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土工合成材料應用范文1
關鍵詞 土工合成材料 軟基處理 反射裂縫 加筋加固 排水隔離
0 前言
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。《土工合成材料應用技術規范》將土工合成材料[1]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。土工特種材料包括土工膜袋、土工網、土工網墊、土工格室、土工織物膨潤土墊、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）等。土工復合材料是由上述各種材料復合而成，如復合土工膜、復合土工織物、復合土工布、復合防排水材料（排水帶、排水管）等。本文著重介紹當前公路路基施工中土工合成材料類型和應用，以及就土工合成材料的各種性質適合處理哪些類型的軟土地基作簡要說明。
1 土工合成材料的種類
1.1 土工布
土工布的制造過程是首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶，然后再制成平面結構的土工織物。土工布按制造方法可分為有紡（織造）土工布和無紡（非織造）土工布。有紡土工布由兩組平行的呈正交或斜交的經線和緯線交織而成。無紡土工織物是把纖維作定向的或隨意的排列，再經過加工而成。按照聯結纖維的方法不同，可分為化學（粘結劑）聯結、熱力聯結和機械聯結三種聯結方式。
土工布運用于路面裂縫的防治在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層，是一種常用的路面修復技術。它具有工期短、造價低、對交通影響小、修復路面服務性能好等優點。但其主要問題是瀝青加鋪層中容易出現反射裂縫，而設置土工布是延緩反射裂縫的主要措施之一。
1.2 土工膜
土工膜一般可分為瀝青和聚合物（合成高聚物）兩大類。含瀝青的土工膜目前主要為復合型的（含編織型或無紡型的土工織物），瀝青作為浸潤粘結劑。聚合物土工膜又根據不同的主材料分為塑性土工膜、彈性土工膜和組合型土工膜。土工膜的不透水性很好，彈性和適應變形的能力很強，能適用于不同的施工條件和工作應力，具有良好的耐老化能力，處于水下和土中的土工膜的耐久性尤為突出。土工膜具有突出的防滲和防水性能。
1.3 土工格柵
土工格柵是一種主要的土工合成材料，與其他土工合成材料相比，它具有獨特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。土工格柵分為玻璃纖維類和聚酯纖維類兩種類型。
土工格柵有一定的剛度，從而使上面的負荷得到擴散，提高了地基的承載力；土工格柵抗拉強度大，格柵墊層可增強路基的穩定性；土工格柵能適應地基變形，礫石又能與格柵網孔互相鎖合在一起形成穩固的平面防止礫石下陷，從而增加地基的抗剪強度，防止軟弱地基產生過大或不均勻沉降以至側向變形。
土工格柵在路基施工中的溝塘回填方面得到廣泛使用，首先溝塘挖除淤泥回填至原地面后，先鋪一層土工格柵并垂直路線鋪設，沿路線走向鋪滿整個溝塘范圍。橫向鋪網與路堤兩邊縱向盲溝相接，每相鄰兩幅土工格柵搭接長度為20cm，搭接邊用u型釘固定。然后在其上填筑土并壓實后再加鋪一層土工格柵，再回填一層土并壓實，最后再加鋪一層土工格柵，其上再按照正常路基填筑，總共需要加鋪三層土工格柵。這樣處理過后能防止地基不均勻沉降造成的路基反射裂縫和側向位移。
1.4 土工特種材料
1.4.1 土工膜袋
土工膜袋是一種由雙層聚合化纖織物制成的連續（或單獨）袋狀材料，利用高壓泵把混凝土或砂漿灌入膜袋中，形成板狀或其他形狀結構，常用于護坡或其他地基處理工程。膜袋根據其材質和加工工藝的不同，分為機制和簡易膜袋兩大類。機制膜袋按其有無反濾排水點和充脹后的形狀又可分為反濾排水點膜袋、無反濾排水點膜袋、無排水點混凝土膜袋、鉸鏈塊型膜
1.4.2 土工網
土工網是由合成材料條帶、粗股條編織或合成樹脂壓制的具有較大孔眼、剛度較大的網狀土工合成材料。用于軟基加固墊層、坡面防護、植草以及用作制造組合土工材料的基材。
1.4.3 土工網墊和土工格室
土工網墊和土工格室都是用合成材料特制的三維結構。前者多為長絲結合而成的三維透水聚合物網墊，后者是由土工織物、土工格柵或土工膜、條帶聚合物構成的蜂窩狀或網格狀三維結構，常用作防沖蝕和保土工程，剛度大、側限能力高的土工格室多用于地基加筋墊層、路基基床或道床中。
1.5 土工復合材料
土工織物、土工膜、土工格柵和某些特種土工合成材料，將其兩種或兩種以上的材料互相組合起來就成為土工復合材料。土工復合材料可將不同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，就是將土工膜和土工織物按一定要求制成的一種土工織物組合物。其中，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。
2 土工合成材料的應用
2.1 土工格室的應用
土工格室在集中載荷作用下， 受力的主動區會把所受的力傳遞給過渡區，但由于格室壁的側向限制和相鄰格室的反作用力，以及填料與格室壁的摩擦力所形成橫向阻力，抑制了過渡區和被動區的橫向移動傾向，從而使路基的承載能力得以提高。經過試驗，在格室的限制作用下，中密砂的表觀粘聚力可以增加三十幾倍。很顯然， 如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三個區域移動就可以取得提高地基承載力的效果， 這就是土工格室的限制原理。
2.2 土工格柵的應用
土工合成材料是解決軟基處理問題的有效方法，可改進荷載分布狀況，減少填料層厚度，并能滿足抗剪強度的要求，限制土體側向位移，抗拉性能高，能避免產生裂縫，增加土層剛度，特別是土工格柵在處理軟土在路基中效果明顯，物理力學性能良好，其對軟土的加固作用主要體現在水平加筋上，復合地基中土工格柵在產生拉伸應力的同時，對土體產生了一個類似于側向約束壓力的作用，使得復合土體的具有較高的抗剪強度和變形模量，也就是說由于土工織物使其上部施加荷載能均勻分布在地層中，當地基可能產生剪切破壞時，鋪設的土工織物將阻止破壞面的出現，提高地基承載力。
2.3 土工復合材料
土工復合材料在公路工程中被廣泛應用在路堤加筋、臺背路基填土加筋、過濾與排水、路基防路、路面裂縫防治等方面。土工合成材料與土相互作用原理歸納為兩大類：一是準粘聚力原理；二是摩擦加筋原理。用土工復合材料提高新舊路堤的整體穩定性，其優點在于：壓實效果好；占地面積較少；路堤穩定性好；有效防止滑移、塌方、沉降等現象。具有施工簡便、易于推廣、節省資金等優點。
3 結語
通過對各種土工合成材料在路面、路基施工和軟土地基處理中的作用機理進行分析，可以得出土工合成材料可以顯著提高地基承載力、減小沉降量及不均勻沉降，增大路堤穩定性，在改善橋頭跳車方面具有明顯效果，并且能有效的防止和延緩瀝青路面反射裂縫的產生。土工合成材料理論在施工中的運用將更加完善，從而指導設計和施工。
參考文獻：
[1] 水利部. 土工合成材料應用技術規范（GB 50290–98） [M]北京：中國計劃出版社，1998
土工合成材料應用范文2
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，出現滲流異常現象；
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?！?/p>
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
土工合成材料應用范文3
關鍵詞：土工格柵、土工格室、新舊路基、應用
1 工程概況
改擴建前的貴州都新公路于2000年5月建成通車，屬于二級公路，是《國家高速公路網規劃》中蘭州至?？诟咚俟返慕M成部分。隨著車流量日益猛增，路幅只有12米寬、設計時速僅為60公里／小時的都新公路已越來越不堪重負。2007年5月，按照山嶺區高等級公路設置對都新公路進行全線改擴建，打造全封閉、全立交，雙向四車道，設計速度采用80公里／小時，整體式路基寬度24.5米的高速公路，豐富路基寬度12.5米。
在改擴建設計時，原公路的路基利用率近90%，充分發揮了少占耕地、保護環境、節約投資的筑路理念，但同時帶來了新舊路基結合路段如何處治的問題。大量工程實踐表明加寬路基在施工過程中和完工后的車輛營運階段，通常會出現由新舊路基之間不均勻沉降而引起的工程病害。本文結合貴州都新公路改擴建工程，介紹土工合成材料在新舊路基結合部不均勻沉降控制的作用機理、現場試驗要點及施工控制措施。
2 土工合成材料的作用機理
目前在路基工程中應用較廣的土工合成材料主要有土工格柵及土工格室兩種材料，土工格柵的作用機理有：①土工格柵有較大的剛度，可使作用在其上的荷載得以擴散，從而提高路基的承載能力，使路基變形均勻，減小不均勻沉降；②土工格柵的抗拉強度較大，加強了土基的縱橫向連接，減少了土基的縱橫向開裂，增強了路基的全穩定性；③由于土工格柵網眼的存在，制約了路基中顆粒材料的橫向移動，形成良好的嵌鎖作用，使土體具有較好的整體抗剪能力。
土工格室的作用機理為當有載荷施加到土工格室上面時，土工格室中無數個獨立的網格結構能夠限制填充材料的側向位移并使物料結構更趨緊密，由于物料的無規則形狀，大部分垂直力被轉化為向四周分散的側向力，每個網眼的獨立性使這些側向力因受力方向相反而相互抵消，從而大大降低了路基的實際負荷，增強了路基的承載能力。另外，由于土工格室自身的立體結構，使路基的整體剛性大幅度提高，避免了路基的不均勻沉降，而這是土工網、土工格柵等平面結構材料所無法比擬的。
3 現場試驗要點
3.1 試驗路段選擇
在都新公路第三合同段K164+625～K164+790、第四合同段K171+360～K171+580以及第十一合同段K249+420～K249+600三個具有代表性的路段作為新舊路基不均勻沉降監測實施路段。上述路段為典型的高填方路堤，填筑高度均在20m以上，新舊路基采用土工格柵加筋處理、土工格室加筋處理以及不加筋處理三種設計方案。
3.2 試驗監測項目：為了有效監測新舊路基及其下臥軟土層的穩定性和不均勻沉降，根據工程的實際情況，對選取的三個合同段路基進行了如下四部分的監測項目。分別為：①、深層側向位移，路堤邊坡上埋設測斜管,觀測坡體的深層側向位移；②、地表沉降，利用沉降板，觀測隨路堤的填筑，路基表面不同位置處的沉降；③、水平位移，利用邊樁觀測新舊路基表面的水平位移；④、土壓力，埋設土壓力盒，觀測土壓力隨填筑高度增加的變化規律。路堤填料主要采用的礫類土、砂類土等填料，壓實機械用YZ20-JC型振動式壓路機，碾壓速度2.5-3km/h，碾壓填土厚度約50cm。
3.3 試驗結果分析
（1）在施工期初始階段，隨著填筑高度的增加，沉降增長較快，填筑完成后，沉降增加趨勢大為減緩，趨于收斂。高填方路堤沉降總體表現為加寬路堤中上部沉降大于下部沉降，高填方自身壓縮壓縮變形不可忽視。實測沉降曲線可擬合為負指數函數形式，從而求得最終沉降。
（2）現場試驗實測表明，深層側向位移、地表沉降和水平位移均在允許范圍之內，埋設土壓力數值與理論值較為接近，內部土體未發生錯位滑移，路堤穩定?，F場試驗結果為新老路基差異沉降的評價和路面鋪筑提供了依據。
（3）現場試驗實測數據表明，現場采用的機械組合與實際施工工藝滿足都新公路高填方土石混填特點的要求，可總結推廣之其他路段。
（4）現場深層側向位移結果顯示，在高填方路堤各級平臺坡腳位置附近側向位移較大，是施工重點注意部位之一，需要加強填料的壓實與加筋處治，減少側向位移，以利于路堤的穩定。土工合成材料有利于改善路堤的受力狀態，鋪設層位以在路堤放坡平臺底部與中部較佳。
（5）土工格室與土工格柵處治高填方路堤現場試驗的對比分析表明，土工格室加筋結構比土工格柵更明顯地有利于荷載的擴散與傳遞，減小路基側向變形與不均勻沉降，從而有效地改善路堤的受力狀態，提高高填方路堤的穩定性。
4 施工注意事項
4.1 土工格柵
（1）土工合成材料不宜直接設置于原地基表面上，在鋪設土工格柵之前，場地應壓實平整，宜在原地表設置30～50cm砂墊層或其它透水性較好的均質土后，再鋪設土工格柵；需設置多層土工格柵加筋的路堤，各層之間的間距，不宜小于一層填土最小壓實厚度，且不宜大于60cm，土工格柵的最小鋪設長度不宜小于2m，鋪設時應將強度高的方向置于垂直于路堤軸線方向。
（2）土工格柵鋪好后應及時填土覆蓋， 一般不超過兩天，如果紫外線照射較弱，可適當延長覆蓋時間，以防日曬而使其老化。土工格柵的填土應盡量使其一次性成型，在回填前對填土的含水量進行檢測，避免含水量過大而返工處理時造成土工格柵的破壞。
（3）應利用推土機或平地機嚴格按照試驗段確定的鋪土厚度進行鋪土,并整平其表面, 局部高差不大于5cm。使表面不得有堅硬凸出物,以利于土工格柵與土面密貼。路基壓實厚度不得超過30cm,并保證土工格柵不外露。機械的施工方向與土工格柵搭接順茬方向一致,以保證土工格柵不被機械迎茬卷起。
（4）碾壓時，必須由兩側向路堤中心碾壓，嚴格反向碾壓；碾壓時壓輪不能直接與土工格柵接觸，壓實的加筋體一般不允許車輛在上面行駛，以免筋材錯位，壓路機應順路堤縱向行駛碾壓，行與行之間應重疊0.3～0.5 m，碾壓區段縱向也應重疊1.0 m。
4.2 土工格室
（1）土工格室鋪設由人工攤鋪，鋪設時，不得褶皺和損壞，土工隔室應放平整，強度高方向與其受力方向一致，受力方向的連接必須牢固，連接強度不低于材料容許抗拉強度，另一方向密貼排放。鋪設土工格室時，先將格室擺于路基一側，用鋼釬固定一端，沿路基橫向進行拉伸，展開其內格，然后用鋼釬固定另一端。
（2）土工格室鋪設后應在一天內填充材料，土工格室填充料應采用級配良好、質地堅硬的碎石或砂；都新公路土工格室高度為5cm，要求填石粒徑最大不超過3cm。
（3）土工格室填充材料后應在兩天內覆蓋填土, 以避免強光紫外線照射導致格室材料老化和脆裂。
（4）壓實松鋪厚度，一般控制在35cm；格室為填料之前，嚴禁壓路機或其它施工機械直接碾壓土工格室表面。用推土機初平,然后用平地機按照層厚攤鋪平整,每一層終平后頂面平整度高差不超過+5cm,以保證土工格室與填土面保持密貼。壓實做到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻，達到規定的壓實度。
4 結論
土工合成材料應用范文4
【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。
土工合成材料應用范文5
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。
2、滲土工合成材料在工程施工中常出現的問題
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。
3、防滲
防滲結構設置上、下墊層的目的是保護土工膜不受破壞；下墊層尚有排水、排氣作用。
鋪設土工膜后，膜下仍可能因缺陷引起滲漏而積水，也可能有土中排出的氣體或產生的沼氣等，水、氣可能頂托土工膜，危及膜的安全，尤其是在大面積的膜下，必須考慮排水、排氣措施。
4、工程防滲設計與施工
對含毒礦場的尾礦壩等，有毒物質混入水體將造成環境污染，危及人、畜生命安全，必須嚴格防止。條文中所述措施是為了確保安全。建議渠道防滲土工膜厚度不小于0.25mm是根據多年的實踐經驗。土工膜太薄可能產生氣孔，也易于在施工中受損，使防滲效果減小。一般生活垃圾和工業垃圾不含毒質或毒質較小，故可采用單層防滲結構。如果這類垃圾也含有毒物質，則應選用雙層防滲結構。如含劇毒，甚至要求多層結構。隧道、洞室防滲應采用復合土工膜或合適的防排水材料，是因為圍巖（土）中皆有滲水，必須將其通過土工織物或防排水材料流入下方縱（橫）向排水溝排走，以確保防滲襯砌安全工作。
5、加筋土擋墻設計
加筋土擋墻采用的筋材有兩種。因筋材的抗拉模量不同，墻內填土中的潛在破壞面相異。
目前加筋土擋墻設計有極限平衡法和有限元法兩大類。由于筋材、填土以及兩者相互作用的本構關系難以準確和協調建立，加之缺乏破壞準則，工程中幾乎均采用極限平衡法，后者可作為一種輔助和對比方法。排水設備對保證加筋土擋墻的穩定十分重要。
6、加筋土墊層設計與施工
實踐可知，加筋墊層抗深層滑動計算采用圓弧法，得到的穩定安全系數往往提高較少，表明加筋效果很不顯著，實際效果卻很明顯。這說明現有的穩定分析方法未能反映筋材所起的全部作用。分析認為，加筋所以發揮明顯作用可能與下列因素有關，例如加筋后潛在滑動面可能往深處發展，地基土的側向位移受到部分限制以及地基中應力分布發生了變化等，而這些有利因素在計算中卻未能計入，可見現有分析方法有待改進。我國鐵路、公路系統目前在作圓弧滑動分析時，認為首先所加底筋應該是穩定的，即滑動圓弧不應該切斷底筋，應將筋材及其上填土視為一整體，為此，潛在圓弧必然下移，穩定安全系數自然有所提高。此項考慮是否符合實際，應通過實踐和積累資料來加以驗證。由于筋材承受拉力才能發揮其加筋作用。所以建議回填順序，目的是使筋材始終處于受拉狀態。、軟土地基處理中排水帶設計與施工
利用排水帶加固地基的目的，即是要求在預定工期內消除地基的規定預期沉降和提高地基土強度。排水帶地基設計方法與傳統的砂井地基設計相同。利用砂井計算方法時應將排水帶斷面轉化為當量砂井直徑。砂墊層所用應為潔凈砂料，以保證排水通暢。存放排水帶需加封蓋，是為保護其不變壞。
土工合成材料應用范文6
關鍵詞：復合材料；土木工作；應用情況
所謂復合材料，指的就是通過物理或者化學的方法，將兩種或兩種以上的不同性質材料在微觀或宏觀上組成具有新性能的材料，復合材料最大的優勢就在于組成復合材料的各種材料能夠在各自性能上實現取長補短，能夠發揮出協同的作用，使得復合材料的綜合性能遠遠比原組成材料的性能更加優異，進而復合材料也就能夠滿足更多不同的要求。[1]FRP就是纖維增強復合材料，其發展歷史十分悠久，人們在上個世紀五六十年代就開始嘗試將纖維增強復合材料運用到民用建筑當中，在1961年，英國有一座教堂的尖頂中就應用了玻璃纖維增強復合材料，之后，利物浦也利用玻璃纖維增強復合材料作為連系梁建立起了一座人行天橋。玻璃纖維增強復合材料在我國的應用是在上個世紀五十年代末期，我國開始嘗試將玻璃纖維束應用到混凝土的構件中，發展到了七八十年代的時候，玻璃纖維增強復合材料開始在我國結構工程中得到了大面積的應用，并且針對玻璃纖維增強復合材料的研究也取得了一系列的成果。
一、工程結構加固補強
復合材料在社會上的各行各業中都有著很多的應用，其主要是通過各種方法將玻璃纖維增強復合材料附著在構件表面上受力，這樣一來就可以有效增強原有構件的受力性能。我國在上個世紀八十年代的時候就嘗試在工程實踐中利用混凝土結構外貼玻璃纖維增強復合材料內夾高強鋼絲的加固方法，但是嘗試這個加固方法的主要目的只是為了起到防腐的作用，并且將混凝土與鋼絲相結合，因而這種嘗試并沒有得到廣泛的推廣。[2]在九十年代初期，對瑞士的多跨連續箱形梁橋使用了碳纖維增強復合材料進行了加固并取得了很好的效果之后，纖維增強復合材料的加固結構修復技術開始在全球范圍內得到了研究與普及，取得了很快的發展，并且在實際的工程中得到了大量的應用。1988年，我國成功完成了第一項碳纖維增強復合材料加固工程，進而也就開始了我國的纖維增強復合材料的發展之路，尤其是2008年汶川大地震之后，纖維增強復合材料加固技術更是極大的支持了建筑重建工作以及加固修復震損結構工作。在現階段內。纖維增強復合材料在各種類型的結構加固中都得到了大量的成功運用，比如在混凝土結構、鋼結構等方面，另外，纖維增強復合材料除了涉及橋梁與建筑領域的結構之外，同時還涉及到了地下結構、水工結構以及隧道等等，所涉及的領域十分廣泛。纖維增強復合材料的加固形式十分多樣，主要包括纖維增強復合材料布纏繞加固混凝土柱、將纖維增強復合材料片材貼在梁與板手拉面、利用纖維增強復合材料片材包裹梁、柱構件。[3]
二、纖維增強復合材料
在纖維增強復合材料中，纖維占了一半以上的含量，纖維增強復合材料筋的重量相對很輕，只有普通鋼筋重量的百分之二十左右，但是其強度十分大，是普通鋼筋強度的六倍之多。纖維增強復合材料具有很好的耐腐蝕性，這也是其能夠代替鋼筋的重要因素之一，這能夠防止因為鋼筋銹蝕而對結構造成的損害，并且還明顯減少了結構的維護時間與費用。同時，纖維增強復合材料還具有良好的非磁性，能夠滿足某些特殊工程的無鐵磁性的要求。在橋梁工程中，纖維增強復合材料索有著很多的應用，比如其可以作為纜索運用到懸索橋或斜拉橋中，或者是作為預應力筋運用到混凝土橋中。[4]在上個世紀六十年代初期的時候，一些發達國家就開始對纖維增強復合材料配筋在混凝土梁中的應用進行研究，包括美國、日本等等，其研究的內容主要就是如何利用纖維增強復合材料減少近海區域或寒冷地區的鋼筋混凝土結構的鹽蝕危害。此外，在這些發達國家，纖維增強復合材料在巖土工程的加筋土中也有著很多的應用，并且由于纖維增強復合材料具有安裝簡潔、耐久性強、價格低廉等優勢，使得其得到了越來越廣泛的應用。我國對纖維增強復合材料配筋在混凝土梁中的應用的研究也比較早，到目前為止，我國已經能夠生產出多種纖維增強復合材料筋、索產品以及與其相配套的夾具，隨著研究的力度不斷加大，促使我國在實際的實踐中也取得了一定的研究成果。[5]在研究纖維增強復合材料筋混凝土的過程中，主要是研究兩個方面的內容：首先是混凝土與纖維增強復合材料之間的截面的粘結性能的問題，這是因為這兩者的粘結性能都很差，不同的筋材形式與表面處理形式，最后得到的粘結性能也是具有差異的；其次是特殊力學性能，纖維增強復合材料筋是一種彈脆性材料，因此與傳統鋼筋混凝土構件相比，應用了纖維增強復合材料筋的混凝土的構件的受力性能也是不同的，這也成為了相關學者在今后都將進行重點關注的研究內容。
結語：
綜上可知，與纖維增強復合材料的其他應用領域相比，復合材料在土木工程中的應用條件更加具有復雜性，土木工程行業正處于高速發展的階段，雖然現代混凝土與鋼材的大量應用有著很長的歷史，但是其應用仍需要進一步加強與完善。纖維增強復合材料具有多樣化的應用形式，其在未來必定會得到更加廣泛的應用，發展前景十分廣闊。
參考文獻
[1]王全鳳,楊勇新,岳清瑞.FRP復合材料及其在土木工程中的應用研究[J].華僑大學學報(自然科學版),2005,01:1-6.
[2]鄧文,崔建偉,張慧萍,晏雄.纖維復合材料在土木建筑工程中的應用[J].產業用紡織品,2008,06:28-32.
[3]季園園,韓慶華,蘆燕,劉錫良.CFRP在土木工程中的應用研究[J].結構工程師,2014,05:210-219.
[4]顏錄科,寇開昌,哈恩華,顏海燕.纖維增強復合材料在土木建筑工程中的應用研究與進展[J].中國塑料,2004,04:3-7.
