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7-1-8 土工合成材料地基7-1-8-1 土工织物地基土工织物地基又称土工聚合物地慕、土工合成材料地基，系在软弱地基中或 边坡上埋设土工织物作为加筋，使形成弹性复合土体，起到排水、反滤、隔离、 加同和补强等方面的作用，以提高土体承载力，减少沉降和增加地基的稳定图 7-41为土工织物加I古I地基、边坡的儿种应用5图7-41 土工织物加固的应用（a）排水；（b）稳定路基:（c）稳定边坡或护坡;（d）加固路堤；（e） 土坝反滤；（f）加速地基沉降1 •土工织物；2■砂垫；3■道渣；4■渗水旨沟；5■软十.层；6■填土或填料夯实；7・砂井I. 材料要求土工织物系采用聚酯纤维（涤纶）、聚内纤维（月青纶）和聚内烯纤维（内纶） 等高分子化合物（聚合物）经加工后合成一般用无纺织成的，系将聚合物原料 投入经过熔融挤压喷出纺丝，直接平铺成网，然后用粘合剂粘合（化学方法或湿 法）、热斥粘合（物理方法或干法）或针刺结合（机械方法）等方法将网联结成 布土工织物产品因制造方法和用途不一，其宽度和重量的规格变化甚大，用于 岩土工程的宽度由2〜18m；重量大于或等于O.lkg/m2；开孔尺寸（等效孔径）为 0.05〜0.5mm,导水性不论垂直向或水平向，其渗透系数k$lO^cm/s （相当j于中、 细砂的渗透系数）；抗拉强度为10〜30kN/m （高强度的达30〜100kN/m）。

2. 特点和适用范围土工织物的特点是：质地柔软，重量轻，整体连续性好；施工方便，抗拉强 度高，没有显著的方向性，各向强度基本一•致；弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性 和抗微生物侵蚀性好，不易霉烂和虫蛀；而且，土工织物具有毛细作用，内部具 有大小不等的网眼，有较好的渗透性（水平向1 X10^IX10-3cm/s）和良好的疏 导作用，水可竖向、横向排出材料为工厂制品，材质易保证，施工简便，造价 较低，与砂垫层相比可节省大量砂石材料，节省费用1/3左右用于加固软弱地 基或边坡，作为加筋使形成复合地基，可提高土体强度，承载力增大3〜4倍，显 著地减少沉降，提高地基稳定性但土工聚合物存在抗紫外线（老化）能力较低, 如埋在土中，不受阳光紫外线照射，则不受影响，可使用40年以上适用于加固软弱地基，以加速土的固结，提高土体强度；用于公路、铁路路 基作加强层，防止路基翻浆、下沉；用于堤岸边坡，可使结构坡角加大，乂能充 分压实；作挡土墙后的加固，可代替砂井此外，还可用于河道和海港岸坡的防 冲；水库、渠道的防渗以及土石坝、灰坝、尾矿坝与闸基的反滤层和排水层，可 取代砂石级配良好的反滤层，达到节约投资、缩短工期、保证安全使用的FI的。

3. 施工工艺方法要点（1） 铺设土工织物前，应将基土表面压实、修整平顺均匀，清除杂物、草 根，表面凹凸不平的可铺一层砂找平当作路基铺设，表面应有4%~5%的坡度, 以利排水2） 铺设应从一•端向另一•端进行，端部应先铺填，中间后铺填，端部必须 精心铺设锚固，铺设松紧应适度，防止绷拉过紧或褶皱，同吋需保持连续性、完 整性避免过量拉伸超过其强度和变形的极限而发生破坏、撕裂或局部顶破等 在斜坡上施工，应注意均匀和平整，并保持一定的松紧度；避免石块使其变形超 出聚合材料的弹性极限；在护岸工程坡面上铺设时，上坡段土工织物应搭在下坡 段土工织物上3) 土工织物连接一般可采用搭接、缝合、胶合或U形钉钉合等方法(图 7-42)o采用搭接时，应有足够的宽(长)度，一般为0.3〜0.9m,在坚固和水平 的路基，一般为0.3m,在软的和不平的地而，则需0.9g在搭接处尽量避免受 力，以防移动；缝合采用缝合机面对面或折叠缝合，用尼龙或涤纶线，针距 7〜8mm,缝合处的强度一般可达缝物强度的80%；胶结法是用胶粘剂将两块土 工织物胶结在一起，最少搭接长度为100mm,胶结后应停2h以上其接缝处的 强度与土工织物的原强度相同；用U形钉连接是每隔1.0m用一U形钉插入连接, 其强度低于缝合法和胶结法。

由于搭接和缝合法施工简便，一般多用之a) (b) (c) (d) (e)图7-42 土工织物连接方法(a)搭接；(b)胶合；(c)、(d)缝合；(e)钉接(4) 为防止土工织物在施工中产生顶破、穿刺、擦伤和撕破等，一・般在土 工织物下而宜设置砾石或碎石梨层，在其上而设置砂卵石护层，其中碎石能承受 压应力，土工织物承受拉应力，充分发挥织物的约束作用和抗拉效应，铺设方法 同砂、砾石垫层5) 铺设一次不宜过长，以免下雨渗水难以处理，土工织物铺好后应随即 铺设上面砂石材料或土料，避免长时间曝晒和暴露，使材料劣化6) 土工织物用于作反滤层时应作到连续，不得岀现扭曲、折皱和重叠 土工织物上抛石时，应先铺一层3()mm厚卵石层，并限制高度在1.5m以内，对 于重而带棱角的石料，抛掷高度应不大于50cmo(7) 土工织物上铺垫层吋，第一层铺垫厚度应在50cm以下，用推土机铺垫时，应防止刮土板损坏土工织物，在局部不应加过重集中应力8） 铺设时，应注意端头位置和锚固，在护坡坡顶对使土工织物末端绕在 管子上，埋设于坡顶沟槽中，以防土工织物下落；在堤坝，应使土工织物终止在 护坡块石之内，避免冲刷吋加速坡脚冲刷成坑。

9） 对于有水位变化的斜坡，施工吋直接堆置于土工织物上的大块石之间 的空隙，应填塞或设垫层，以避免水位下降时，上坡中的饱和水因来不及渗出形 成显著水位差，使土挤向没有圧载空隙，引起土工织物鼓胀而造成损坏10） 现场施工中发现土工织物受到损坏吋，应立即修补好4. 质量控制（1） 施工前应对土工织物的物理性能（单位面积的质量、厚度、比重）、强 度、延仲率以及土、砂石料等进行检验土工织物以100m2为—•批，每批抽查 5%o（2） 施工过程中应检查清基、回填料铺设厚度及平整度、土工织物的铺设 方向、搭接缝搭接长度或缝接状况、土工织物与结构的连接状况等3） 施工结束后，应作承载力检验4） 土工织物地基质量检验标准如表7・39所示土工织物（土工合成材料）地基质量检验标准 表7・39项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控 项目1土工织物（土工合成材料） 强度%W5置于夹具上作拉伸试验（结果与设计标准相比）2•十-工织物（十-工合成材料） 延伸率%W3置于夹具上作拉伸试验（结果与设计标准相比）3地基承载力设计要求按规定方法一般 项目1234十•工织物（十.工合成材料） 搭接长度土石料有机质含量层面平整度每层铺设厚度mm%mmmm>300W5W20二 25用钢尺量焙烧法用2m靠尺水准仪7-1-8-2加劲土地基加劲土地基系由填土和填土中布置一定量的带状筋体（或称拉筋）以及直立 的墙而板3部分组成一个整体的复合结构（图7-43）o这种结构内部存在着墙而 土用力、拉筋的拉力、以及填土与拉筋间的摩擦力等相互作用的内力，并维持互 相平衡，从而可保证这个复合结构的内部稳定。

同吋这一复合体又能抵抗拉筋尾 部后面填土所产生的侧斥力，使整个复合结构保持稳定图7-43加劲土结构物的剖面示意图1 ■面板;2■拉筋;3•填料1. 加固机理松散土在自重作用下堆放就成为具有天然安息角的斜坡面，但若在填土中分 层布置埋设一定数量的水平带状拉筋作加筋处理，则拉筋与土层之间由于土口重 而压紧，因而使土和拉筋之间的摩擦充分起作用，在拉筋方向获得和拉筋的抗拉 强度相适用的粘聚力，使其成为整体，可阻止土颗粒的移动，其横向变形等于拉 筋的伸长变形，一般拉筋的弹性系数比土的变形系数人得多，故侧向变形可忽略 不计，因而能使土体保持直立和稳定2. 特点及适用范囤加劲土地基的特点是：土与拉筋共同作用，可充分利用材料性能，使挡墙结 构轻型化，其体积仅相半重力式挡墙结构的3%〜5%,对地基土的要求较低；加 劲土的墙面和拉筋由工厂预制，可实现工厂化生产，加速工程进度，降低施工成 适应性强，加劲为柔性材料，可以承受地基较大变形，它所容许的沉降比传 统的挡墙为大，因而更适合于软弱地基上进行构筑；加劲土用于重力式构筑物， 墙面垂直，节省用地面积，有效减少土方量；挡墙面板薄，基础尺寸小，可节省 工程投资20%〜60%；血且理论上可不受高度限制；用作挡土结构，面板的形式 可按需要进行美化设计，有利于美化环境；加劲土复合结构的整体性能好，结构 稳定性强，有良好的抗震性能；结构简单，施工方便，除压实机械外，不需配备其他机械，施工迅速，质量易于控制。

加劲土适用于山区或城市道路的挡土墙、护坡、路堤、桥台、河坝以及水工 结构和工业结构等工程上，图7・44为加劲土的部分应用，此外还可用于处理滑 坡图7-44加劲土的应用（a）常规深基处理方法；（b）加劲土处理方法（不用深基）1 •填土; 2•矿渣;3■粉土； 4•砾石;5■泥灰岩；6■近代冲积层；7■白垩土；弘公路；9■而板；10■拉筋3. 加劲土的材料和构造要求（1）拉筋材料要求抗拉强度高，延伸率小，耐腐蚀和有-•定的柔韧性多采用镀锌带钢（截旦是壬匚卜取 您的知识加油站为企业成捉供动力 而5mmX40mm或5mmX60mm）、铝合金钢带和不锈带钢、钢条（Q235钢）、 尼龙绳、玻璃纤维和土工织物等有的地区，就地取材，也有采用竹筋、包装用 塑料带、多孔废钢片、钢筋混凝土代用，效果亦好，可满足要求2）回填土料宜优先采用一定级配的砾砂土或砂类土，有利于压密和与拉筋间产生良好的 摩阻力，也可采用碎石土、黄土、小低液限粘性土等，但不得使用腐殖土、冻土、 白垩土及硅藻土等，以及对拉筋有腐蚀性的土4. 构造要求面板一般采用钢筋混凝土预制构件，其厚度不应小于80mm,混凝土强度等 级不应低于C18；简易的面板亦可采用半圆形油桶或椭圆形钢管。

面板设计应满 足坚固、美观、运输方便和安装容易等要求，同时要求能承受拉筋一定距离的内 部土引起的局部应力集中面板的形式有十字形、槽形、六角形、L形、矩形、 Z形等，一-般多用十字形，其高度和宽度由50-150mm；厚度80〜250mm面板 上的拉筋结点，可采用预锚拉环、钢板锚头或留穿筋孔等形式钢拉环应采用直 径不小于10mm的I级钢筋，钢板锚头采用厚度不小于3mm的钢板，露于混凝 土外部部分应做防锈处理；土工聚合物与钢拉环的接触而应做隔离处理十字形 面板与拉筋连接多在两侧预留小孔，内插销子，将面板竖向互相连锁起来（图 7-45）o面板与拉筋的连接处必须能承受施工设备和面板附近冋填土压密时所产 生的应力图7-45预制混凝土面板的拼装拉筋的锚固长度L, 一般由计算确定，但是还要满足LM0.7H (H—挡土墙 高度)的构造要求5. 施工工艺方法要点(1) 加筋土工程结构物的施工程序是：基础施工、构件预制一面板安装一 填料摊铺、压密和拉筋铺设一地面设施施工2) 基础开挖吋，基槽(坑)底平面尺寸一般应大于基础外缘0.3m,基底 应整平夯实基底必须平整，使而板能够直立3) 面板可在工厂或附近就地预制。

安装可用人工或机械进行每块板布 置有安装的插销和插销孔拼吋由一端向另一端自下而上逐块吊装就位，拼装最 下一层面板吋，应把半尺寸的和全尺寸的面板相间地、平衡地安装在基础上安 装时单块面板倾斜度一般宜内倾1/150左右，作为填料压实时面板外倾的预留度 为防止填土时而板向内外倾斜而不成一垂直而，宜用夹木螺栓或支斜撑撑住，水 平误差用软木条或低强度砂浆调整，水平及倾斜误差应逐块调整，不得将误差累 积到最后再进行调整。