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土工合成材料的作用范文1
一、應用背景
尖扎縣康揚鎮康加澇池項目地處尖扎縣城西北部，行政上隸屬康揚鎮管轄，該工程水源地渠首位置在安中溝溝谷中， 目前群眾早已從該溝建有引水自流灌溉渠，解決本地灌溉問題， 由于水量不足，春灌期間不能保證灌溉問題， 而興建澇池進行部分水量有效調節，緩解春灌水量短缺矛盾。
本工程主要建設內容為引水渠、防洪墻、澇池（總庫容2.0×104m3）組成。
在本工程中澇池使用了土工合成材料。澇池表層為河漫灘沖積砂卵石覆蓋，需進行換基處理。壩為均質土壩，內壩坡為土工合成材料（兩布一膜）防滲，內坡采用6cm厚干砌砼預制塊護坡，預制塊下面墊有20cm厚直徑0.5～8cm砂卵石濾層，砂卵石層下面墊有一層厚20cm篩分細土，該層是土工合成材料保護層。
二、土工合成材料應用工藝及要求
1、土工合成材料作用
（1）、隔離：用土工合成材料對具有不同物理性質（粒小徑大、分布、稠度及密度等）的建筑材料（如土體與砂粒、砂粒與礫石、土體與混凝土等）進行隔離。使多種材料間不流失、不混雜，保持材料的整體結構和功能，使構筑物載荷承受能力加強。
（2） 過濾 ：由細料土層流入粗料土層時，利用針刺土工布良好的透氣性和透水性使水流通過，而有效的截流土顆粒、細砂、小石料等，以保持水土工程的穩定。
（3） 排水 ：土工合成材料是良好的導水材料，它可以在土體內部形成排水通道，將土體結構內多余的液體和氣體外排。
（4） 加筋：針刺土工合成材料增強土體的抗拉強度和抗變形能力，增加建筑結構的穩定性，以改善土體質量。
（5）防護 ：將集中應力擴散、傳遞或分解，防止土體受外力作用而破壞。
（6）封閉 ：土工布與其它材料（主要是瀝青或塑料膜）配合，在土層中形成不透水隔層。
2、土工合成材料應用工藝及要求
（1）儲存、運輸和處理土工合成材料
土工合成材料卷在安裝前展開要避免受到損壞。土工合成材料卷應該堆放于平整不積水的地方，堆高不超過四卷的高度，并能看到卷的識別片。土工合成材料卷必須用不透明材料覆蓋以防紫外線老化。在儲存過程中，要保持標簽的完整和資料的完整。在運輸過程中（包括現場從材料儲存地到工作地的運輸），土工合成材料卷必須避免受到損壞。受到物理損壞的土工合成材料卷必須要修復。受嚴重磨損的土工合成材料不能使用。任何接觸到泄漏化學試劑的土工合成材料，不允許使用在本工程上。
（2）基層檢查：檢查基層是否平整、堅實，如有異物，應事前處理妥善。
（3）試鋪:根據現場情況，確定土工合成材料尺寸，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸應準確。檢查鋪設寬度是否合適，搭接處應平整，松緊適度。
（4）定位：用熱風槍將兩幅土工合成材料的搭接部位粘接，粘接點的間距應適宜。
（5）土工合成材料的鋪設： 主壩體填筑完成后，進行土工合成材料的鋪設工作， 在鋪設土工合成材料前，應詳細檢查壩體砂礫石填料中尖石不外露， 使壩體符合設計要求。將土工膜沿壩面自上而下鋪開， 現場采用專用焊接機焊接，沿接縫寬度10Cm內焊1—2道縫,并檢查焊接面上有無損壞孔洞， 復合土工膜中的塑料膜不準外露，鋪設需有一定松馳余量，不準有懸空現象， 鋪設中作好鋪設部位、數量等現場記錄，以備檢查。 鋪設土工合成材料的同時，進行細土保護層的鋪設工作， 即一邊鋪土工合成材料一邊有細土保護層覆蓋，最后進行砂卵石及砼預制板的鋪設,護坡砼預制塊及砂卵石墊層的施工，務必壓實整平。
（6）土工合成材料的縫合: 土工布的搭接根據地形及使用功能可分為自然搭接、縫接或焊接。對搭接部位進行縫合時縫合線應平直，針腳應均勻。縫合后應檢查土工合成材料是否鋪設平整。所有的縫合必須要連續進行。在重疊之前，土工合成材料必須重疊最少150mm。最小縫針距離織邊（材料暴露的邊緣）至少是25mm?？p好的土工合成材料接縫最少包括1行雙線鎖口鏈形縫。用于縫合的線最小張力應超過60N的樹脂材料，并有與土工合成材料相當或超出的抗化學腐蝕和抗紫外線能力。任何縫好的土工必須采取相應的措施避免在安裝后，土壤、顆粒物質或外來物質進入土工合成材料層。土工布的縫合如存在不合要求的現象，應及時進行修補。
（7）自檢與修補
①必須檢查全部的土工合成材料片和縫。有缺陷的土工合成材料片和縫合必須在土工合成材料上清楚標出，并做出修補。
②必須通過鋪設和熱連接土工合成材料小片來修補磨損的土工合成材料，土工合成材料小片要比缺陷的邊緣在各個方向最少長200mm。熱連接必須嚴格控制以保證土工合成材料補片和土工合成材料緊密結合，并對土工合成材料沒有損害。
③每天鋪設結束前，對當天所有鋪設的土工合成材料表面進行目測以確定所有損壞的地方都已作上標記并立即進行修補，確定鋪設表面沒有可能造成損壞的外來物質，如細針、小鐵釘等。
④土工合成材料損壞修補時應滿足以下技術要求：
⑤用來補洞或補裂縫的補丁材料應和土工合成材料一致。
⑥補丁應延伸到受損土工合成材料范圍外至少30厘米。
⑦在填埋場底部，若土工合成材料裂口超過卷材寬度的10%，須將損壞的部分切除，然后將兩塊土工合成材料連接；若在坡面上，裂口超過卷材寬度的10%，須將該卷土工合成材料移出，并用新的一卷替換。
土工合成材料的作用范文2
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
土工合成材料的作用范文3
1．1意義與特點
作為土工工程材料當中的一種常見材料的土工合成材料，其是利用人工制造合成的聚合物作為原始材料，繼而通過加工制造成各式合成產品，在施工的時候固定在巖石或土體表面或者里面來達到加強土體結構強度目的，并讓土體結構有足夠的保障且更加穩定。土工合成材料中的土工主要指的是巖石工程與土工工程，而合成材料即是通過合成材料加工制造出來的合成產品。土工合成材料在巖石與土工工程中的應用很廣泛。通常來說，制造合成產品的原材料主要是高分子聚合物，且大部分是從煤、石油、天然氣等提煉出來，再通過后續的加工將其處理成合成材料，繼而制作成合成產品。土工合成材料在巖石工程、土工工程當中的應用，帶來了很多方便之處。與類似的建筑施工材料進行對比，土工合成材料擁有施工效果好、施工成本低、自重輕等優點，此外，它還具有很好的抗腐蝕性，能夠提高工程或產品的使用壽命。
1．2適用范圍
因為土工合成材料的功能特性，其在水工建筑物施工中的應用尤為廣泛，這也是緣于水利工程的基礎、防滲墻結構等，使得它能夠得到很好的施工效果并且能夠讓施工的成本與造價在一定程度上降低。水利工程基礎建設的投資逐年加大，工程建設的規模和數量也同樣不斷在增加，在這樣的情況下，如何保障施工的質量、發揮工程的防洪排澇功能，增加使用壽命等都是現階段面對的重要的問題。土工合成材料的運用，無疑能夠在一定程度上發揮出作用，促進水利工程建設事業的發展。
2水利工程中土工合成材料的應用和施工方法
2．1水利工程中水工合成材料的應用
(1)防滲。
防滲亦即是防止流體滲透流失，在水利工程中的防滲可以利用復合土工膜來達到效果。一般情況下，水利工程都會有大量引水蓄水的工程建設，一般防滲處理最為重要，而土工合成材料具有很好的防滲性能，正好可以運用到水利工程當中。在這里，防滲性能的好壞需要通過物理力學指標來決定，而對于土工合成材料來說又大部分是弱透水材料，也就是土工膜以及復合水工膜，它們都具有預防滲水與氣體侵蝕的作用。大多數的時候，利用土工合成材料進行的防滲都是在土石壩上游的壩面來進行的，這就需要先放干凈水庫里面的水，之后在壩的上游進行貼土工膜的處理，并且利用鋼槽對其進行加固?，F在，這種過去的方式逐漸在被水工網格粘貼土工膜進行處理，讓土工合成材料的防滲效果變得更好了。除此之外，利用漿砌石壩或者是碾壓混凝土壩的上游壩面也可以應用這種方式來進行防滲處理。
(2)防護。
通常在水利工程的建設當中，堤坡或者岸坡被破壞的情況時有發生，這對于水利建設工程來說等于是埋下了安全隱患。堤坡或者岸坡被破壞的情況有來自于大自然的不可抗拒因素，也有人為導致的因素，無論如何，必須要加強對于堤坡和岸坡的保護才行。此外，采用的防護措施應該是具有持久性的，最好是無需長期進行維護更新的，從而減少成本的投入也提升對堤坡或者岸坡的保護效果。水工合成材料恰恰具有這樣的優勢，能夠適合這方面的要求。采取在需要被保護的土面上進行土工織物覆蓋，并且利用重物壓住以防移動的可能。土工織物具有很好的反濾性能，對于預防水流沖刷對于堤坡、岸坡的破壞很有效用。同時，采用土工織物的辦法比較簡單可行，成本相對比較低，且無需維護維修，是一種十分可取的辦法。
(3)排水。
土工合成材料不但具有抗腐蝕性、能夠防滲，起到防護以及隔離的作用之外，還能夠幫助水利建筑物進行排水。通常來說，處理的辦法就是用土工合成材料在水利建筑的土體中建立起一條專門的供土體中水流流動的通道，由此將水流導出水利建筑內。這種排水辦法也需要在土壩內部垂直或者是防滲水工膜后面或者土壩內部水平排水以及土壩混凝土護面下部的排水才更具有可行性。
2．2水利工程中水工合成材料的施工方法
(1)坡面鋪膜。
坡面鋪膜可以說是當下土工合成材料施工時最為普通的施工方式，但它在施工時的技術與質量的控制卻起著重要作用。目前的水利工程施工項目是以土石壩壩體結構模式為主，在進行施工的過程中，土工膜的施工十分關鍵。一般來說，要進行壩體的水工膜鋪設采用順壩軸方向是沒有問題的，但是垂直壩軸方向的效果要更加的好一些。只是，垂直壩軸方向鋪設的焊縫長度要比順壩軸方向鋪設更長，綜合來說，順壩軸方向鋪設的方案要更好一點。對于比較高的壩坡，水工膜鋪設大部分利用壩上部分垂直壩軸線進行鋪設，如此及能夠讓應力最小，還能夠減少焊縫的長度;而壩底則可以利用順壩軸方向鋪設的方案，既減少焊縫長度也能夠讓基槽邁進不透水層。當鋪膜完畢了之后，無論是回填堤腳還是上部護坡都應該動作迅速，免得出現開挖斷面局面土質太差而出現滑坡現象。在鋪膜的時候，更應該注意動作適度，盡量不要出現應力集中的情況，更要避免人為損傷，而這之外的土工膜和地基結合面應該保證平整無褶皺。
(2)堤腳的開挖和堤身削坡。
在水利工程建設當中，如果要進行堤腳開挖或者是堤身削坡就必須涉及到機械的使用。同時，這也需要根據堤壩本身的情況來分析處理，不能夠偏離了施工前的項目規劃設計才行。如果進行了削坡，在那之后應該要把坡面進行清理，保證坡面的平整度沒有受到破壞。對堤身以及堤頂進行開挖必須要分開進行，止滑槽堤腳基礎必須根據原先規劃好的斷面來進行施工。當工程進行到抵達不透水層之后，還需要繼續向下開挖一個深一米、寬一米的溝槽，并再次進行斷面清理?；优潘c邊坡穩定的工作也要及時處理好，當這些都做好了以后，相關的工作人員再檢查堤坡的規格并做好記錄，最后報監理工程師來進行驗收。
(3)土壩防滲。
垂直鋪膜與坡面鋪膜都是為了達到防滲的目的，在這兩個方向進行鋪膜的施工與鋪設的工藝也有所不同。如果存在尖棱物，水工合成材料很容易受到破壞，而水壓力或者土壓力過大也可能因為沒有約束支撐而受到破壞，包括下層氣體與液體的頂托作用都可能造成破壞，甚至是溫度、浪擊與水位線都可能會對薄膜造成破壞。因此，在施工的過程中，應該盡量避免類似的情況發生，嚴格按照施工規范與項目的規劃設計來進行施工。
3結束語
土工合成材料的作用范文4
關鍵詞：土工合成材料；灰庫；應用
0前言
土工合成材料是一種新型的建筑材料，由于其具有質量輕、施工簡易、運輸方便、料源豐富等優點，自問世以來，發展非常迅速，尤其是近二三十年在全世界范圍內得到迅速的發展和廣泛的應用，取得了良好的經濟、社會和環境效益，國內外已廣泛應用在水利、交通、電力、堤壩、防止沙漠化和水土保持等工程建設中，其中我國電力能源系統新建電廠粉煤庫90％以上采用土工合成材料修建灰庫堤，40％的老灰庫維修和擴建也均采用了土工合成材料。
1土工合成材料在黃石火電廠灰庫加高子壩工程中的應用
用于儲存火電廠粉煤灰的地方稱為灰庫，其相應擋灰的建筑物稱為灰壩。在火電廠運行過程中，灰庫將逐漸被粉煤灰填滿，因此，許多電廠在原來灰壩上加筑子壩，從而提高了灰庫的庫容，延長灰庫的使用壽命。湖北黃石火電廠分別對其所屬的筲箕窩灰庫和百沙灘灰庫進行了加高子壩的工程。在這兩項工程中，均采用了土工合成材料，下面具體介紹一下土工合成材料在這兩項工程中的應用和施工。
1.1筲箕窩灰庫加高子壩工程
1.1.1工程情況。該工程由1號、2號兩座土石代料子壩，兩座排水豎井組成。加高子壩高6m，由混合代料經分層填筑碾壓而成。在壩體的排水盲溝、壩基以及迎灰面均鋪設有400g/m2的無紡土工布，共計28550m2。
壩底排水盲溝尺寸為50cm×50cm，溝中充填瓜米石。為保證排水盲溝的反濾排水，在溝底三個側面均鋪設無紡土工布。由于地基是粉煤灰，為防止滲透破壞，故沿整個壩基也鋪設了無紡土工布，把粉煤灰與上部填筑代料隔離開來，同時又增強了地基承載能力。壩體迎灰面鋪設的無紡土工布主要起到反濾排水的作用，以防止粘土鋪蓋和粉煤灰中細小顆粒進入到后部代料區。
1.1.2無紡土工布施工。在施工中，無紡土工布的鋪設采用人工操作，設專人負責。具體方法是：在碾壓平整后的壩基面和壩坡面上，垂直壩軸線方向鋪設，鋪設過程中采用撤退式方法鋪設。垂直壩軸線方向上的土工布必須是整塊，不允許連接。平行壩軸線方向允許土工布連接，連接采用專用縫合機和滌綸線雙線縫接，為保證整體性，搭接長度大于10cm。土工布和岸邊基巖結合處考慮沉陷引起的張拉現象，各邊應留0.5m左右的余量，可供伸縮變形，以杜絕漏灰問題的發生。
1.2百沙灘灰庫加高子壩工程
1.2.1工程情況。該工程為一長約1300m、高1m的子壩。子壩直接修筑在原灰壩上，一面擋灰，一面擋水，采用“HEC”固化粉煤灰分層填筑、碾壓而成。在該工程中，為防止加高子壩與老壩結合面的滲透破壞，在壩身內部加設一道垂直的土工膜，土工膜在老壩和子壩中各插入25cm。選用土工膜為“F-5”型（580g/m2），其物理力學指標為：抗拉強度19KN/m，延伸率53.6％，CBR頂破強度3.41KN，垂直滲透系數4.76×10-13cm/s。
1.2.2土工膜施工。在鋪設垂直防滲土工膜時，設計深度應深入老壩內0.25m。先由人工在老壩壩面開挖10cm×25cm的槽縫，然后將土工膜垂直放入槽內，鋪完塑的溝槽采用粘土漿充填。每兩塊土工膜之間采用搭接，搭接長度30cm，待搭接部位洗凈擦干后采用自走式熱熔雙縫焊機焊接。局部破損的土工膜補漏，采用PVC膠合劑粘接，粘接寬度不小于15cm，要求粘貼牢固、均勻、可靠。土工膜槽口外漏段，應敷土加以保護，避免陽光直接照射。
上述兩工程由于采用了土工合成材料，簡化了設計和施工程序，一定程度上為工程的順利完工創造了有利條件。工程投入正常使用一年后，經實地復檢表明兩座灰壩均運行正常，沒有出現滲透破壞現象，這說明土工合成材料在灰壩工程中的運用是成功的。新晨
2結束語
土工合成材料作為一種全新的工程材料應用時間不長，經驗不足，目前還存在一些問題，如測試設備的升級滯后于該材料在工程中的應用，部分類型材料易老化以及該材料價格過高，提高了工程造價等，這些都限制了它的進一步推廣應用。但我們相信，隨著土工合成材料研究工作的深入，隨著生產的批量化和生產技術的改進，更重要的是人們對這種材料優良技術性能的進一步認識，土工合成材料在工程實際中，特別是灰庫工程中會得到越來越廣泛的運用。
參考文獻：
土工合成材料的作用范文5
隨著水利工程建設的不斷發展，與水利工程相關的技術工藝也都在不斷提高，新型材料施工技術也不斷應用到了水利工程的建設當中。在水工建筑項目施工的過程里，土工合成材料因為具有施工效果好、成本低、抗腐蝕性、防滲性等優點得到了越來越廣泛的應用和提升，與此同時，土工合成材料的應用也讓水利工程建設的工程質量變得越來越有保障。
2土工合成材料
2．1意義與特點
作為土工工程材料當中的一種常見材料的土工合成材料，其是利用人工制造合成的聚合物作為原始材料，繼而通過加工制造成各式合成產品，在施工的時候固定在巖石或土體表面或者里面來達到加強土體結構強度目的，并讓土體結構有足夠的保障且更加穩定。土工合成材料中的土工主要指的是巖石工程與土工工程，而合成材料即是通過合成材料加工制造出來的合成產品。土工合成材料在巖石與土工工程中的應用很廣泛。通常來說，制造合成產品的原材料主要是高分子聚合物，且大部分是從煤、石油、天然氣等提煉出來，再通過后續的加工將其處理成合成材料，繼而制作成合成產品。土工合成材料在巖石工程、土工工程當中的應用，帶來了很多方便之處。與類似的建筑施工材料進行對比，土工合成材料擁有施工效果好、施工成本低、自重輕等優點，此外，它還具有很好的抗腐蝕性，能夠提高工程或產品的使用壽命。
2．2適用范圍
因為土工合成材料的功能特性，其在水工建筑物施工中的應用尤為廣泛，這也是緣于水利工程的基礎、防滲墻結構等，使得它能夠得到很好的施工效果并且能夠讓施工的成本與造價在一定程度上降低。水利工程基礎建設的投資逐年加大，工程建設的規模和數量也同樣不斷在增加，在這樣的情況下，如何保障施工的質量、發揮工程的防洪排澇功能，增加使用壽命等都是現階段面對的重要的問題。土工合成材料的運用，無疑能夠在一定程度上發揮出作用，促進水利工程建設事業的發展。
3水利工程中土工合成材料的應用和施工方法
3．1水利工程中水工合成材料的應用
(1)防滲。防滲亦即是防止流體滲透流失，在水利工程中的防滲可以利用復合土工膜來達到效果。一般情況下，水利工程都會有大量引水蓄水的工程建設，一般防滲處理最為重要，而土工合成材料具有很好的防滲性能，正好可以運用到水利工程當中。在這里，防滲性能的好壞需要通過物理力學指標來決定，而對于土工合成材料來說又大部分是弱透水材料，也就是土工膜以及復合水工膜，它們都具有預防滲水與氣體侵蝕的作用。大多數的時候，利用土工合成材料進行的防滲都是在土石壩上游的壩面來進行的，這就需要先放干凈水庫里面的水，之后在壩的上游進行貼土工膜的處理，并且利用鋼槽對其進行加固。現在，這種過去的方式逐漸在被水工網格粘貼土工膜進行處理，讓土工合成材料的防滲效果變得更好了。除此之外，利用漿砌石壩或者是碾壓混凝土壩的上游壩面也可以應用這種方式來進行防滲處理。
(2)防護。通常在水利工程的建設當中，堤坡或者岸坡被破壞的情況時有發生，這對于水利建設工程來說等于是埋下了安全隱患。堤坡或者岸坡被破壞的情況有來自于大自然的不可抗拒因素，也有人為導致的因素，無論如何，必須要加強對于堤坡和岸坡的保護才行。此外，采用的防護措施應該是具有持久性的，最好是無需長期進行維護更新的，從而減少成本的投入也提升對堤坡或者岸坡的保護效果。水工合成材料恰恰具有這樣的優勢，能夠適合這方面的要求。采取在需要被保護的土面上進行土工織物覆蓋，并且利用重物壓住以防移動的可能。土工織物具有很好的反濾性能，對于預防水流沖刷對于堤坡、岸坡的破壞很有效用。同時，采用土工織物的辦法比較簡單可行，成本相對比較低，且無需維護維修，是一種十分可取的辦法。
(3)排水。土工合成材料不但具有抗腐蝕性、能夠防滲，起到防護以及隔離的作用之外，還能夠幫助水利建筑物進行排水。通常來說，處理的辦法就是用土工合成材料在水利建筑的土體中建立起一條專門的供土體中水流流動的通道，由此將水流導出水利建筑內。這種排水辦法也需要在土壩內部垂直或者是防滲水工膜后面或者土壩內部水平排水以及土壩混凝土護面下部的排水才更具有可行性。
3．2水利工程中水工合成材料的施工方法
(1)坡面鋪膜。坡面鋪膜可以說是當下土工合成材料施工時最為普通的施工方式，但它在施工時的技術與質量的控制卻起著重要作用。目前的水利工程施工項目是以土石壩壩體結構模式為主，在進行施工的過程中，土工膜的施工十分關鍵。一般來說，要進行壩體的水工膜鋪設采用順壩軸方向是沒有問題的，但是垂直壩軸方向的效果要更加的好一些。只是，垂直壩軸方向鋪設的焊縫長度要比順壩軸方向鋪設更長，綜合來說，順壩軸方向鋪設的方案要更好一點。對于比較高的壩坡，水工膜鋪設大部分利用壩上部分垂直壩軸線進行鋪設，如此及能夠讓應力最小，還能夠減少焊縫的長度;而壩底則可以利用順壩軸方向鋪設的方案，既減少焊縫長度也能夠讓基槽邁進不透水層。當鋪膜完畢了之后，無論是回填堤腳還是上部護坡都應該動作迅速，免得出現開挖斷面局面土質太差而出現滑坡現象。在鋪膜的時候，更應該注意動作適度，盡量不要出現應力集中的情況，更要避免人為損傷，而這之外的土工膜和地基結合面應該保證平整無褶皺。
(2)堤腳的開挖和堤身削坡。在水利工程建設當中，如果要進行堤腳開挖或者是堤身削坡就必須涉及到機械的使用。同時，這也需要根據堤壩本身的情況來分析處理，不能夠偏離了施工前的項目規劃設計才行。如果進行了削坡，在那之后應該要把坡面進行清理，保證坡面的平整度沒有受到破壞。對堤身以及堤頂進行開挖必須要分開進行，止滑槽堤腳基礎必須根據原先規劃好的斷面來進行施工。當工程進行到抵達不透水層之后，還需要繼續向下開挖一個深一米、寬一米的溝槽，并再次進行斷面清理。基坑排水與邊坡穩定的工作也要及時處理好，當這些都做好了以后，相關的工作人員再檢查堤坡的規格并做好記錄，最后報監理工程師來進行驗收。
(3)土壩防滲。垂直鋪膜與坡面鋪膜都是為了達到防滲的目的，在這兩個方向進行鋪膜的施工與鋪設的工藝也有所不同。如果存在尖棱物，水工合成材料很容易受到破壞，而水壓力或者土壓力過大也可能因為沒有約束支撐而受到破壞，包括下層氣體與液體的頂托作用都可能造成破壞，甚至是溫度、浪擊與水位線都可能會對薄膜造成破壞。因此，在施工的過程中，應該盡量避免類似的情況發生，嚴格按照施工規范與項目的規劃設計來進行施工。
4結束語
土工合成材料的作用范文6
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。
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