用土工合成材料，往往比其他工程措施要经济廉价。
目前我国土坝的除险加固工程措施还比较传统，大量新技术、新材料没有得到推广和应用，客观上对国家资金造成一定程度的浪费，同时，也不利于新兴土工合成材料产业在水利行业的发展,通过以上对合成材料的优势和具体实践应用，希望合成材料在水利工程上的应用更加广泛。■
参考文献
1．张光斗，王光纶《水工建筑物》。水利电力出版社，1992
2．潘家铮，何《中国大坝50年》中国水利水电出版社，2000
3.白永年《中国堤坝防渗加固新技术》中国水利水电出版社，2001
关键词：土工布；有效孔径；测试方法；分析
土工布是用合成纤维纺织或经胶结、热压针刺等无纺工艺制成的土木工程用卷材，也称土工纤维或土工薄膜。土工布根据加工方法不同可以划分为机织土工布、针织土工布、非织造土工布[1]。最为常用的是非织造土工布，它是使用机械的、化学的、热力的或者其他的方法，使纤维网固结在一起而形成的纤维结构材料[2]。
非织造土工布独特的纤维三维网络结构使其具有良好的排水性能和保沙土性能，以此代替传统的砂砾渗滤层，不仅可以节省投资而且还能缩短施工周期。土工布渗滤层设计及选用的重要依据是其透水性能和保土性能，而这两个性能的重要特征指标为其孔径。准确测定土工布的孔径有利于工程上更加合理地选用土工材料。本文结合实际工作经验，对土工布孔径测试方法归纳如下。
1 孔径参数
孔径参数主要包括有效孔径、特征孔径、平均孔径、最大孔径、最小孔径、泡点孔径、孔径分布、孔隙率等 ［3］。
1.1 有效孔径（Oe）
JTG E50—2006《公路工程土工合成材料试验规程》中的定义如下：能有效通过土工织物的近似最大颗粒直径，例如O90表示土工织物中90%的孔径低于该值[4]。GB/T 14799—2005《土工布及其有关产品有效孔径的测定》中定义则如下：有效孔径是能有效通过土工布的近似最大颗粒直径，例如O90表示土工布中90%的孔径低于该值[5]。
1.2 等效孔径EOS（或称表观孔径AOS）
SL/T 235—1999《土工合成材料测试规程》中定义如下：以土工织物为筛布对颗粒料进行筛析，当一种颗粒料的过筛率（通过织物的颗粒料重量与颗粒料总重量之比）为5%时，则该颗粒粒径尺寸定为土工织物的等效孔径[6]。GB 50290—1998《土工合成材料应用技术规范》及SL/T 225—1998《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》中定义如下：土工织物的最大表观孔径[7-8]。JTJ/T 019—1998《公路土工合成材料应用技术规范》中定义如下：用于表示织物型土工合成材料孔隙大小的指标。采用不同的筛余率标准，可得到不同的等效孔径值[9]。
1.3 特征孔径
土工布的孔眼尺寸，相当于90%的土颗粒通过土工布时的最大颗粒尺寸[10]。该定义适合于土工布及其有关产品有效孔径测定中的湿筛法。
1.4 泡点孔径
滤布一侧的气体穿过滤布到达另一侧的水中而产生气泡，用此方法计算出滤布孔径[11]。
1.5 最大泡点孔径
当气体穿过滤布到达水中产生第一串气泡时的泡点孔径[11]。
1.6 孔径分布
对于给定试样，根据孔隙直径分布，计算某一孔径所对应孔隙的百分数[12]，可用来表征不同孔径在整个孔径分布中所占比例。
1.7 孔隙率
材料的孔隙体积与总体积的比值，反映土工布空隙程度的指标，它是影响土工布渗透性等水力性能的重要因素[13]。
目前，在各标准中，关于等效孔径、特征孔径的定义基本一致，均为用颗粒的尺寸来表示孔径的尺寸。泡点孔径则需要根据测量气泡出现时的压力差来计算出等效孔径。
2 孔径测试方法
土工布孔径测试方法分为直接法和间接法，直接法包括显微镜法、图像分析法等；间接法主要有干筛法、湿筛法、泡点法、水动力法和水银压入法等[14]。关于各方法的原理及其评价如表1所示。
直接法例如显微镜法。该法直接、直观和可靠，可以直接得出孔径的数量及大小，不会改变试样的原始状态，不污染损伤试样，尤其适用于薄型织物，但投影面上孔隙分布无法反映织物内部孔隙结构，因此此法只适合于规则的织物，且测试结果具有一定的随机性，代表性不足。
对于孔隙不规则的土工布测试一般用间接法。计算法虽然通过数学模型的建立及推理，具有一定的合理性，但参数的测定也不能脱离试验。水银压入法水银有毒且危害环境，负压排水法用水作为测孔介质方便无污染，但一直存在织物亲水性的问题难以解决；泡点法可获得较好的孔径分布曲线，却没有很好的模拟实际使用情况；渗透法虽省时、可靠，却不能获得孔隙分布曲线。鉴于各方法各有优劣，目前，国内外普遍采用的为筛分法。筛分法分为干筛法、湿筛法和动力水筛法。干筛法存在静电现象，影响结果的准确性；湿筛法试验条件接近实际工作条件，但水流不易控制，操作复杂；动力水筛法则需时太长。此3种方法各有其优缺点，干筛法由于方法较成熟，经验积累多，是目前国内用得最多的方法。
3 孔径测试标准
目前，国内外已有的孔径测试的标准、试验方法及适用范围如表2所示。
国内关于孔径测试的方法标准一共有4个，分为干筛法、湿筛法、泡点法、毛管流动孔隙仪法。其中GB/T 24219—2009适用范围限制为机织过滤布，而GTT TM 017—2010毛管流动孔隙仪法的适用范围为孔径为0.013μm～500μm的所有非织造材料，相比之下，干筛法、湿筛法的适用范围比较广泛。国内产品标准采用最多的也为筛分法，各产品标准采用的方法标准情况如表3所示。国内产品标准采用最多的为GB/T 14799—2005《土工布及其有关产品 有效孔径的测定 干筛法》，其次是湿筛法GB/T 17634—1998《土工布及其有关产品 有效孔径的测定 湿筛法》，主要在国标中采用。另外，交通部JTG E50—2006《公路工程土工合成材料试验规程》及水利部SL/T 235—1999《土工合成材料测试规程》中应用的方法均为标准自带方法，试验方法为干筛法，基本原理与GB/T 14799—2005相同。
4 结论
土工布越来越多地被用作公路、铁路、土木、水利等工程材料。孔径是土工布水力学特性中的一项重要指标，它反映土工织物的过滤性能，既可评价土工织物阻止土颗粒通过的能力，又反映土工织物的透水性，而土工布孔径的测定结果与其所选用的测试方法密切相关。目前国内外土工布孔径大小及分布测试方法各不相同，各有优缺点。因此研究土工布孔径测试方法对进一步推动土工布在工程建设中的应用具有非常重要的意义。
参考文献：
[1] 范晓玲，郭秉臣.非织造土工布的开发应用[J].非织造布，2001,9（1）：37-40.
[2] 朱诗鳌.土工合成材料应用[M]. 北京：科学技术出版社，1994: 1-2.
[3] 倪冰选，张鹏，杨瑞斌，等. 非织造土工布孔径分布测试方法研究[J].产业用纺织品，2011,246（3）：31-34.
[4] JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程[S].
[5] GB/T 14799—2005 土工布及其有关产品有效孔径的测定 干筛法[S].
[6] SL/T 235—1999土工合成材料测试规程[S].
[7] GB 50290—1998土工合成材料应用技术规范[S].
[8] SL/T 225—1998水利水电工程土工合成材料应用技术规范[S].
[9] JTJ/T 019—1998公路土工合成材料应用技术规范[S].
[10] GB/T 13759—2009土工合成材料 术语和定义[S].
[11] GB/T 24219—2009 机织过滤布泡点孔径的测定[S].
[12] GTT TM 017—2010 纺织品 非织造材料孔隙特征测试方法[S].
[13] 魏取福，贺福敏，褚慧芬.针刺土工布压缩性能及孔隙率的分析[J].非织造布，1995,3：16-18.
[14] 吴正爱.干筛法测定土工织物孔径问题的探讨[J].东北水利水电，1989,56（2）：31-34.
[15] 吴凤彩.无纺土工织物孔径测量技术[J].岩土工程学报，2006,28（4）：495-503.
关键词：施工便道、土工布、土工格栅
一、工程概况
中铁・旅顺诺德琥珀湾项目地处大连市旅顺口区，东临黄海，沿海岸线长度约800m，工程所在位置原为盐场，全淤泥地质。在场地回填过程中，工程红线内的浅层淤泥逐步排向海岸线，形成海岸线外淤泥隆起，需要清淤至原海平面标高，清淤厚度3-6米，宽度15-30米，清淤总量约6万立方。
地质情况为全淤泥质，淤泥层厚度从海平面往下约8-15米。
二、施工技术措施
1、该工程淤泥清理工作就是采用在淤泥内修施工便道，将车辆直接开进淤泥区内清淤。施工便道宽10米，平行于海岸线修筑，满足车辆进出双向通行。修筑方法：第一层在淤泥上铺一层土工布和土工格栅，3.0m厚素土；二层：一层土工布和土工格栅，0.6m厚碎石。三层：一层土工格栅，0.6m厚素土；顶层：一层土工格栅，0.6m厚碎石。每层道路两侧的土工布与土工格栅均要将素土或者小块石反包起来，压入上一层，折压长度不小于2.5m。格栅采用大孔双向格栅，编织土工布采用340g/m2。断面图如下：
三、工艺原理
土工布又称土工织物，是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，具有优秀的过滤、隔离、加固防护作用。土工格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。两种材料在施工中一起使用主要目的是，土工布作为主要受力部分并对垫层与原有土层进行隔离，土工格栅作为辅助材料对土工布的受力进行均匀分解，同时保障施工便道的均匀沉降。整条便道的受力原理如钢筋混凝土。填料相当于混凝土，承受压力；土工合成材料相当于钢筋，承受拉力。两者组合，使便道整体承受上部机械传来的荷载。
四、施工技术特点
1、设备简单。整个施工过程不需要特殊机械，土工布缝制只需要普通小型电动缝纫机。
2、材料普通。所用的土工布和土工格栅都是常用的建材。
3、施工工期短。由于使用土工布和土工格栅，节省了大量的填料，减少了淤泥的隆起。而且土工材料铺设和填料填筑可以流水作业，大大缩短了工期。
五、工艺流程及施工要点
1、工艺流程
2、施工要点
1）保证第一层填土厚度不小于3米，否则在清淤时可能造成突然急剧下沉。
2）填料填筑时边坡保证顺直，土工布和土工格栅易于向上折压，而且可以避免在清淤过程中施工便道局部下沉。
3）土工合成材料折压长度不小于2.5米，保证土工布和格栅在填料里的锚固长度。
3）如果局部下沉过多，需在下沉过多的部位加铺一层土工格栅，再进行补填。
4）土工布铺设时，每幅连接时，用缝纫机缝两道。土工格栅在铺设时，将筋材主强度高的方向垂直路堤轴线方向，每幅叠合长度（纵向）不小于10，用塑料绑扎带绑扎两排连接，每排绑扎带间距10cm。横向搭接长度30，绑扎方式同纵向连接。
5）素土含水量不宜太大，否则会出现“橡皮泥”现象。
6）填料层表面要平整，不得有坚硬凸出物。
7）填料的顶部设2%的人字排水坡。
8）土工合成材料铺设完成后应立即填筑填料，严禁土工合成材料暴晒。
六、质量控制措施
土工合成材料施工参考公路土工合成材料应用技术规范（JTG/TD32-2012）。
在填料填筑时可用体积平衡法，即每25米进行一段体积平衡检验。需要精确统计填筑的方量，用体积平衡法计算填筑厚度。
土工材料铺设及填料填筑时，测量人员严格控制边线，保证便道顺直。
保证土工合成材料折压长度不小于2.5米，如小于2.5米应立即进行接长。
严格控制素土含水量。如素土含水量过大，应先对素土进行晾晒，或更换新的土源。
土工材料铺设前应先移除填料表面坚硬凸出物，以免破坏土工材料。
严禁出现填料表面中间低，两边高的现象。
合理安排，保证施工连续，保证土工材料铺设完成后立即进行填料填筑。
七、经济效益分析
在淤泥地质上修筑施工便道，此项技术措施与传统的抛石挤淤方式相比较，经济效率分析如下：
1、将土工合成材料用于临时道路，使道路整体性加强，承载力加大，受力更均匀，避免局部沉降、开裂造成的局部返工修整；
2、填料体积大大减少，节约了大量工程投资。而且隆起淤泥体积也大大减少，清淤总量少；
3、单就临时道路填筑成本分析（按路面宽度10米来考虑），采用直接抛石挤淤成本7235元/m，采用土工合成材料后3576元/m。直接节约成本3659元/m。
具体见下表（以1m长计算）：
关键词：市政道路 施工 软土地基
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-0-01
影响水土流失的因素来自自然与人为两个方面，前者如气象、地形、地面组成物质、植被等，后者如不合理的利用土地、滥垦、滥牧、破坏植被等。降水和风、尤其是暴雨和大风，是引。起土壤侵蚀的动力条件。地形是侵蚀的对象和侵蚀发生的场所，一般而言，山区侵蚀强，平原侵蚀弱；坡度越大，侵蚀越强；沟谷密度越大，侵蚀也越强。地面组成物质、植被和各种不合理的人为因素，通常都决定地表的抗侵蚀能力，这些地区把包括人为在内的各种诱发水土流失的因素集成到一起。
1 软弱地基
1.1 软土
软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。特殊土地基是指由湿陷性黄土、膨胀土或红黏土等构成的地基。软土是淤泥和淤泥质土的总称，它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成。软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长，在比较深厚的软土层上。设计时宜利用其上覆较好的土层作为持力层；应考虑上部结构和地基的共同作用；对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件等进行综合分析，再确定建筑和结构措施及地基处理方法。
1.2 冲填土
冲填土是指整治和疏浚江河航道时，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹杂大量水分，吹到江河两岸形成的沉积土，南方地区称吹填土。以黏性土为主的冲填土，因吹到两岸的土中含大量水分且难以排出而呈流动状态，这类土是属于强度低和压缩性高的欠固结土。以砂性土或其他粗颗粒土所组成的冲填土，其性质基本上和粉细砂相类似，不属于软弱土范畴。冲填土是否需要处理和采用何种处理方法，取决于冲填土中颗粒组成、土层厚度、均匀性和排水固结条件。
1.3 杂填土
杂填土是指由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。杂填土的成因很不规律、组成的物质杂乱、分布极不均匀、结构松散，因而强度低、压缩性高和均匀性差，一般还具有浸水湿陷性。即使在同一建筑场地的不同位置，其地基承载力和压缩性也有较大差异。对有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料，未经处理不应作为持力层。
2 市政道路施工中软土路基施工存在的问题
填方路段应将路基范围内的树根全部挖除并将坑穴填平夯实。若坡脚附近地面横坡比较平缓时，可在坡脚处作土质护堤或干砌片石垛护堤，护堤最好用渗水性土填筑，但用于路堤相同的土填筑亦可。一般的土和石都可以用作路堤的填料，用卵石、碎石、砾石、粗砂等透水性良好的填料，只要分层填筑，分层压实，可不控制含水量；用黏性土等透水性不良的填料，应在接近最佳含水量情况下分层填筑与压实。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土总称为软土，而把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称为泥沼。泥沼比软土具有更大的压缩性，但它的渗透性强，受荷后能够迅速固结，工程处理比较容易。如果对软基处理不当，不仅增加工程量，耗资过高，拖延工期，甚至可能会造成工程失败。为了解决这个问题，人们在长期的建设实践中，积累了许多的经验，研究出许多的先进技术，塑料排水板法加固软基就是其中之一。所有运至工地的材料必须分类堆放，妥善保管，按有关标准进行质量检验；不合格材料不得用于工程。软基处治施工包括以下4个环节：（1）对地质资料，土工试验的详细检查，对设计图和实践经验的调查研究；（2）室内试验和现场试验；（3）施工现场监测和观测数据收集；（4）反复分析，验证设计，监测工程安全。因此，一些国家还按照地理区域或流域设立环保派出机构，使管理工作协调、统一、扎实有效。这些经验是值得认真借鉴的。
3 市政道路工程中软土地基的施工措施
（1）土工合成材料在铺设时，应将强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向。土工合成材料之间的连接应牢固，在受力方向连接处的强度不得低于材料设计抗拉强度，且其叠合长度不应小于15 cm。土工合成材料技术、质量指标应满足设计要求。土工合成材料的存放经及铺设过程中应避免长时间暴露或暴晒。与土工合成材料直接接触的填料中严禁含强酸性、强碱性物质。（2）土工合成材料的铺设不允许有褶皱，应用人工拉紧，必要时可采用插针等措施固定土工合成材料于填土层表面。铺设土工合成材料的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。在距土工合成材料层8 cm以内的路堤填料，其最大粒径不得大于6 cm。（3）土工合成材料摊铺以后应及时填筑填料，以避免其受到阳光过长时间的直接暴晒，一般情况下，间隔时间不应超过48 h。填料应分层摊铺、分层碾压，所选填料及其压实度应达到《道路路基设计规范》（JTGD30―2004）规定的要求。（4）铺设土工合成材料，应在路堤每边各留一定长度，回折覆裹在已压实的填筑层面上，折回外露部分应用土覆盖。（5）对于软土地基，采矿对地质-生态环境的影响严重而明显。不同类型的矿山企业的工艺特征和影响地质生态环境的技术强度不同，它们对地质生态环境的影响程度也有所差别。采矿过程形成的能量和物质的转移交换是影响矿山地质生态环境的主要因素，采矿对地质生态环境的影响表现在：土地资源的占用和破坏（露天采矿破坏土壤；废石堆、尾矿堆放占用土地；地面塌陷破坏土地）；水文地质环境的破坏（海水入侵；区域地下水位下降）；矿山废水对环境的污染，缝接强度应不低于土工合成材料的抗拉强度。从生态环境可持续发展视角看人的发展，应该在可持续发展中实现人的全面发展的多重目标。人的全面发展的目标是多重的，有经济的、政治的、文化的目标，也有自然的目标。
4 结语
软土地基有极大的危害性，它可造成构造物不同程度的破坏，严重者不但影响使用，甚至造成建筑物的彻底报废。质量监督是工程管理中的基本职能。加强指导与服务，促进市政道路不良地段的质量监督是新形势下应坚持的工程管理对策之一。长期的工程管理实践证明，对软基处理不当路的中心沉降过大引起涵管弯曲和路基路面横坡变小等问题将会使路基沉降过大，导致路堤失稳路面开裂。因此，从高标准、高质量的使用要求出发，合理、可行地处理好软土地基，已成为道路建设必不可少的一个环节。
【关键词】土工织物 地基处理 性价比高
一、引言
新海大街位于辽宁（营口）沿海产业基地一期产业区中部，道路全长6471米。该工程地势低洼平坦，路线所经路段为营口盐业集团的晾水池和盐池，部分区域有集水池，沟壑较多，地层岩性以第四世海底沉积物为主，包括亚黏土，亚砂土，淤泥质亚黏土，粉砂等，强度较低。工程地质条件对道路工程十分不利。本工程设计路基结构为：
3cm石屑磨损层+2×20cm粒料石灰土换填层+60cm粒料石灰土换填层+原土层。
二、施工过程概述
设计给出的路基施工方案可以看出，新海大街的路基处理方法是先用挖机挖除表层约1米厚的淤泥土，然后回填石灰粒料土，并碾压密实，使地基承载力达到一定的强度；检测主要方法是路基弯沉值及灰土含量。项目部在研讨之后编制施工方案，对路基的施工工艺进行了大幅修改，方案如下：
3cm石屑磨损层+120cm山皮石换填层+荆笆2层+土工布1层+原土层。
三、工艺理论分析
1.土工织物的特性
表征土工织物产品特性的主要指标包括：产品形态、物理性质、力学性质、水理性质、耐久性等。
1.1 产品形态
主要是指产品的材质及制造方法、宽度等。由于土工织物的原料都是由聚酰胺纤维（尼龙）、聚酯纤维（绦纶）、聚丙烯腈（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。因此土工织物产品因制造方法和用途不一，宽度和重量规格变化甚大，宽度可从几厘米到十多米或更宽。
1.2 物理性质
表征物理性质的主要指标有单位面积质量、厚度、开孔尺寸及均匀性。单位面积质量通常是指土工织物每平方米的质量，通常每平方米的质量在0.1kg到1.0kg。应用于软土地基处理中一般为数百克。开孔尺寸（等效孔径）无纺型土工织物为0.05～0.5mm，编织型土工织物为0.1～1.0mm。
1.3 力学性质
表征力学性质的主要指标有抗拉强度、断裂时延伸率、撕裂强度、穿透强度、握持抗拉强度、顶破强度、疲劳强度、徐变性、聚合物与土体间摩擦系数等。对于抗拉强度大部分常用的无纺型土工织物为10～30kN/m，高强度的为30～100kN/m。最常用的编织型土工织物为20～50kN/m，高强度的为50～100kN/m，个别的编织土工织物可达到100～1000kN/m。
1.4 水理性质
土工织物的水理性质主要用土工织物垂直向和水平向透水性来表征（即导水性）。大部分编织与热粘型无纺土工织物的导水性甚小；针刺无纺型土工织物为10-6～10-5m2/s；土工网为10-4～10-2m2/s；土工塑料排水板（带）为10-4～10-2m2/s。
1.5 耐久性
土工织物的耐久性即抗老化、抗化学侵蚀性、抗生物侵蚀性、抗磨性、抗温度、冻融及干湿变化性。抗老化是指高分子材料加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素影响，使其各种性能逐渐蜕化的现象。老化是一种不可逆的化学变化。主要表现在：（1）外观变化，发粘、变硬、变脆等；（2）物理化学特征的变化，如比重、熔点、耐寒性和耐热性等；（3）力学性能即抗拉强度、剪切强度、伸长率以及弹性等减小或丧失。
1.6 排水作用
利用某些内部具有排水通道间（如盲沟、塑料排水板）土工纤维具有良好的三维透水性，使水能沿土工织物内部的排水通道迅速排出，还可使水经过土工织物的平面迅速沿水平方向排走。构成水平排水层，可加速软土地基的排水固结。土工聚合物用于建造无集水管间排水盲沟、铺设时先在开挖好的槽内铺设土工织物，然后回填碎石，与碎石组成排水系统。
1.7 隔离作用
利用土工织物的高抗拉性，抗撕裂性、良好的韧性、整体性和耐酸碱、耐生物侵蚀性能，将渗透性较土工织物大的两种材料相互隔开，以发挥其各自的作用。这是软土地基处理中较为重要的作用，其目的在于防止由于局部承载力丧失而造成的路基填土与软弱地基相互混杂、补偿地基中抗剪强度不足，防止由此可能导致的圆孤滑动破坏，并可有效地加快工期，降低成本，减少路堤间不均匀沉降，有利于排水和加速土体固结。
1.8 设计计算
在软土地基路基底与填土之间铺设土工织物，是目前道路工程中常用的浅层处治方法，特别是土工织物加砂垫层更为常用。这是由于土工织物具有较高的延伸率，从而可使上部负荷扩散，提高原地基承载力，并增加路基填土的稳定性。另外铺设土工织物后施工机械行驶方便，在填土预压下还能起排水作用，从而加速排水固结和沉降稳定。土工织物加筋复合地基的板限承载力公式可表达为（简化式）：
Pu=CNc+2TSinθ/B+βTNq/R
式中：C―土的内聚力；
Nc―地基承载力；
T―土工织物的抗拉强度；
θ―基础边缘与土工织物的倾斜角；
B―地基底宽；
β―地基形状系数；
Nq―复合地基承载力；
R―地基变形当量半层。
2.土工织物与荆笆的结合
结合新海大街施工特点，现场回填料为甲方供应，现场开采来的山皮石料规格较大，粒径有的超过30cm，为了增加土工织物的承载能力，防止回填料压坏铺设好的土工布，在土工布上增加两层荆笆，起到加筋作用，增加了隔离层整体的稳定性。
四、工程结果和应用
1.工程结果
典型施工共进行200米，施工完成后对施工路段进行弯沉检测，结果弯沉值大多在50左右，在施工的200m路段没有产生翻浆现象，路面平整，工程质量优良。
2.工程推广与应用
2.1工期上的优势
新海大街全长6741.82m，如采用设计方案进行施工，全线开挖大概在1m深左右，开挖宽度20m，石灰粒料土回填量在13万方左右，我项目部在工程实践中精心组织施工，投入9台挖掘机进行24小时作业，一个月完成了3400m（70cm）的石灰粒料土回填碾压工程量，合成1m厚为2380m，平均日完成量：8.8延米/日/挖掘机；如改成土工织物结构，则石灰粒料土的拌合工作可以省略，仅此一项可节省工期单台挖掘机766个工作日，整体工期也可以节省一半以上。
2.2成本上的优势
土工织物结构每平米需支出额外费用约20元，而石灰粒料土每平米支出费用包括：拌灰土机械费+白灰费用+由于工期延长而增加的管理成本，约为26.4元；仅此一项整个工程可以节省费用。
（26.4-20）*街道全长*路基处理宽度=6.4*6741.82*20=86万元。
2.3工程的推广
辽宁省营口市沿海产业开发基地在经过对我项目部典型施工进行考察研证后在沿海产业基地的二、三期施工开发中大量采用了土工织物荆笆混合结构，产生了巨大的社会经济效益；推动了土工织物在我国东北地区的施工推广。
参考文献：
1.南京水利科学研究院主编《土工合成材料测试手册》
2.朱诗鳌编著《土工织物应用与计算》
