7.土工合成材料加固软基

土工布处治软基的工艺流程
1．测量放样。用木桩标出土工布位置，再用白灰 测量放样。用木桩标出土工布位置， 线将木桩连接起来，确保土工布铺设位置的准确。 线将木桩连接起来，确保土工布铺设位置的准确。 2.土工布的展铺 土工布铺设在路基表面， 土工布的展铺。 2.土工布的展铺。土工布铺设在路基表面，必须先 清除路基表面上有可能损坏织物的凸出物等， 清除路基表面上有可能损坏织物的凸出物等，然后 将土工布展开铺平，尽可能无折皱的布设在路基上， 将土工布展开铺平，尽可能无折皱的布设在路基上， 并四周用砂将土工布压住。 并四周用砂将土工布压住。 3.土工布的搭接 土工布的搭接。 3.土工布的搭接。 土工布作为隔离层，承受的荷载并不太大。 土工布作为隔离层，承受的荷载并不太大。但 土工布却要承受各种临时性荷载， 土工布却要承受各种临时性荷载，如重型机械和运 料汽车等的作用，可能会引起损坏。 料汽车等的作用，可能会引起损坏。因此在工程具 体施工过程中，应采用一定的技术措施, 体施工过程中，应采用一定的技术措施,确保土工 布的完整性。 布的完整性。
2.加固作用 加固作用
1)排水。形成一个水平向的排水面， 1)排水。形成一个水平向的排水面，起到排水 排水 通道作用。 通道作用。 2)隔离 利用土工织物直接铺在软土面上， 隔离。 2)隔离。利用土工织物直接铺在软土面上，能 起到隔离作用。 起到隔离作用。 3)应力分散 利用土工织物的强度、韧性， 应力分散。 3)应力分散。利用土工织物的强度、韧性，从 而能与地基组合形成一个整体， 而能与地基组合形成一个整体，限制了地基的 侧向变形，分散了荷载。产生板体效应， 侧向变形，分散了荷载。产生板体效应，减少 了地基不均匀沉降。 了地基不均匀沉降。 4)加筋补强 与土体组成复合地基， 加筋补强。 4)加筋补强。与土体组成复合地基，增强了地 基的抗剪力。 基的抗剪力。
工程案例——济徐公路土工布铺设 济徐公路土工布铺设 工程案例
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工程案例——济徐公路土工布铺设 济徐公路土工布铺设 工程案例
K70+820土工格栅第1 K70+820土工格栅第1层 土工格栅第
1.土工合成材料分类 土工合成材料分类
织造 土工织物 非织造 机织 针织 针刺 热粘结 化学粘结 聚乙烯（PE）土工膜 聚乙烯（ ） 土工膜 土工合成材料 聚氯乙烯（PVC）土工膜 聚氯乙烯（ ） 氯化聚乙烯（ 氯化聚乙烯（CPE）土工膜 ） 复合土工膜 土工复合材料 复合土工织物 复合排水材料：排水带、排水管、 复合排水材料：排水带、排水管、排水防水材料 土工格栅、土工带、土工格室、土工网 土工格栅、土工带、土工格室、 土工特种材料 土工模袋、土工网垫、 土工模袋、土工网垫、土工织物膨润土 垫（GCL）、聚笨乙烯板块（EPS）等 ） 聚笨乙烯板块（ ）
土工布物理性能试验
1.单位面积质量测定(g/㎡):反映产品的原材 1.单位面积质量测定(g/㎡):反映产品的原材 单位面积质量测定(g/ 料用量、生产的均匀性和质量稳定性。 料用量、生产的均匀性和质量稳定性。 2.厚度测定 3.幅宽测定 3.幅宽测定 4.土工格栅、 4.土工格栅、土工网网孔尺寸测定 土工格栅
土工布作用
土工布是一种多功能材料，它具有反滤、 土工布是一种多功能材料，它具有反滤、排 水、隔离、加筋、防护等功能。 隔离、加筋、防护等功能。
图6.15 土工织物加固图
1.土工织物加固机理 土工织物加固机理
在上部荷载作用下， 在上部荷载作用下，土工格栅与地基土的摩擦力 土体中的拉应力传递到筋体上, 作用使土体中的拉应力传递到筋体上 作用使土体中的拉应力传递到筋体上,筋体承受拉 而筋间土承受压力和剪应力, 力,而筋间土承受压力和剪应力,使加筋土中筋体 和土体都能发挥各自的潜能, 和土体都能发挥各自的潜能,从而形成了筋体与土 体间的粘聚作用和嵌固作用, 体间的粘聚作用和嵌固作用,使土体得以极大的挤 增强了土体的整体性和连续性, 密,增强了土体的整体性和连续性,限制了土体的 侧胀变形, 提高了地基土承载能力。 侧胀变形, 提高了地基土承载能力。 土工织物的拉应力作用使界面以下土体的竖向应 力减小,从而使土体竖向压缩变形减小。 力减小,从而使土体竖向压缩变形减小。
土工布力学性能试验
5.梯形撕破强力试验 5.梯形撕破强力试验 .CBR顶破强力试验 圆柱形顶压杆顶压试样直至 顶破强力试验： 6.CBR顶破强力试验：圆柱形顶压杆顶压试样直至 破裂过程中测得的最大顶压力 7.刺破强力试验 刺破强力试验： 7.刺破强力试验：反映了土工合成材料抵抗小面 积集中负荷的能力 8.落锥穿透试验 落锥穿透试验： 8.落锥穿透试验：测定土工织物抵抗从固定高度 落下钢锥穿透能力的试验 9.直剪摩擦特性试验 9.直剪摩擦特性试验 .拉拨摩擦特性试验 10 .拉拨摩擦特性试验 11.拉伸蠕变与拉伸蠕变断裂性能试验 11.拉伸蠕变与拉伸蠕变断裂性能试验
学习单元7 学习单元7
土工合成材料处理软基
授课学时： 学时 授课学时：2学时
1
2011-12-29
学习重点与难点
1.重点： 重点： 重点 土工合成材料的分类 土工合成材料的试验内容 2.难点： 难点： 难点 土工合成材料处治软基的施工准备工作 土工合成材料处治软基的施工工艺流程 土工合成材料处治软基的质量检验评定
土工材料
(1)土工织物（geotexile） 是指机织、 (1)土工织物（geotexile）:是指机织、针织或非 土工织物 织造的可渗透的聚合物材料。 可渗透的聚合物材料 织造的可渗透的聚合物材料。 (2)土工格栅 geogrid）： 土工格栅（ ）：是由有规则的网状抗 (2)土工格栅（geogrid）：是由有规则的网状抗 拉条带形成的用于加筋的土工合成材料。 拉条带形成的用于加筋的土工合成材料。其开孔 可容周围土、石或其他土工材料穿入。 可容周围土、石或其他土工材料穿入。 (3)土工膜 由聚合物或沥青制成的一种相对不透 土工膜： (3)土工膜：由聚合物或沥青制成的一种相对不透 的薄膜。 水的薄膜。 (4)土工复合材料 土工复合材料： (4)土工复合材料：由两种或两种以上材料复合成 的土工合成材料。 的土工合成材料。 (5)土工网 土工网： (5)土工网：由平行肋条经以不同角度与其上相同 肋条粘结为一体的用于平面排液、 肋条粘结为一体的用于平面排液、排气的土工合 成材料。 成材料。
工程背景
唐津（唐山～天津） 唐津（唐山～天津）高速公路全线路基宽度为 28米 双向四车道，设计速度120km/h 120km/h。 28米，双向四车道，设计速度120km/h。唐津 高速公路河北段三合同段全长5.8km 5.8km， 高速公路河北段三合同段全长5.8km，均属软 土地段，一般地下水位1.5 2.0m， 1.5～ 土地段，一般地下水位1.5～2.0m，个别地段 0.6～1.20m。根据设计文件， 为0.6～1.20m。根据设计文件，本路段的软基 处理方法为： 处理方法为：桥头和桥头通道两端采用塑料排 水板加土工布和粉喷桩加土工布处理； 土工布和粉喷桩加土工布处理 水板加土工布和粉喷桩加土工布处理；其他路 堤采用砂垫层加土工布处理。 砂垫层加土工布处理 堤采用砂垫层加土工布处理。 该工程要求土工布的单位面积质量不小于 单位面积质量不小于400g 该工程要求土工布的单位面积质量不小于400g 抗拉强度要求为49kN／ 要求为49kN ／m2，抗拉强度要求为49k 1.抗氧化性能试验 .抗酸 抗酸、 2 .抗酸、碱液性能试验 3.抗紫外线性能试验 3.抗紫外线性能试验
3.2 接缝
搭接法： 搭接法：将一片土工布的末端自由地压在另一片 的始端上，地基越松软，搭接宽度越大。 的始端上，地基越松软，搭接宽度越大。一般对 平坦地面搭接长度不少于30cm，对不平坦或极软 平坦地面搭接长度不少于30cm， 不少于30cm 的路基搭接长度不小于50cm。 不小于50cm 的路基搭接长度不小于50cm。 缝合法：是用手提缝纫机将两土工布缝起来， 缝合法：是用手提缝纫机将两土工布缝起来，缝 合宽度不应小于10cm， 不应小于10cm 合宽度不应小于10cm，缝接的强度主要由缝纫机 缝口间距等因素而定， 线、缝口间距等因素而定，一般要求结合处抗拉 强度应达到土工织物抗拉强度的60 以上。 60％ 强度应达到土工织物抗拉强度的60％以上。 绑扎
土工布力学性能试验
1.宽条拉伸试验：测定拉伸强度和伸长率。 1.宽条拉伸试验：测定拉伸强度和伸长率。土工 宽条拉伸试验 合成材料的拉伸强度和最大负荷下的伸长率是各 项工程设计中最基本的技术指标。 项工程设计中最基本的技术指标。 接头/接缝宽条拉伸试验：测定接头/ 2.接头/接缝宽条拉伸试验：测定接头/接缝强度 和接头/接缝效率（接头/ 和接头/接缝效率（接头/接缝强度与在同方向上 所测定的土工合成材料的强度之比， 表示） 所测定的土工合成材料的强度之比，以%表示） 3.条带拉伸试验 适用于各类土工格栅、 条带拉伸试验： 3.条带拉伸试验：适用于各类土工格栅、土工加 筋带 4.粘焊点极限剥离力试验 粘焊点极限剥离力试验： 4.粘焊点极限剥离力试验：适用于土工格栅
3.土工合成材料的施工 土工合成材料的施工
备料 接缝处理 储存 施工工艺流程 质量评定 缺陷分析与整改
3.1备料 备料
土工合成材料应具有足够的抗拉能力， 土工合成材料应具有足够的抗拉能力，较小的变形 性能，与填料之间应有较大的摩擦系数和咬合力。 性能，与填料之间应有较大的摩擦系数和咬合力。 土工材料受拉时抗拉强度应大于50kN/m 50kN/m， 土工材料受拉时抗拉强度应大于50kN/m，延伸率不 大于10% 10%。 大于10%。 用作隔离层的土工布，必须满足两方面的要求： 用作隔离层的土工布，必须满足两方面的要求： (1)能阻止较细的颗粒侵入较粗的粒状材料中去 能阻止较细的颗粒侵入较粗的粒状材料中去， (1)能阻止较细的颗粒侵入较粗的粒状材料中去， 并保持一定的渗透性； 并保持一定的渗透性； (2)必须具备足够的强度 必须具备足够的强度， (2)必须具备足够的强度，即织物在任何情况下不 得产生破裂现象。 得产生破裂现象。