土工合成材料特点范文

导语：如何才能写好一篇土工合成材料特点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：土工合成材料加筋；设计过程；关键问题

中图分类号：U495 文献标识码：A

随着社会科技水平的快速发展，目前土工合成材料加筋已经被广泛的用于许多的工程项目中了。但是建筑工作者对于土工合成材料加筋的概念的认识还不够清晰。我们所说的土工合成材料加筋就是指通过土工合成材料与地基周围的土壤的咬合以及界面摩擦的作用并利用筋材的抗拉的特点产生相应的应力传递，这种应力传递可以有效的提高地基土体的韧性以及强度，还能改变原来地基土体的位移场以及应力场，同时还能够增加土体的稳定性以及改善土体变形性状的一种有效的技术手段。柔性纤维素一般通常是土工合成材料的原始材料，柔性纤维素具有伸长率较大的特点，因此土工合成材料的加筋概念与传统的钢筋混凝土加筋的概念是不一样的，筋材与土基质的作用机理的不同是最为主要的区别。这点区别对加筋的分析计算方法以及应用的效果也是有很大的影响的，是需要被注意并重视的。

土工合成材料的加筋材料具有很多种，无织土工织物、复合型土工织物、土工网、土工格栅、纺织土工织物、编织土工织物等都是土工合成材料的加筋材料。这些土工合成材料具备明显的优点：轻度高、弹性好、质地轻、抗腐蚀性好、抗酸碱性好、抗虫蛀性能优良。但是它们也具有共同的缺点，那就是在阳光或是紫外线的照射下，老化现象十分明显。根据土工合成材料的这些特点，在实际的工程项目存在以下几种土工合成材料加筋的类型：（1）堤坝或陡坡加筋，这种加筋的类型主要应用于高速公路、公路、铁路、土坝、海堤的基底以及其陡坡或是堤坝的加筋。（2）工程建筑物的地基基础加筋，这种类型的加筋主要应用于油罐基础、条形基础及其地基中加筋。（3）支挡结构加筋。桥墩加筋以及挡墙结构加筋都是较为常见的支挡结构加筋的形式。随着土工合成材料加筋在建筑工程中的广发的应用，目前在一些高等级建筑工程以及堤坝工程的修建中，土工合成材料加筋也得到了发展及应用。

1 土工合成材料加筋的作用机理

通过模型试验、室内试验以及离心试验对土工合成材料加筋土的观测及分析，土工合成材料加筋主要存在以下三个方面的作用机理：

1.1 约束竖向变形，增加侧向压力

首先对堤坝地基进行三轴实验的测试，通过对比没有加筋以及有加筋的实验结果，就可以解释土工合成材料加筋的作用机理效果。当在没有进行加筋操作的堤坝地基上施加一定的竖直向下的应力时，会看到堤坝明显的侧向变形以及压缩现象的发生，并且堤坝建筑也受到了破坏。同样情况下，当对有进行加筋施加竖直的应力时，土与筋材会产生一定的相互作用。从实验中可以看出，由于堤坝受到的加筋的作用，侧向压力有增大的现象出现，我们称为压束力，同时由于加筋的作用堤坝也约束了竖向变形。

1.2 增大了土体的视内聚力

根据以上的三轴实验的测试结构，若想使加筋的试样在相同的应力的作用也达到破坏的效果，就必须相对的减少土样所受到的侧向的压力。通过实验数据可以看到，加筋土样的摩擦圆与没有加筋的土样的摩擦圆的区别并不大，所不同的是加筋土样的视内的聚力得到了增加。根据土力学的原理及物理学的计算公式计算可以得出，影响土体视内聚力增加的关键因素是土工织物筋材的抗拉的强度，并抗拉强度与视内聚力是程正比的，即织物的抗拉强度越好，视内聚力增加的就越多。相反的，当土体的抗拉强度很小时，或是筋材土工织物由于抗拉强度不够被拉断或是被拔出时，土体的视内聚力就不会增加，同时土工合成材料的加筋的效果也会消失。

1.3 土工织物的隔离作用

土工织物的隔离作用主要有两个方面的内容：一方面是由于加筋的筋材是具有很高的抗拉强度的，而土体本身的抗拉强度又是较低的，这时当外力的荷载通过土体的作用传递给筋材时，筋材与土体会产生一定的相互作用，为防止土体因抗拉强度过低而产生断裂的现象，筋材会约束土体的变形，从而改变了土体上下两部分的应力状态，这是土体就会以筋材为界被分成上下两个部分了。根据对有限元的实验分析，土体没有加筋的情况，在外力的荷载下土体内部会形成一段连续的塑性开展区。当在土体内增设一层筋材时，这一段连续的塑性开展区就会被隔离开来，形成两个不连续的塑性开展区。在离心模式的试验中可以清晰的看到这种隔离的现象。当对陡坡进行破坏实验时，没有加筋的陡坡会沿着破坏面连续破坏，而进行了加筋的陡坡，土体是沿着加筋筋材的水平布置产生破坏的，并且破坏的形式不是连续的破坏而是分层逐渐被破坏的。另一方面的隔离作用是土工织物可以将两种不同的材料隔离开，防止两种材料混合在一起。如在海涂上进行筑堤施工时，在海涂面上铺一层土工织物之后，再在土工织物的上面进行填土筑堤的施工操作，这样就可以保证填料不会掉入到海涂地基中去，同时地基不被扰动也同样得到了有效的保证。

2 土工合成材料加筋的布置形式

2.1 张拉应变弧布置筋材的理论

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关键词：土工织物；防汛；抢护

我国在利用天然纤维材料和织物进行防汛护堤、抢险、堵口方面已有很久的历史，但利用土工合成材料来防汛抢险还是一项新技术。土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。土工合成材料不仅具有较高的强度。而且具有抗冲、耐磨、耐腐蚀和重量轻等特点。

一、概论

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料分为土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料等类型。

土工特种材料包括土工膜袋、土工网、土工网垫、土工格室、土工织物膨润土垫、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）等。土工复合材料是由上述各种材料复合而成，如复合土工膜、复合土工织物、复合土工布、复合防排水材料（排水带、排水管）等。

二、防汛、抢险的传统材料和土工合成材料的特点

堤防、涵闸等各类建筑物的安全渡汛主要采取两个层次的措施：第一是防护，就是避免险情发生；第二是抢险，即一旦险情出现，要迅速采取有效措施消除险情。防汛、抢险最常用的传统材料主要为土料、砂料、石料以及草袋、麻包等，它们作为防汛用材已历史悠久，效果良好，仍然是当前防洪、抢险的主要材料。这些材料虽然有来源广、数量多能就地取材等许多优点，但也存在重量重、体积大、运输困难、施工劳动强度大、施工速度慢、工程质量不易保证等不足。

土工合成材料中的土工织物一般都具有较高的强度，单位质量轻、透水性强、防腐及耐磨性好的特点，同量它还具有以下几方面的功能和作用：

（一）排水功能：土工织物能截断与汇集土体中的渗水，并能将渗水沿垂直织物平面或平行织物平面排出土体；

（二）反滤功能：由于土工织物构造上的水力学特性，在它排出渗水的同时，能拦阻土体颗粒不被带出；

（三）隔离作用：土工织物可能把不同性质或不同级配的土石料隔开，以免互相掺杂，从而可以保证施工质量；

（四）对土体的加筋作用：土工织物有较高的抗拉强度，在土体中可以约束土体的应变，提高土体的综合变形模量，减小土体变形，改善土体的受力状况。

土工织物这些功能和特性，可以克服或改善传统材料的缺点或不足。此外，土工织物施工工艺简单，易保证工程质量，施工速度快，工程造价低（与传统反滤材料相比，可节约投资三分之一到二分之一）。因此对于防汛抢险这种时间性非常紧迫的工程，土工织物将成为一种十分理想的新材料，特别对一些缺土缺砂石料的地区更具有特殊的价值。

三、土工织物在防汛抢险中的应用

汛期江河水位高涨，常居高不下，有时还受到大风大浪侵袭，对于堤防薄弱环节，常容易酿成险情。堤坝工程的主要险情有：迎水坡发生大面积塌落，堤坝内出现贯通水流通道和裂缝，下游出现管涌、流土及成片泡泉，下游坡出现大面积散浸，洪水漫顶等。现针对最常见的险情提出抢护方案。

（一）堤坝坍塌险工的抢护

当堤坝上游有大面积塌落险情时，可采用覆盖软体排防护，这种险情大多要分秒必争地进行抢护。沉排抢险施工方法如下：

1.展排体。将排体运到险工段，放在对应的堤顶上，并展开。

2.横枕装载。指抢险队要把装满土的编织袋放在横枕中心线上，折转枕布将对于尼龙绳头捆在一起，就成装土横枕。

3.滚排成捆。抢险队站在横枕一侧，滚排成捆，后将捆搭到迎水坡堤肩处。

4.打桩挂排。在纵枕对应的堤顶上打桩4-6根，将纵向拉筋绳拴在桩上，松紧要适度，使排体沉好后，上端超出水面为准。

5.沉排护险。抢险队面向迎水坡，往下推滚排体，使排体沉到预定位置，并在上游侧拉紧横向拉筋绳，固定排置，避免移位和翻转。

6.纵向压载。抢险队分成四组，同时向指定竖袋内投入装土的编织袋，直到装出水面为止。

（二）管涌险情的抢护

由于渗流的作用，汛期堤坝及地基基础薄弱处往往发生渗透变形，产生管涌、流土、滑坡等险情，如不及时处理，就将危及堤坝安全。采用土工织物作为滤层，应对可能出现渗透破坏的堤段取土，进行试验计算，确定土工织物型号，然后选购所需土工织物。但在防汛抢险时，有时来不及试验，只能凭经验处理。

使用土工织物对管涌险情的抢护，其施工方法是：

1.将泉眼周围或严重散浸的地面整理平整，清除草皮杂物以及尖角石块。

2.如泉眼较小，可以用整块的土工织物盖住泉眼，如泉眼较大或连片泉眼，则应将土工织物互相搭接并用线缝起来，或采用化学粘合。搭接宽度一般为15-20cm。在松软的土基或水下施工时，搭接宽度应取40-60cm。

3.将土工织物盖在泉眼上面，即以重物将其固定，再由周围向中央压易透水的2-4cm粒径的小卵石或小石子，厚度30-50cm。石子上面再压块石或混凝土块，最后形成中心高，四周低的压重体。

4.铺放土工织物的面积取决于泉眼的大小和严重渗水段的范围，其面积应大于需要保护的渗水范围0.5m以上。施工时应注意以下两点：

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关键词：土工合成材料； 工程管道；市政工程

中图分类号：TU99文献标识码： A

目前，市政管道工程，尤其是流沙、软土地质地区进行市政管道工程的修建时，常常会发生盲沟管淤堵、路面塌陷、管口脱开漏水等现象，需要耗费大量的财力、人力和物力进行维修。追其原因可以发现，大多数流沙地质条件下发生管道问题是因为在施工期间采取了不恰当的降水措施从而使地基土受到扰动造成的；大多数软土地区出现管道问题都是因为在地基条件相对较差的情况下使用砂石基础的柔性接口管道，后期不均匀沉降致使管道接口破坏从而发生漏水。对于天津地区而言，为配合道路工程建设，很多管槽回填的都是碎石料，当级配不良时，地基会受到一定程度的扰动，甚至会导致路面出现严重的坍塌现象。土工合成材料的原料是人工合成的聚合物，例如合成橡胶、化纤、塑料等，将它们做成产品，放到各种土体间或者土体的表面或内部，可以起到保护土体、使土体防渗、排水、隔离、反滤功能增强的效果。土工合成材料的广泛应用和迅速发展，使市政管道工程难题的解决又多了一个新方法。

1、土工合成材料在盲沟排水设施建设中的应用

对于盲沟排水设施而言，其主要存在于明开槽施工降水工程、填埋场库区以及挡土墙和地道工程建设之中。在确保级配良好的条件下，砂石料在滤水管周围进行回填施工，并将其作为反滤层，这是最传统的盲沟排水方法之一。实践证明，因盲沟管的断面非常的小，所以整个施工过程中，反滤料级配很难受到有效的控制，而且当盲沟管发生堵塞问题时，会影响工程运行效率。

现如今，由于土工合成材料的发展极为迅速，出现了很多新的产品，在工程中已经使用土工织物和塑料盲沟管材进行盲沟排水，塑料排水盲沟管具有很强的适应不均匀变形的能力和抗压能力，孔隙率可以高达90%，将其与土工布的反滤功能有机的结合在一起，最常用的方法就是将土工合成材料沿侧壁、槽底铺设，将10厘米的级配砂石料铺设到它的上面，然后铺设塑料盲沟管材，在管顶以上15厘米处回填级配砂石料，在回填的级配砂石料顶面将土工合成材料搭接封闭，如图1所示，按照具体工程在其上进行回填。这里的土工合成材料起到了保土和反滤的功能，同时还排水能力也很强。如果工程有较高的要求，可以将一层土工织物包覆到排水管的外侧。现在也有塑料盲沟管和土工布的复合成品管材。

2、流砂土质区管道病害常见的原因

流砂是一种地质现象，它常常发生在地基被渗透破坏的不良工程中，是由于地下水渗流而使渗透力对土体发生作用而产生的。土体自身的渗流通道、水利条件、组织结构条件等因素与流砂现象的发展和发生有一定的关系。容易发生流砂现象的土层需要使如下条件得到满足：

土的不均匀系数小于5；

土的颗粒组成中，粉粒含量大于百分之七十五，粘粒含量小于百分之十；

地层中的粉细砂层或粉土层的厚度大于二十五厘米；

处于饱和的状态，含水量高于百分之三十。

通常情况下，流砂现象常出现在松散、饱和的粉砂地质、粉土、砂土地质中。在粉土层和粉砂中，因为其具有较小的渗透系数，所以常常出现塑性泥流或者流砂；而在砂性土层内，流砂常常是土体颗粒从少到多、从细到粗的渐进工程。

在流砂土质区，尤其是具有较高地下水位的情形下，明开槽铺设市政管道的时候，主要有以下两个病害：

第一，在施工开槽中，控制施工降排水和基坑支护是非常重要的。如果采用不当的降水和基坑支护措施，侧壁渗漏处和基槽底部就可能发生土体跑冒流失的现象，在存在降水井的位置，地下水可能将土中的细砂粒、粉砂以及粉粒等冲走。由于土体颗粒流失，扰动了管槽周围的土体，使地面的沉降存在了问题，更有甚者可能会造成边坡塌方，基坑工程施工的条件变得恶化，已建成的附近工程有下沉或开裂的现象产生。

第二，在进行管道施工过程中，大多沟槽都采用碎石料进行回填，假如孔隙率由于管道砂石基础和周围回填碎石料的级配不良而增大，在流砂地质的情况下，地下水位在施工结束后回升或者别的原因致使地下水位变动都可以让周围的土体颗粒随着渗透水流对管周碎石的孔隙进行充填，使原状的地基土受到扰动。如果管道发生局部破裂或者脱口的现象，土体颗粒将随着缝隙流入管道中，沿着管道的水流进行不断的流失，从而使得管周的土体被掏空，地面沉陷，更严重的可能会使周边建筑物受到影响。

3、应用土工合成材料解决沟槽回填病害的方法

一般情况下，粉砂土层和粉土容易产生流砂土质，它的地基承载力通常大于100千帕。如果场区具有较高的地下水位、管上地面进行碎石料回填时，能够采用此方法：将土工合成材料沿侧壁和槽底进行铺设，它的上面将砂石作为基础，用级配良好的碎石料对管顶及关侧以上不小于40厘米的地方进行回填，保证密实度不小于90%，在回填的碎石料顶面对土工合成材料就行搭接封闭，如图2所示，对其上进行回填时按照道路的要求进行。这里的土工合成材料起到了保土和反滤的功能，通过可以选用无纺或有纺土工织物，最好选择土工织物质量为每平方米300到500克。

软土地基主要分布在滨海地区，具有较低的地基承载力，后期承载量不均匀且量很大，持续沉降的世界比较长，尤其是市政基础设施建设在一些新进吹填的近海地区时这些问题更严重。现在将市政管道修建在软土地区时，如果地基承载力小于70千帕时常使用钢筋混凝土基础，如果地基承载力不小于70千帕，同时又小于100千帕，常使用砂石基础，在它的下边进行一定厚度的软土超挖，通过换填垫层的方法对其进行处理。对于开槽都很困难的滨海地区，超挖更是将难度增加，而且使用常规的换填垫层方法处理并没有对管道不均匀沉降的现象起到很好的效果。

加筋处理软土地基时使用土工合成材料，不仅能够将超挖换填的厚度减小，还能在将地基承载力提高的同时，很好的对管道不均匀沉降进行控制。它的主要方法是将200毫米厚的中粗砂铺设在软弱基土的顶面，将土工织物铺设到它的上边，如图3所示，然后再将砂石基础做好，对管道进行铺设。选择土工合成材料进行地基强化时可以选择高强土工布、土工筋带、土工网以及土工格栅等等。

结语：随着土工合成材料的快速发展，以及成功的在工程领域进行运用，对市政管道工程常见的一些问题的防治和处理起到了非常关键的作用。土工合成材料的主要功能是防护、防渗、隔离、排水、反滤和加筋，在进行土工合成材料的具体应用时，选择材料要按照具体的工程结构和应用目的进行合理选择。将土工合成材料完美的应用到市政管道工程中，为市政管道工程的发展增添一份力量。

参考文献:

[1]卢全轩.土工合成材料在水利工程中应用的寿命问题[J].广西水利水电.2009（03）.

[2]陈斌.土工合成材料在水利工程中的应用及其施工方法研究[J].价值工程.2013（07）.

[3]刘征.土工合成材料在市政道路工程中的应用[J].知识经济.2012（02）.

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正值汛期，各地堤坝工程险情迭出。在汛期中如何针对不同的险情应用土工合成材料进行抢险防护是一个急需解决的问题。

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。土工合成材料不仅具有较高的强度。而且具有抗冲、耐磨、耐腐蚀和重量轻等特点。

我国在利用天然纤维材料和织物进行防汛护堤、抢险、堵口方面已有很久的历史，但利用土工合成材料来防汛抢险还是一项新技术。随着我国经济建设的发展和对土工合成材料功能和特点的逐渐认识、研究、土工合成材料将越来越广泛地应用于水利水电工程的抢险等工程中。

2、防汛、抢险的传统材料和土工合成材料的特点

堤防、涵闸等各类建筑物的安全渡汛主要采取两个层次的措施：第一是防护，就是避免险情发生；第二是抢险，即一旦险情出现，要迅速采取有效措施消除险情。防汛、抢险最常用的传统材料主要为土料、砂料、石料以及草袋、麻包等，它们作为防汛用材已历史悠久，效果良好，仍然是当前防洪、抢险的主要材料。这些材料虽然有来源广、数量多能就地取材等许多优点，但也存在重量重、体积大、运输困难、施工劳动强度大、施工速度慢、工程质量不易保证等不足。

土工合成材料中的土工织物一般都具有较高的强度，单位质量轻、透水性强、防腐及耐磨性好的特点，同量它还具有以下几方面的功能和作用：

（1）排水功能：土工织物能截断与汇集土体中的渗水，并能将渗水沿垂直织物平面或平行织物平面排出土体；

（2）反滤功能：由于土工织物构造上的水力学特性，在它排出渗水的同时，能拦阻土体颗粒不被带出；

（3）隔离作用：土工织物可能把不同性质或不同级配的土石料隔开，以免互相掺杂，从而可以保证施工质量；

（4）对土体的加筋作用：土工织物有较高的抗拉强度，在土体中可以约束土体的应变，提高土体的综合变形模量，减小土体变形，改善土体的受力状况。

土工织物这些功能和特性，可以克服或改善传统材料的缺点或不足。此外，土工织物施工工艺简单，易保证工程质量，施工速度快，工程造价低（与传统反滤材料相比，可节约投资三分之一到二分之一）。因此对于防汛抢险这种时间性非常紧迫的工程，土工织物将成为一种十分理想的新材料，特别对一些缺土缺砂石料的地区更具有特殊的价值。

3、土工织物在防汛抢险中的应用

汛期江河水位高涨，常居高不下，有时还受到大风大浪侵袭，对于堤防薄弱环节，常容易酿成险情。堤坝工程的主要险情有：迎水坡发生大面积塌落，堤坝内出现贯通水流通道和裂缝，下游出现管涌、流土及成片泡泉，下游坡出现大面积散浸，洪水漫顶等。现针对最常见的险情提出抢护方案。

3．1堤坝坍塌险工的抢护

当堤坝上游有大面积塌落险情时，可采用覆盖软体排防护，如图1和图2，这种险情大多要分秒必争地进行抢护。

图1抢险用软件体排结构

1-φ5mm纵向拉筋绳；2-φ10mm缆绳；

3-纺织布条；4-抢险排体；5-φ60cm纵向土枕；图2风浪险工抢护软体排示意图

6-φ5mm定位引绳；7-横枕；8-φ20mm1-木桩；2-堤顶；3-排体；4-压载纵枕；

间距20mm；9-水流方向5-碎石横枕；6-2倍波高

沉排抢险施工方法如下：

（1）展排体。将排体运到险工段，放在对应的堤顶上，并展开。

（2）横枕装载。指抢险队要把装满土的编织袋放在横枕中心线上，折转枕布将对于尼龙绳头捆在一起，就成装土横枕。

（3）滚排成捆。抢险队站在横枕一侧，滚排成捆，后将捆搭到迎水坡堤肩处。

（4）打桩挂排。在纵枕对应的堤顶上打桩4-6根，将纵向拉筋绳拴在桩上，松紧要适度，使排体沉好后，上端超出水面为准。

（5）沉排护险。抢险队面向迎水坡，往下推滚排体，使排体沉到预定位置，并在上游侧拉紧横向拉筋绳，固定排置，避免移位和翻转。

（6）纵向压载。抢险队分成四组，同时向指定竖袋内投入装土的编织袋，直到装出水面为止。

3．2管涌险情的抢护

由于渗流的作用，汛期堤坝及地基基础薄弱处往往发生渗透变形，产生管涌、流土、滑坡等险情，如不及时处理，就将危及堤坝安全。采用土工织物作为滤层，应对可能出现渗透破坏的堤段取土，进行试验计算，确定土工织物型号，然后选购所需土工织物。但在防汛抢险时，有时来不及试验，只能凭经验处理。

使用土工织物对管涌险情的抢护，其施工方法是：

（1）将泉眼周围或严重散浸的地面整理平整，清除草皮杂物以及尖角石块。

（2）如泉眼较小，可以用整块的土工织物盖住泉眼，如泉眼较大或连片泉眼，则应将土工织物互相搭接并用线缝起来，或采用化学粘合。搭接宽度一般为15-20cm。在松软的土基或水下施工时，搭接宽度应取40-60cm。

（3）将土工织物盖在泉眼上面，即以重物将其固定，再由周围向中央压易透水的2-4cm粒径的小卵石或小石子，厚度30-50cm。石子上面再压块石或混凝土块，最后形成中心高，四周低的压重体。

（4）铺放土工织物的面积取决于泉眼的大小和严重渗水段的范围，其面积应大于需要保护的渗水范围0.5m以上，土工织物施工如图3所示。

图3管涌险情的抢护示意图

施工时应注意以下两点：

第一，当管涌处水压较大，土工织物覆盖其上后，往往被水柱顶起来，一般说，这是压重不够，应当继续填压石子，也可以用草袋装石子压上去，直至压平为止。

第二，当有些冒砂孔比较大时，将土工织物盖在上面，加压重后就会凹下去，甚至会将土工织物撕破。遇于这种情况，应当在孔内先用大石子，小石子瓜子片将孔洞填平（可略高于附近地面3-5cm）以分散集中的渗流。在瓜子片，石屑上面铺放土工织物并按前述办法加压重。

土工织物铺放以后，开始由于土体中微粒子被渗水夹带出来，水色变浑浊，历经一段时间后，若水质变清，说明此时土体内部颗粒不再流失，土工织物已起导渗作用。

3.3大面积散浸险情的抢护

有些土堤、坝构筑土料杂乱或施工质量差，挡水以后，随洪水位升高，水压增大，浸润线相应抬高，其渗漏也随之出现，最后水流从背水坡渗出。若渗流量过大，出现浑水，背水坡松软，有滑坡，塌陷等险情时，宜用土工织物反滤排水，以稳定坝身。土工织物用于土坝散浸排水方法有两种，一是用土工织物作贴坡排水，二是堤坡开挖导渗沟，沟内放土工织物，上面填塞小石子。

3.3.1贴坡排水法

使用土工织物作贴坡排水，一般应考虑以下因素：

（a）土工织物的物理特性（开孔大小和分布、厚度、压缩性）；

（b）被保护土的物理力学特性（颗粒大小分布、孔隙率、渗透系数）；

（c）水力条件（渗透方向是单向或往复渗透）

（d）作用于土工织物上的力及土工织物应具备的抗拉抗压、撕裂强度等。

用土工织物贴坡排水的施工方法是，先整平堤坡，或用砂填平，然后平铺土工织物。土工织物一般铺设在比逸出点高0.5-1m以上。然后在土工织物上铺放石子，石子上面可以放块石。施工时，不穿带钉子的鞋子作业，以免将织物扎破。织物之间搭接用线缝或用化学粘合剂粘合，搭接宽度一般为15cm左右，如图4。

图4贴坡排水法示意图

当渗透水通过土工织物排出以后，可以在堤脚开挖一条导渗沟，将集流引出，同时沟内也铺放土工织物。排水沟要开挖平整，土工织物要紧贴排水沟底和两侧，并与堤坡，坝坡的土工织物搭接粘牢，最后在沟内填放石子和片石压重。

3.3.2开挖导渗法

其施工方法是：从浸润线逸出点沿坡面至堤脚开挖若干横向沟（即垂直于堤身纵向轴线）沟的间距一般5m左右，沟深0.3-0.5m，宽0.3-0.8m，沟内必须开挖平整，然后铺放土工织物，在织物上面放小石子。土工织物放入沟内要预留一定宽度的织物在沟外，而且留在沟外的织物需盖上草席，以减少日光照射。如图5。

图5开挖导渗法示意图

4、结论与建议

（1）塌岸险工抢护、管涌、下游坡散浸、开沟导渗等险情抢护，排体透水编织布效果较好。

（2）用土工织物防汛抢险，汛前必须缝制好各种抢险排体。根据可能出现的各种险情，相应备好抢险排体，一旦遇险就可立即抢护。否则会贻误时机，造成不必要的损失。

（3）防汛备用土工织物材料，应按险情种类的需要去准备。

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取的工程技术措施。主要分为基础工程措施和岩土加固措施。本文简述了当前我

国建筑地基与基础工程施工的一些方法。

关键词：建筑地基基础；施工：处理

Abstract: the foundation treatment is to improve the supporting buildings foundation (soil or rock), the status of the plant capacity or impermeable ability by themselves

The engineering technical measures taken. Main into base engineering measures and geotechnical reinforcement measures. This paper introduced the I

Countries with basic engineering construction of foundation construction of some of the method.

Keywords: building foundation; Construction: treatment

中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：

地基处理工程的设计和施工质量直接关系到建筑物的安全，如处理不当，往往发生工程事故，且事后补救大多比较困难。因此，对地基处理要求实行严格的质量控制和验收制度，以确保工程质量。

一地基础的施工

建筑基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑，选择经济合理的基础型式。

砌体结构优先采用刚性条形基础，如灰土条形基础、C15素混凝土条形基础．毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等，当基础宽度大于2.5m时，可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。

多层内框架结构，如地基土较差时，中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础，中柱宜用钢筋混凝土柱。无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性，减少不均匀沉降，可采用十字交叉梁条形基础。

如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采桩基或人工地基时，可采用筏板基础（有梁或无梁）。

框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀，可采用箱形基础，柱网不均匀时，可采用筏板基础。有地下，无防水要求，柱网、荷载较均匀、地基较好，可采用独立柱基，抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。筏板基础上的柱荷载不大，宜采用梁板式笩基。无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连接节点。

框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀，可选用单独柱基，墙下条基，抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。

无地下室，地基较差，荷载较大，柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起，以加强整体性，如还不能满足地基承载力或变形要求，可采用伐板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室，无防水要求，地基较好，宜选用交叉条形基础。当有防水要求时，可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设地下室，可采用筏板基础；如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时，采用箱形基础。当地基较差，为满足地基强度和沉降要求，可采用桩基或人工处理地基。多栋高楼与裙房在地基较好（如卵石层等）、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝（沉降缝）。当地基一般，通过计算或采取措施（如高层设混凝土桩等）控制高层和裙房间的沉降差，则高层和裙房基础也可不设缝，建在同一笺基上。施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。

二、地基处理技术

（一）水泥粉煤灰碎石柱(CFG桩)复合地基成套技术

水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩（简称CFG桩），通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层保证桩、同承担荷载，使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。桩端持力层应选择承载力相对较高的土层。水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，并具有较大的使用范围。

根据工程实际情况，水泥粉煤灰碎石桩常用的施工工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。

（二）夯实水泥土桩复合地基成套技术

夯实水泥土桩是用人工或机械成孔，选用相对单一的土质材料，与水泥按一定配比，在孔外充分拌和均匀制成水泥土，分层向孔内回填并强力务实，制成均匀的水泥土桩。通过在基础和桩项之间设置一定厚度的褥垫层，使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。由于夯实中形成的高密度及水泥土本身的的强度，与搅拌水泥土桩相比，夯实水泥土桩桩体有较高强度。夯实水泥土桩复合地基具有桩身强度均匀、施工速度快、不受场地的影响、造价低、无污染等特点。

（三）真空预压法加固软基技术

真空预压法是在需要加固的软粘土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生一个气压差，这部分气压差即变成作用于地基上的荷载。地基随着等向应力的增力而固结。抽真空前，土中的有效应力等于土的白重应力，抽真空后，土体完成固结时，真空压力完全转化为有效应力。

该地基加固方法适用干软粘土的地基加固，在我国广泛存在着海相、湖相及河相沉积的软弱粘土层。这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差。在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差。对于该种地基，尤其是大面积处理时，真空预压法是处理软粘土地基的有效方法之一。

（四）土工合成材料应用技术．

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等种。土工合成材料具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护等六大功能及作用。在我国不仅已经广泛应用于建筑工程的各种领域，而且已成功地研究、开发了成套的应用技术。

如：土工织物滤层应用技术；土工合成材料加筋垫层应用技术；土工合成材料加筋挡土墙、陡坡及码头岸壁应用技术，土工织物软体排应用技术，土工织物

充填袋应用技术，模袋混凝土应用技术，土工膜防渗墙和防渗铺盖应用技术等。

结语：

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关键词：加筋土 设计研究

中图分类号：TU2文献标识码： A

Reinforced embankment design research

Zhi-bo wang

(Administration of south-to-north water transfer project construction in hebei province, shijiazhuang 050021)

Abstract: the reinforced soil is a kind of composite soil reinforced materials are added into the soil and the formation, can improve the strength of the soil, enhance soil stability, common reinforced material with geotextile, geogrid, high strength fiber geogrid, geocell, strip reinforcement. Reinforced embankment design method is divided into the finite element method and the conventional design method. Geosynthetics engineering application prospects, with good engineering and economic benefits and environmental benefits.

Keywords: Study on the design of reinforced soil

加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土，由一层或多层水平的加筋材料构件与填料交替铺设所组成。加筋材料主要承受土体产生的侧向拉力，可以提高土的强度，增强土的稳定性。加筋土工程有各种类型和型式，按其作用性质和设计计算理论可分为加筋土挡墙、加筋土边坡、加筋土地基等[1]。加筋土结构作为一种新颖的完整结构，在工程中应用得越来越广泛，但加筋的机理和设计理论方面的研究却落后于工程实际，从而影响加筋技术的发展。筋材与土的复合加筋体的加固机理可大致分为直接加筋作用和加筋体对周围土体的刚度、应力和应变分布，破坏形式等影响的间接加固作用两方面。

1.加筋土概况

在工程实践中，松散的砂土可堆成具有天然休止角的砂堆，粘土体可开挖出一定高度的垂直坡面。如果在砂土中分层埋设水平向的加筋材料，则这种由砂土和加筋材料形成的复合体就可以保持一定的高度和直立状态而不塌成斜坡，与粘土体类似，标明砂土加筋后所形成的复合体的力学性能和稳定性比比未加筋前有所改善和提高。为了弄清砂土加筋后复合体强度的稳定性提高的原因，维达尔等人分别进行了三轴试验和现场试验测试，提出了各种假说来解释和阐述筋土之间的互相作用机理。根据前人的研究成果，筋－土之间相互作用的基本原理大致可归纳为三大类：一是摩擦加筋原理；二是准粘聚力原理或似粘聚力粘聚力原理；三为其他理论假设。

加筋的主要效果体现在使复合体获得侧压力增量，限制它的侧向位移[2]。为此，在选用加筋材时，特别应注意以下的一些材料性状：筋材的应力应变关系和它们的抗拉强度；它在长期荷载下的变形性状；筋材与周围土的相互作用特征，即二者界面摩擦特性和抗拔特性；筋材受环境的影响，包括材料的抗老化性和耐久性等问题；以提供设计要求的主要资料。此外，筋材还必须要满足现场施工的各项要求，考虑它们能经受施工中遇到的种种荷载的影响。

2.加筋材料的选择

土工格栅、无纺布以及编织布均可用作加筋材料。由聚丙烯材料合成的编织布抗拉强度较高，由于聚丙烯材料分子结构中存在着叔碳原子，叔碳原子的碳氢键能较小，因而不稳定，所以聚丙烯材料对光氧化降解反应有较大的敏感性，其耐久性较差，因此，编织布不宜用作水坝加筋材料。无纺布极限强度低，延抻率最大（一般为75％～120％）[3]，同样拉力的无纺布，其造价远高于土工格栅。80年代多用无纺布作为加筋材料，而90年代，抗拉强度高、变形小（延伸率一般11.5％～13％）的土工格栅已经代替了无纺布作为加筋材料。土工格栅具有柔韧性好、高强度、高模量、低蠕变、抗生化腐蚀和老化、抗施工损伤等性能。实践证明使用土工格栅加筋土坡具有耐久、可靠、造价低、抗地震和动荷载等特点[5]。

3.加筋土筑堤设计方法分析

土工合成材料可以建成具直立坡的加筋挡墙，也可以修建坡度较直立墙缓的陡坡，加筋土堤边坡较不加筋土堤陡，可减小堤防设计断面，减少筑堤土料，减少堤防占地。加筋土堤设计方法分为有限单元法和常规设计方法。

有限元法可直观反映土堤的变形状况[4]，但是要使有限单元法成为常规的分析手段，还需进一步研究解决以下问题：（1）合理的本构关系；（2）加筋在侧限条件下的应力一应变关系的测定和筋材容许强度的取值；（3）如何按算得的应力场和位移场定量评价加筋堤坝的安全度。有限元法计算尚不能替代常规计算方法应用与设计之中，但可作为设计参考。

目前设计中应用较多的加筋土堤的设计方法，是在传统的土坡稳定分析方法中考虑筋材作用。土坡加筋通常是在土坡内水平铺设。认为土坡的失稳型式与传统考虑的一样；或是沿某个圆弧产生转动式滑动，或是以楔体形式沿折面滑动[5]。要发生滑动时，筋材的抗拉力或由抗拉力产生的力矩将增大抗滑作用。评价土坡稳定性常先求出促使产生滑动的滑动力矩MS和抵抗滑动的抗滑力矩MR，后者与前者之比，即是安全系数Fs。当安全系数Fs大于某一规定的数值时，则认为土坡是稳定的。对于加筋土坡，各层筋材中的拉力对滑动圆心产生的力矩均起抗滑作用，它们的总和即为抗滑力矩增量MR。只要以(MR+MR)代替上述的MR，按同法即可求得加筋土堤的安全系数。土坡内铺设的筋材应有一定的长度，使其超出滑动圆弧外的被动段Lp与土之间的握裹力不小于抗拔力，且有一定安全系数。为此，要对每层加筋材作内部稳定性校核，保证其不会被拔出。

4.加筋土前景展望

加筋土在土工合成材料的应用领域占有较为重要的地位[6]，在水利、公路、铁路、水运、港口等行业应用越来越广。用土工合成材料加筋的土木工程、水利工程和环境工程等遍布世界，在中国也有飞跃式的发展。实践已经表明，土工合成材料加筋工程具有良好的工程效益、经济效益和环境效益，并且展现出广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 欧阳仲春，现代土工加筋技术[m]，人民交通出版社，1991.35-46.

[2] 周志刚，张起森，郑建龙；土工加筋材料性能研究综述[j]；长沙交通学院学报；2001年02期

[3]《土工合成材料应用技术规范》，GB 50290-98

[4] 张苇.土工带加筋碎石垫层的试验研究与有限元分析[D].太原理工大学,2003.5.

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【关键词】加筋路基施工技术质量控制

The reinforced embankment construction technology applications in high-speed Rong Wu

China Railway fourteen bureau group the first engineering development company limited

Zhang Zijie

【Abstract】Adding three-dimensional geogrid reinforced embankment in subgrade internal to enhance the overall stability and side slope of the embankment local stability, put a steep slope slope ratio, thereby reducing the number of construction sites and engineering, resulting in significant economic value and socialvalue. Combining with the of Rong Wu highway construction practice, reinforced roadbed construction principle, construction technology and quality control.

【Key words】Reinforced embankmentConstruction TechnologyQuality Control

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

荣成至乌海高速公路河北省徐水至涞源（冀晋界）LJSG-3合同段，位于河北省保定市徐水县北孤庄营村，标段内全部为平原区耕地，标段全长1.791km，其中设置孤庄营跨线桥一座，桥长1.391km，路基一段，长度400m，填土高度在3～8 m之间。由于土地资源宝贵，为减少工程用地和工程数量，为新材料的使用推广提供研究实例和积累工程经验，中交第二公路勘察设计研究院通过计算研究，将路基1:1.5的坡率改为1∶1的坡率，将该段路基作为路基加筋施工技术的试验段。（加筋路基设计图见图1）

图1 加筋路基设计图

2.技术原理及特点

加筋路基施工原理，主要是利用土工格栅与土的摩擦作用、土对土工格栅的被动阻抗作用、土工格栅孔眼对土体的锁固作用以及加筋补强作用，阻止土体的位移、下沉和滑坍，增强路基的整体稳定性和边坡坡面局部稳定性。为解决填方路基的整体稳定性和边坡坡面局部稳定性问题，边坡整体稳定安全系数取≥1.25，通过调整立体格栅横向宽度和竖向间距来确定；边坡坡面局部稳定性问题通过在立体格栅之间设置平面土工格栅反包边坡土来实现。

加筋路基施工技术的特点：作业程序化、标准化，施工简单，易于把握，且适用范围广的特点。

3.土工合成材料力学性能

土工合成材料的选用应该符合《公路土工复合材料应用技术规范》的规定，足够的抗拉强度，较高的抗刺破强度、顶破强度和握持强度等，加筋土工格栅一般要求：立体格栅抗拉强度≥80KN/m，延伸率≤10﹪，结点强度≥1500N，肋带断裂强度≥15KN，肋带延伸率5﹪时的抗拉强度≥8KN；单向土工格栅主应力方向抗拉强度≥80KN/m，延伸率≤10﹪，采用一次性张拉生产工艺的产品。

4.施工工艺流程

施工准备地基处理检测、清理下承层 铺设土工格栅 填土摊平碾压削除边坡宽填部分土工格栅向上包边铺设第二层土工格栅两层土工格栅绑扎固定

沉降观测

5.施工工艺

5.1施工准备

按照施工设计图纸精确放出路堤边坡坡脚线，并适当加宽（加宽宽度一般为30~50cm），将坡脚控制桩用石灰撒灰线作为标记。

5.2地基处理

按照《公路路基施工技术规范》的要求，对原地面进行清表。地基处理同一般填方路段：先清除表层20cm厚的耕植土并在填前进行夯实。清除的耕种土用于中央分隔带培土、边坡绿化覆土、取弃土场覆土绿化等

5.3地基检测

地基必须先进行地表土清除，对原地面夯实，经检测压实度达到设计值96，方能进行下一工序的施工。

5.4土工格栅铺设

在地基基底压实度检测合格后，在基底平铺一层立体格栅和一层单向土工格栅，宽分别为6m和4.7m（包含嵌入边坡1.5×2m和边坡反包宽度1.7m），均要求完全展开，平铺、拉直，不得卷曲、扭结，并用U型钉固定于路基上。

5.5路基填筑

a.土工格栅铺设完毕后，不可长时间暴晒，应及时按试验段确定的厚度和施工方法填土摊平压实。

b.加筋路基应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料，填料最大粒径应小于15cm。若为土石混填路基，为避免损伤土工格栅，应将粒径较大的石块先破碎，再按一般路基压实标准压实。

c.填土时，应先填格栅两端，然后依次扩大，车辆不可直接在铺好的格栅上行走，避免格栅隆起。

d.每层填料要用推土机和平地机整平，确保路基与土工格栅密贴。

5.6边坡整修及包边

当压实厚度达到1.2m后，弯折单向土工格栅包裹边坡土，将宽填部分削除至下层，将边坡边缘整修平顺后将下层伸出的土工格栅翻折上来，将边坡包起。

5.7铺设上层土工格栅

展开平铺第二层立体格栅，在其上铺第二层单向土工格栅，插筋固定，如此反复至路堤顶面（路堤顶面与其下层立体格栅间距≤1.2m）。在下路床铺筑压实完成后，在其顶面满铺一层立体格栅（整幅宽约30.2m）。

5.8沉降观测

加筋路堤填筑：应先检验场地地基是否与设计相符，若不符时应对地基采处相应进行处理措施。填筑时应对路基边部监测，若发现有失稳趋势，应停止填筑，寻求解决改善方案。

监测包含竖向位移和水平位移监测，位移监测采用埋设水泥桩进行监测。

施工期间位移观测应每填筑一层观测一次，填筑间隔较长时应每三天观测一次；路堤填筑完成后，一般半月或每月观测一次。

在路堤填筑完成后，经过一段时间的监测（一般为六个月）路基竖向位移和水平位移没有变化的情况下，方进行路面及边坡防护施工。

6.施工质量控制

施工中要严格按设计及规范要求控制基底处理、路基填筑、土工格栅铺设、路堤边坡整修、包边施工及边坡防护等的施工质量。

6.1加筋工程土工合成材料质量控制按照表1要求

6.2加筋路基压实度标准及填料强度要求见表2

表1加筋工程土工合成材料实测项目

表2加筋路基压实度标准及填料强度要求

注:①表列压实度数值系指按《公路土工试验规程》重型击实实验法求得最大干密度的压实度。

②为保证路肩的稳定，对于土路肩培土的压实度要求＞90%。

7.结束语

荣乌高速公路工程采用土工格栅加筋路基后，路基由1:1.5的坡率改为1∶1的坡率，与传统路堤相比，每延米路基填方减少21.06m3，每延米节约耕地6.5 m2，本标段路基400m共计减少路基土石方8424 m3，节约耕地面积2600 m2（3.9亩），产生了显著的经济价值和社会价值，在下步的高速公路建设中值得借鉴和推广。

参考文献：《公路土工试验规程》（JTJE40-2007）

《公路土工合成材料应用技术规范》（JTG E50-2006）

《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）

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关键词：水库土石坝除险加固施工技术

中图分类号： P343 文献标识码： A 文章编号：

1 前言

在多年的水库除险加固工程实践中，有几个非常突出的问题亟待解决：①项目规划问题，虽然目前国家对水库除险加固工程已经进行全财政资金投入，但是，需要地方做好项目前期申报，要对水库除险加固的可行性分析到位，调研哪个水库因需除险，加固方案是否科学合理；②工程预案不尽合理，存在浪费投入资金的现象，这不仅造成工程质量不达标，还使得以后的资金筹措变得更加困难；③资金虽然到位，工程预案也合理，但是管理出现漏洞，没有正规到位的管理，工程不仅会失效，还有可能造成反复投资，降低投资回报率的现象。以上三方面的问题若能得到有效的解决，必将对水库除险加固工作产生深远而有益的影响。

2 水库除险加固施工技术

2.1 土石坝坝坡滑坡危害的加固技术

土石坝坝坡坡体受到自重力以及其他相关作用力的影响下，会导致土石坝坝坡坡体产生下滑。假如土石坝坝坡内部的岩土抗剪强度可以抵挡这种坝坡的移动，此土石大坝的坝坡则是稳定的。反之，如果坝坡内部岩土的抗剪强度抵挡不了坝坡的移动，则会致使大坝失去稳定性，导致滑坡。本质上来说，导致土石坝坝坡滑坡的根本原因是由于抗滑力不足以抵消滑动力。决定滑动力和抗滑力的主要影响因素是水库库水以及雨水的渗透、施工技术、施工质量、地震等一些外在因素。在外在因素的影响下致使坝坡坝体与坝基存在的缝隙水压力、抗剪强度与筑坝的土料性质发生改变，从而引起滑动力与抗滑力发生变化。

如何进行防治?首先要针对发生滑坡危害土石大坝的滑坡具体情况进行实地勘探，同时进行士工试验与观测，进而准确的查找及分析滑坡的性质与发生滑坡的根本原因，从而可以针对性的进行滑坡加固设计，使滑坡加固施工更为顺利，加固质量更加可靠。

土石坝坝坡滑坡的加固施工技术有很多，我们要分析滑坡发生的原因来选择施工方案。针对滑坡加固的主要施工方法有：清理对土石坝造成滑坡危害的滑坡坡体与一些导致滑坡的泉眼与孔洞；进行抛石施工，进而固脚阻滑，增强坝体的抗阻力，从而稳定滑坡体；在稳定好滑坡体的前提下，对于滑坡裂缝进行及时的处理；对于大坝坝体进行全面的培厚，从而放缓土石坝坝坡，已达减少下滑力的目的；在下游坝坡采用堆石压载，进行贴坡式反滤层的施工，减少雨水与水库水对坝体渗透力等等。加固旌工方法有很多，我们要根据实际情况来选择最为合适的加固施工方式方法，才能达到最佳效果。

2.2 土石坝坝体裂缝、渗漏加固技术

对于土石坝坝体裂缝、渗漏，我们通常采用灌浆的处理方法。灌浆处理裂缝、渗透的方式在我国已有很长的历史，2O世纪50～60年代我国就针对一些病危水库采用灌浆的处理方法进行了整治，不仅获得良好的效果，而且为我国灌浆的处理渗透问题积累了宝贵的经验。特别是到了近几年灌浆技术的不断更新，使坝体灌浆机理研究得到了快速的进步，为灌浆的应用技术运用提供了强有力的支持，使得灌浆的处理技术得到了充足的发展。如今我国将近干座土石坝水库普片采用灌浆的处理技术，成功的解决了土石坝坝体裂缝、渗漏等问题。由此可以看出，灌浆处理技术能有效的解决土石坝坝体裂缝、渗漏的问题。在进行坝体裂缝、渗漏处理前，我们应先进行原因的分析，查找导致发生裂缝、渗漏的原因，看采用灌浆的处理是否能有效的解决存在的问题，以免盲目的进行灌浆处理，反而造成不良的后果。造成土石坝坝体裂缝、渗透的根本原因是因为水分渗流，如果通过坝体的渗流控制在设计的范围里，不会对于坝体任何部位的土体产生渗透破坏，则可以称为正常渗流。在土石坝的运行中，是允许有正常渗流的，不会对坝体产生危害。如果渗流超过设计控制，而且引起了对坝体土体结构的渗透破坏，则称之为异常渗流(或者漏流)，必须及时进行处理，不然会对大坝造成危害 针对大坝渗流，采取灌浆处理技术可以有效的对异常渗流进行处理。

当前的灌浆加固处理方法可以分为两种，即为充填式灌浆处理方法与劈裂式灌浆处理方法。充填式灌浆处理方法是利用浆体的自重进行灌浆，灌浆孔口压力为零；而劈裂式灌浆处理方法是在浆体进行灌注时，对于浆体施加相应压力，利用对于浆体施加的压力与浆体自重力相结合，形成一股较大的压力来进行浆体灌注。这两种灌浆方法从本质上来说，都是利用压力在进行灌浆，不同的是压力利用的大或小而已。这两种灌浆加固技术在我国应用广泛，并且取得了良好的效果，为我国水库的除险加固做出了重要的贡献。

2.3 采用土工合成材料进行水库的除险加固的技术

我国的科学技术在不断的进步，从而推动各行各业的技术快速的发展。其中高分子化工材料被广泛的运用到水利建设事业中来。从二十世纪来高分子化工工业得到了飞速的发展，各种各样的合成纤维层出不穷，其中土工合成纤维比人造纤维有着明显的优势，慢慢的为大家所接受。

经过工程实践证明土工合成材料也是一种非常新颖、优秀的工程材料。土工合成材料做为一种新兴的土工建筑材料，历时较短，但是由于其良好的特点，得到了飞速的发展与应该。如今，土工合成材料已经生产出了多系列的产品。其中一项产品即为土工膜，土工膜是利用高聚合物进行处理制造而生产，是一种防水性较强的土工合成物。其中复合土工膜是把土工织物采用喷涂或滚压放方式在土工织物的表面形成一层聚合物薄膜，其中应用较为广泛的是非织造针刺土工织物，它的单位面积质量一平方厘米通常在200～600g。在工厂进行复合土工膜预制时，通常可以选择两种方法，一种是采用织物与膜进行共同压制而成；另一种是根据需应用到的工程具体质量要求，在织物上进行聚合物的涂抹，根据实际工程需要可选择涂抹层数。复合土工膜有很多的优点，假如以织造型土工织物复合，可以对土工膜进行加筋处理，使保护膜减少早运输过程中受外力作用下所造成是破损；如果以非织造型土工织物复合，不但可以给膜进行加筋与保护，而且还能起到排气排水的作用，并且还可以增加膜面的摩擦系数，被广泛应用于水利工程与交通隧道工程中。

篇9

关键词：岩土工程 勘察 地基处理

中图分类号：U469.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0037-01

近年来，我国建筑工程项目不断增多，这在一定程度上使得岩土工程项目增加。在建筑工程建设中，岩土勘察是重要的一个环节，尤其是地基的处理，其成效如何将直接影响到整个工程的质量，故重视地基的处理非常重要。因此，在岩土工程勘察中，工作人员应综合考虑地形特点、气候因素等，采取有效的方法对不同地基作出处理，以保证工程的施工质量。以下主要就岩土勘察中的几种常见地基处理方法进行了简要分析。

1 常见的地基处理方法

1.1 土工合成材料地基的处理

岩土工程中所用的合成材料，为土工聚合物。这类型材料的重量小、施工便捷，且整体连续性好，具有反滤、排水、加固补强等作用。对这种地基进行处理时，一般是将土工合成材料埋设于软弱地基或是边坡处，使土体变为弹性复合土体，以提高地基的承载力。因为土工合成材料具有良好的抗拉强度、耐腐蚀性、渗透性，且重量较小，故能节省大量的材料。通常情况下，土工合成材料主要适合用在下列地基的处理中：挡土墙的加固，可有效避免河道及海岸护坡被冲毁；公路及铁路的加强层中，可防止路基下沉、翻浆；软弱地基的加固，可加快土体固结[1]。

1.2 砂石垫层处理技术

将基础底面下层的软弱土挖掉，然后夯实基础底面，再用无腐蚀性且级配良好的砂石分层夯实基础面，使之变成基础力层，以提高地基的承载力，这样的地基处理方法则为砂石垫层法。通常情况下，在地基的沉降量中，浅层沉降量占较大份额，故夯实时必须在具有一定厚度的置换层进行。砂石垫层属于持力层，拥有较强的应力扩散作用，能明显降低垫层下天然土的压力，且可减少下卧层的沉降量。因为砂石垫层具有良好的透水性，故能促使基底下空隙水压力的快速消失，使饱和土的抗剪强度大大增强，有效避免了塑性破坏事件的出现。

砂石垫层地基处理法虽然具有较大的优势，但在操作时应注意一个问题：相关人员必须严格按照施工规范的验收要求对工程质量进行验收，垫层压实度要满足要求，回填砂石的材料应有良好的含水率，基坑内应分层铺设夯实，确保地基的均匀性[2]。在对砂石垫层的施工质量进行验收时，通常会采用钢筋贯入法与环刀取样法。因为砂石垫层法需要的设备较少，且操作方便，工程造价低，经济效益较高，是地基处理中使用频率较高的一种方法。

1.3 夯实水泥土桩地基处理技术

夯实水泥土桩地基是在夯实灰土挤密桩的基础上创新并发展起来的一复合地基。该地基处理技术的操作，主要包括以下环节：用小型成孔机成孔，接着将少量水泥与土混合搅拌均匀，然后分层填入到孔中并夯实，使之变成水泥土桩。在水泥的胶凝作用下，桩体强度与整体性均得到加强。这种地基处理方法可将地基承载力提高80%以上，成桩不需要太多灰土桩施工机具，操作简单、所需费用少，对于地下水位上及含水率在13%～23%的湿陷黄土、新填土等软弱地基，可取得良好的应用效果。

1.4 强夯技术

该技术是加强地基的的一种常用方法，在国内的应用也日益广泛，且加固领域也不断扩展，在高回填土、碎石土、黄土等地基的加固中也有应用。与此同时，该技术还能有效防止粉质黏土或粉砂液化。值得提醒的是，对于软土、饱和土或含水率较大的回填土地基，因为很难控制其夯位，且夯击沉降量较大，处理时难度相对较大。

采用该技术时应注意一个问题：务必确定施工的技术参数，包括最佳夯击能、夯击遍数、单击夯击能等[3]。实践证明，强夯法需要的设备较少，且相对简单、投资少，主要适合用在软弱岩土的处理中，能取得良好的加固效果。如果是在市区岩土地基的处理中，则应谨慎选用强夯技术，避免对建筑物产生不良影响。

1.5 水泥粉煤灰碎石桩处理技术

CFC桩也就是水泥粉煤灰碎石桩，是在沉管碎石桩的基础上发展而成的一种软弱地基处理技术，操作主要按以下步骤进行。

先在沉管碎石中参入适量的石屑、粉煤灰及水泥，接着加入适量的水进行搅拌均匀，使其成为桩体。在粉煤灰与水泥的胶凝作用下，桩体强度与整体性都会有很大水平的提升。和碎石桩不同，CFC桩不但融合了柔性砂石桩，还融合了刚性混凝土桩，强度较低，但能充分利用桩体间的承载力，然后将荷载传输至深层的地基中。经过一系列的处理，得到的复合地基承载力要比天然地基高出很多，且大大提高了软土地基的承载力。一般情况下，这类型桩体桩径约为400mm，长约为25mm，施工工序仅比沉管碎石桩多出一道搅拌工序，两者相差不大。水泥粉煤灰碎石桩灌注方便、质量易控制、费用少，能够节约大量的水泥，特别适合用在粘土、粉土、砂土等地基的处理中，是较常用的地基处理方法之一[4]。

2 结语

地基是建筑工程的重要组成部分，是建筑物的承载力，应具有足够的承载力与沉降量，而能否实现对地基的有效处理，将直接影响到整个工程的质量，故重视地基的处理至关重要。在岩土勘察过程中，地基处理是非常关键的一个环节。因此，在对地基进行处理时，要求工作人员应先结合建筑物的所处地形特点，明确地基的均匀性及稳定性是否满足施工要求，然后对不符合要求的地基作出相应的处理。只有对地基进行科学的处理，才能使其满足规范对建筑物的承载力要求，进一步保证工程质量，为企业创造更多的经济与社会效益。

参考文献

[1] 张梦财.岩土工程勘察中的问题及改进建议[J].江西建材，2012（2）：234-235.

[2] 欧勇.岩土工程勘察中的地基处理问题探讨[J].科技创新与应用，2014（16）：223.

篇10

关键词：土石坝 新型 效果

中图分类号：TU592 文献标识码：A

0前言

在分析我国许许多多的土石坝及水库病险问题时, 遇到的水的渗漏问题最为严重。据 1981 年的统计资料,我国241座大型水库发生的每1000次事故统计中,由于坝体发生渗流破坏而造成的安全事故占总事故数的32%；对2391座水库失事的原因进行分析,由于坝体渗流而产生渗透破坏造成土坝垮塌的占到29%。因此,为确保水库大坝安全, 必须深入研究渗流问题,从而设计有效的能控制渗流的方法是十分必要的。早在1910年, 英国科学家布莱就已经提出了可通过延长渗径长度来达到控制渗流的目的, 1922 年太沙基又提出采用反滤层的方法保护渗流出口,在渗流可能的出口处设置反滤层来控制渗流,采用防渗和导渗相结合的方法, 使防渗理论进一步完善, 随着近年来大量病险水库的除险加固,我国 已在土石坝防渗这一领域积累了比较丰富的经验，发展了一批新的技术，采用了一些新的防渗材料。目前, 伴随着新技术、新工艺、新材料的不断涌现,土石坝防渗技术也在不断地改进, 这些新技术的发展与应用使得土石坝工程能够更好地发挥其防洪与兴利的双重功效,更好地服务于国民经济建设。

1新型防渗技术

1.1混凝土防渗墙防渗技术

混凝土防渗墙是采用在松散透水的地基中或土石坝坝体中采用连续造孔成槽的方式,再用泥浆固壁, 并在泥浆下浇筑混凝土而筑成的地下连续墙,是保证坝基稳定和坝体稳定性的重要工程措施。由于防渗墙具有施工速度快、施工工艺简单、防渗效果好等特点,已成为我国水利水电工程中防渗处理的首选方案。

近年来, 处理病险土石坝的措施中采用混凝土防渗墙是作为最佳手段采用。根据混凝土防渗墙体材料的不同又可分为普通混凝土防渗墙以及塑性混凝土防渗墙, 当防渗墙的弹性模量为2~3 GPa时, 界于塑性和弹性之间时, 故命名为低弹性模量混凝土防渗墙。低弹性模量混凝土防渗墙比一般普通的混凝土防渗墙具有更小的弹性模量,因此不均匀受力及不均匀变形的承受能力更强,使防渗墙体的应力状态得到极大的优化,同时具有较高的抗剪强度和防渗能力,耐久性和抗溶性也更好, 同时又经济实惠, 因为具有较高的应用价值。

1.2土工合成材料防渗技术

按水力特性土工合成材料可分为不透水的土工膜或复合土工膜和透水的土工防渗膜, 前者可以起到代替防渗体的作用, 即有截渗隔水的效果； 透水土工防渗膜则可代替反滤料, 有排水反滤效果。

土工膜是由高分子聚合物或由沥青制作的相对不透水薄膜材料。聚合物薄膜所用的高分子聚合物分为合成橡胶以及塑料两类。合成橡胶薄膜可用尼龙丝布加筋，其抗老化性及其他各种力学性能都比较好，但价格比塑料薄膜昂贵。土石坝工程中主要采用的塑料薄膜主要由聚氯乙稀和聚乙烯制品组成 ，另外 ，还有其他各种复合型高分子聚合物土工膜 ，例如将土工薄膜与土工织物复合成一体，土工织物就能起受力缓冲作用，一定程度弥补土工膜强度较低的影响，又能改善接触面的抗磨性能。土工膜的渗流系数一般都在 1×10-8cm/s以下。

由于土工织物与塑膜复合, 极大提高了抗拉撕裂、 顶破及穿刺的较好的力学性能；使防渗材料趋于各向同性, 因此就能避免在物理条件和外界温度变化时,产生某个方向的过量收缩以及移动；尤其是在粒状材料针片状含量高时,承受均布压力；因此可以避免防渗膜局部应力过于集中；并可极大改善防渗膜与土体界面的摩擦性能，因此铺设复合土工膜后, 可以改善坝体的渗流状态, 提高库的蓄水能力；改善下游坝体长期处于饱和状态的工作条件, 提高下游坝体的稳定性和安全度。土工织物运输量小，重量轻, 铺设方便,粘土防渗和砂砾石料排渗节省成本, 缩短工期,容易确保工程质量。土工合成材料已经在许多中小型水利工程中得到推广应用, 且大有取代传统的粘土心墙、粘土斜墙等防渗措施的趋势。

柴达木盆地格尔木河支流雪水河上的泉水库, 是格尔木河梯级电站开发的重点工程, 主要起调节水源作用, 兼顾防洪功能。该区地处海拔4000 m高寒山区, 处于8度高烈度地震多发地带, 极端最低气温时达零下40 度。温泉水库由大坝、导流放水洞、溢洪道一共三部分组成。大坝总长880m,坝高最高175 m,坝顶宽度8 m, 坝体上游坝坡比1：3, 下游坝坡比1：2.5, 采用土工织物布防渗砂砾石坝。 该工程是迄今世界上海拔最高, 也是中国首次将复合土工膜应用于高寒区、高地震烈度、高海拔的大型水库坝体防渗的工程。

由两种或两种以上土工合成材料复合而成的土工复合材料 ，包括复合土工织物、复合土工膜、复合防排水材料（排水带、排水管）等 ，可用于防渗、反滤、加筋、排水及防护等方面。土工特种材料为根据特殊需要加工而成的制品 ，包括土工格栅、土工格室、土工带、土工网、土工网垫、土工模袋、土工织物膨润土垫（GCL）、聚苯乙烯（EPS）等 ，主要用于防护、加筋等多方面。土工合成材料是一种很有发展前景的新型坝工材料 ，随着其产品品种的不断增加 ，具有隔离、防渗、过滤、排水、防护等多种作用 ，越来越在水利工程中广泛的采用 ，值得其在土石坝工程中大面积推广。

1.3刚柔性相结合的防渗技术

刚柔性相结合的防渗技术, 就是采用单管高压旋喷(或射水法)使防渗墙和铺土工膜相结合的一种新型防渗技术,与传统的防渗措施相比具有以下技术优势：

( 1) 适用于多种类型的土石坝。

采用刚性和柔性相结合的新型防渗技术,施工时不用放空水库, 受坝体材料和坝基地质情况因素影响较小,因此 适用于不同类型的碾压土石坝。通常情况下, 采用柔性防渗即铺土工膜防渗在水库蓄水位以上, 采用刚性防渗在蓄水位以下,单管高压旋喷防渗墙防渗, 不用放空水库即可施工,可适合不同功能的水库,如竹坝水库大坝施工时还能保证同安城区的供水需要。

( 2) 适应土石坝沉陷变形的特点。

从国内已鉴定的土石坝看,土石坝坝体沉陷都较大, 一般沉陷量为坝高的1%~ 2%,个别大坝> 2%。采用新型防渗技术柔性材料施工的同时时,即铺土工膜时, 都预留一定的可控形变量, 能适应土石坝坝体沉陷变形量较大的特点；具有刚性防渗的防渗膜多数使用在坝基, 一般不受变形的影响。

( 3) 防渗效果好。

新型防渗技术应用新材料、新工艺、新技术、防渗效果好。例如新安水库大坝刚性防渗体, 经基桩钻芯取样,砂质层抗渗系数

( 4) 造价低。

采用刚性和柔性材料相结合的新型防渗技术,集刚性和柔性优点于一身, 因此造价成本较低, 例如新安水库大坝采用新型防渗技术加固处理与常规灌浆方法相比, 大概节约成本38%, 且工效高,防渗效果好。

( 4)工艺可靠,施工速度快。

新型防渗技术的刚性材料施工, 由于采用、新设备、 施工造孔时比较稳定, 喷射的混凝土防渗墙质量也都满足要求。近几年已经积累了较多经验, 施工工艺比较成熟, 施工时可根据大坝的特点分区分块施工,施工方便迅速。

2工程应用

2.1工程概况

某土石坝为扩大黏土心墙砂壳坝。坝顶高程37．6m．，最大坝高26．6 m，坝顶宽度10 m．坝底最大宽度119.29m，坝体填土为含砾黏士和砂砾料。坝基从上到下依次为砂壤土层、砂砾石层、砂质黏土层、凝灰质粉砂岩。大坝现已建40多年,有不少安全隐患，坝体填筑的施工质量较差。坝基渗透变形和大坝下游面抗滑稳定不符合要求等。故采用了低弹性模量混凝土防渗墙对该土石坝进行了除险加同处理。防渗墙厚80 cm．布置在坝轴线上游3.55 m处．底部深入弱风化层即凝灰质粉砂岩层0．5 m．弹性模量为2 100 MPa。大坝加固后的断面见图。

图1大坝加固后的断面图

2.2墙体材料物理力学指标的选择

众所周知，防渗墙体的弹性模量与其承受的应力和应变存在对应关系，弹性模量越小，周围土体与防渗墙的变形协调越好，墙体承受的被动土压力也就越小，弹性模量越大，被动土压力越大。因此，需要采取措施提高混凝土防渗墙的安全性，一种方法是尽量使混凝土的弹性模量(或变形模量)更小，另一种方法是使混凝土的强度尽可能大，即降低弹性模量与混凝土抗压强度的比值(模强比)。因此在确定混凝土墙体材料时应使其模强比小于计算值。考虑抗压强度的安全系数K=3.5后，其模强比计算容许值见表1。

表1凝土防渗墙计算模强比容许值表

混凝土的模强比与水泥用量有直接的关系，当水泥用量减少时，混凝土的模强比变小，对墙体受力有利。但随着水泥用量的减少，其渗透系数变大、渗透比降变小，从而影响了防渗墙的抗溶蚀性和耐久性，因此防渗墙的模强比也不是越小越好。近年来，人们对混凝土耐久性问题越来越重视，在该工程混凝土防渗墙设计中，要求在满足混凝土模强比的前提下，尽量提高混凝土的强度。

该工程混凝土防渗墙的计算结果表明，当混凝土墙体弹性模量大于5000 MPa时，防渗墙体将出现拉应力破坏。由于低弹性模量混凝土抗拉强度很低，也不宜配钢筋，因此要求混凝土防渗墙的弹模须小于5000MPa。

3结语

（1）土石坝工程中不断探索和推广应用新型的防渗材料、防渗技术、新的防渗工艺,可以提高工程质量、提高土石坝工程建设管理和施工水平,通过在工程建设过程中应型材料效果非常显著,取得了较好的效果。

（2）通过对低弹性模量混凝土防渗墙的工程应用实例，取得良好效果，对防渗材料的参数选取积累了一定的经验。

参考文献

[1] 耿志斌.浅谈流水作业法在水利施工中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(6).

[2] 王艳瑜.浅谈中顺大围横栏堤段施工项目的现场管理[J].中国城市经济,2011(12).

[3] 邵桦,孙丽华.浅谈水利施工中钻孔灌注桩技术的应用[J].经营管理者,2011(14).