楊勇

前言

對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí)，鋪上土工合成材料能夠有效提高處理質(zhì)量，并且可以大大降低成本。筆者針對(duì)土工格室、土工格柵以及土工編織布三類土工合成材料進(jìn)行了深入分析，并指出了一些主要的施工工藝和施工技術(shù)。

1、土工合成材料的應(yīng)用歷史及分類

1.1土工合成材料的發(fā)展歷史。土工合成材料是以合成纖維、塑料、合成橡膠等高分子聚合物為原料制成的新型材料。目前在道路工程中已被廣泛地應(yīng)用于軟土地基處理中。90年代以后，特別是1998年洪水以后，土工合成材料在國家相關(guān)部門的直接關(guān)注下上了一個(gè)新臺(tái)階，土工合成材料生產(chǎn)企業(yè)大規(guī)模出現(xiàn)，各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)相繼出臺(tái)，使得土工合成材料的應(yīng)用有規(guī)可循，進(jìn)入了土工合成材料的逐步成熟階段。

1.2土工合成材料原料及分類。土工合成材料由合成纖維制成，合成纖維是以煤、石油、天然氣等作為原料，經(jīng)過化學(xué)加工而成為高分子聚合物，再經(jīng)機(jī)械加工制成纖維、條帶、網(wǎng)格、薄膜等。

2、土工合成材料的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1土工格室。這一性能特殊的土工合成材料是20世紀(jì)80年代開始廣泛應(yīng)用的，其應(yīng)用領(lǐng)域主要是地基加筋、墊層及防護(hù)。2.1.1格室規(guī)格。高度50～200mm、格室焊距有340、400、500、680 四種，格每組格室的展開規(guī)格可以是20平方米，也可以是5或者10平方米。2.1.2技術(shù)性能：拉伸屈服強(qiáng)度22MPa、撓曲模量600Mpa、沖擊強(qiáng)度9T/M、低溫脆化強(qiáng)度-50℃、負(fù)荷下的熱變形溫度70℃。

2.2土工格柵。2.2.1技術(shù)性能：單幅寬介于1130～1150之間;單位面積、質(zhì)量介于320～420g/m2間，最大的抗拉力應(yīng)該是超過 25KN/m;最大抗拉力時(shí)伸長率≤10%;2%伸長率的抗拉力≥7KN/m;5% 伸長率的抗拉力≥14KN/m。2.2.2土工格柵用途和土工格室是相同的。

3、土工合成材料的具體施工方式

3.1施工前做好充分的準(zhǔn)備工作。3.1.1要結(jié)合設(shè)計(jì)數(shù)量來確定購買的土工合成材料量，但必須保證其出廠合格證書及各項(xiàng)材料的完整性。要對(duì)購買的土工材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，并請(qǐng)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，若滿足各項(xiàng)規(guī)定才能用于施工。3.1.2應(yīng)對(duì)砂墊層中的粗砂開展取樣檢驗(yàn)工作。3.1.3將地表0.3m厚的種植土徹底清除，若各種雜物沒有被徹底清理，就要深入挖除，直到徹底清理干凈。3.1.4完成種植土的清理后，就要對(duì)該區(qū)域開展碾壓工作，要使用8噸的無振壓路機(jī)，一般要碾壓12次，壓痕重合應(yīng)為一般，滿足規(guī)定的密實(shí)度后，才能由監(jiān)理機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查。3.1.5檢測(cè)通過后，就要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開展細(xì)粒土的回填工作。一般要滿足“兩側(cè)和原地面高度相同，中間較高”的原則，還應(yīng)該產(chǎn)生一個(gè)人字坡路拱，碾壓的密實(shí)度應(yīng)大于86%。在獲得監(jiān)理機(jī)構(gòu)的允許后才能開展下一步驟的工作。

3.2施工步驟。

3.2.1土工格室。

1）工藝流程

圖1 流程圖

2）測(cè)量放樣。要嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)資料開展線路中線的測(cè)定工作，并科學(xué)的開展土工格室鋪設(shè)工作。還要結(jié)合土工格室的規(guī)格及型號(hào)來確定需橫向聯(lián)接的組數(shù)，要在路基的縱向每隔5米設(shè)置一個(gè)標(biāo)記，這樣能方便土工格室檢查工作的順利進(jìn)行。3）具體得到土工格室鋪設(shè)過程。（1）要應(yīng)用質(zhì)量達(dá)標(biāo)的中粗砂開展砂墊層的填筑工作，中粗砂的含泥量應(yīng)低于5%，并在路拱的橫坡位置鋪上20公分的中粗砂。要保證砂墊層的平整性，并確保其密度符合要求，這樣才能開展土工格室的鋪設(shè)工作。（2）由于土工格室是由一定規(guī)格尺寸的單元構(gòu)成的，因此一定要保證各單元間的連接性，這樣才能符合工程的要求。連接各組的工程其實(shí)就是對(duì)格室的組合進(jìn)行塑體，并在格室單元的前后、左右端面都進(jìn)行焊接工作。焊接過程中應(yīng)將各個(gè)組件對(duì)齊，符合規(guī)定的聯(lián)接后才能塑體，然后插進(jìn)特定的圓筒內(nèi)并展開，這樣保證其橫向?qū)挾葷M足規(guī)定，組件應(yīng)前后聯(lián)接，這樣能保證鋪設(shè)長度符合規(guī)定。4）施工工程中的關(guān)鍵點(diǎn)。（1）進(jìn)行土工格室鋪設(shè)工作時(shí)，一定要充分展開。（2）完成土工格室展開后就要立即填充，并保證填充的均勻密實(shí)性。（3）確保格室上部的砂墊層厚度與設(shè)計(jì)要求相符。（4）在土工格室展開但沒有加入任何的填充物并振搗時(shí)，切忌有車輛在其上方碾壓。（5）完成土工格室的鋪設(shè)后就要馬上用中粗砂蓋上，避免其暴露太長時(shí)間。

3.2.2 編織布（土工格柵）

1）工藝流程

圖2 流程圖

2）測(cè)量放樣。確定砂墊層的頂面標(biāo)高以及線路的中線，然后確定兩邊的回拆點(diǎn)寬度，最后確定回拆點(diǎn)。3）編織布（土工格柵）鋪設(shè)的具體過程。（1）填上砂墊層，要使用粗砂含量小于5%的砂，路拱產(chǎn)生后應(yīng)均勻的鋪上0.3m厚的砂，保證其平整性及密度符合規(guī)定，然后才能開展塑料排水板作業(yè)。（2）結(jié)束塑料排水板作業(yè)后，就要開展施工場(chǎng)地的平整、清理以及檢查工作。（3）要結(jié)合所鋪設(shè)的編織布的寬度以及其兩邊的回拆長度來鋪設(shè)編織布，在這一過程中，應(yīng)有兩人或三人負(fù)責(zé)編織布的中部鋪設(shè)工作。

4、土工材料在路基鋪設(shè)工程中的應(yīng)用

4.1土工格柵在路基工程中的應(yīng)用。土工格柵應(yīng)用在路基中，設(shè)計(jì)時(shí)主要的思路是，先確定設(shè)置土工格柵的層面，之后根據(jù)土工格柵的力學(xué)性能確定設(shè)置的層數(shù)。要保證其具有足夠的強(qiáng)度，對(duì)材料的頂破強(qiáng)度、握持抗拉強(qiáng)度、延伸率、刺破強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等性能進(jìn)行核算。土工格柵的應(yīng)用在一定程度上起到降低基層或面層的厚度、預(yù)防反射裂縫以及減少車轍的作用;可以提高路面的承載能力、減薄路面結(jié)構(gòu)層的厚度、減小基層底面拉應(yīng)力;土工格柵能夠有效抑制舊路裂縫的擴(kuò)展、延長公路的使用壽命。

4.2土工格柵在路基防滲設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。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(shè)置防滲措施防止水分滲入路基。工程材料適用復(fù)合土工膜、防滲土工布等土工合成材料，其規(guī)格宜為織物質(zhì)量/膜厚/織物質(zhì)量=200g/（0.5～1mm）/200g;對(duì)路肩底部防滲，膜厚可采用0.3mm。

4.3用于坡面防護(hù)。沒有防護(hù)的坡面會(huì)因雨水或水流沖刷出現(xiàn)潛蝕或坍塌，鋪設(shè)格室后，由于格室的約束，控制了坡面的局部坍塌。

4.4用于臺(tái)背、填挖交界等特殊路基領(lǐng)域處理時(shí)。土工格室能以其立體的全方位的側(cè)限連動(dòng)效應(yīng)，使土工格室的砂墊層增強(qiáng)了砂墊層的整體性和剛度，減少不均勻沉降。在荷載的作用下，土工格室側(cè)向不變形，對(duì)格室內(nèi)的填料的橫向變形起約束作用。相當(dāng)于增加了橫向主應(yīng)力，在荷載不變的情況下，剪切力減少。這與其它加筋土的機(jī)理是一致的。總之，使用土工合成材料對(duì)路基進(jìn)行加固處理可以使路基的承載力大大提高，并且能提高砂墊層的剛度和載體的抗剪性能。可是，我國的土工合成材料起步較晚，所以在各方面都還存在著一些不足。因此，我們必須不斷提高土工合成材料的施工水平，并大力推廣這種技術(shù)。