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关键词:土工 合成 复合 聚合物
前 言
在我国,土工合成材料在岩土工程等领域的应用历史较短。近年来,国内外开始采用土
工合成材料结合植草进行边坡防护和绿化。目前,土木合成材料已广泛地运用到道路工程、建筑工程、海港工程、矿山工程、军事工程以及水利工程领域。
一、土工合成材料的分类
土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它是以人工合成的高分子聚合物(如苏联、化纤、合成橡胶等)为原料制成的各种类型的产品。《土工合成材料应用技术规范》(GB5020-98)将土工合成材料分为四大类:土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。
二、土工合成材料的功能
土工合成材料的功能是多方面的,综合起来主要有一下几个方面:
1、过滤作用。
把土工织物置于土体表面或相邻土层之间,可以有效地组织土颗粒通过,从而防止由于土颗粒的过量流失而造成土体的破坏;同时允许土中的水或气体穿过织物自由排出,以免由于孔隙水压力的升高而造成土体的失稳等不利后果。这方面的产品有无纺土工布、有纺土工布。适用于排水盲沟外包过滤层、挡土墙回填土中排水系统的滤层和道路基层与地基之间的隔离层等。
2、排水作用。
有些土工合成材料可以在土体中形成排水通道,把土中的水分汇集起来,沿着材料的平面排至体外。这方面的产品有沥青土工膜、聚合物土工膜、复合土工膜、排水板、排水管等。适用于高填路堤内部的垂直排水或水平排水、软基处理中的垂直排水等。
3、隔离作用。
有些土工合成材料能够把两种不同粒径的土、砂、石料隔离开来,或把土、砂、石料与地基或其他建筑物隔离开来,以免互相混杂,失去各种材料和结构的完整性,或发生土粒流失现象。这方面的产品有无纺、有纺土工布、土工网、土工格栅等。适用于路基与软弱地基之间的隔离、路基与碎石基层之间的隔离等。
4、加筋作用。
土工合成材料埋在土体中,可以扩散土体的应力,增加土体的模量,传递拉应力,限制土体侧向位移;还可增加土体和其他材料之间的摩阻力,提高土体及有关建筑物的稳定性。这方面的产品有土工网、单(双)向土工格栅等。适用于加固软弱地基、加强高陡边坡的稳定性、加筋土挡土墙、包裹式挡墙等。
5、防渗作用。
土工合成材料可以防止液体渗漏、气体挥发,保护环境或建筑物的安全。用于防渗的土工合成材料可选用土工膜、符合土工膜、土工织物膨润土垫及复合防水材料。适用于沿河路堤边坡防止水进入路基土、渠道防渗等。
6、防护作用。
很多种土工合成材料对土体坡面可以起防护作用,可将土工布、混凝土膜袋、织物软体排等材料用于路基的边坡防护,防止路面反射裂缝等防护工程中。做防护用的土工合成材料很多,如土工布、土工格栅、土工网、土工三维网垫、土工格室、土工织物、土工膜、土工膜袋、聚苯乙烯板块等。
7、减荷功能。
例如,利用泡沫塑料质量轻、变形特大的特点,用以代替工程结构中某些部位的填土,可大幅度减小其荷载强度和填土产生的压力,这就是所谓的减荷功能。
8、隔热、保温功能。
有的土工合成材料具有很好的隔热、保温性能,在严寒地区修建的大型渠道和道路工程中,使用这种土工合成材料作为渠道保温衬砌和道路隔离层时,主要是利用其隔热、保温功能。
在实际应用中,土工合成材料通常同时发挥着数种功能,例如,排水和过滤、隔离和防冲经常是联系在一起的。
三、土工合成材料材料
1、过滤及排水。
可根据工程过滤、排水需求,合理选用土工符合材料和土工管等。采用土工合成材料作过滤、排水设施的主要工程有:
(1)铁路、公路过滤、排水设施。(2)挡墙后排水系统。(3)岸墙后排水系统。(4)隧洞、隧道衬砌后排水系统。(5)土石坝过渡层,灰坝、尾矿坝过滤层。(6)防渗铺盖下排水、排气系统。(7)农田水利工程、减压井、农用井等外包体。(8)地基处理塑料排水带预压工程。
2、隔离。
(1)铁路道碴与路基之间的隔离层,或路基与软弱地基之间的隔离层。
(2)公路基层碎石与路基或地基之间,飞机场、停车场、运动场面层与地基之间的隔离层。
(3)在土石混凝土河坝中,隔离不同的筑坝材料。
(4)在裂隙发育的岩基,或者卵石、砂卵石地基上修建土石坝,用做坝体与地基之间的隔离层,有时还可起加筋作用。
(5)石笼、砂袋或土袋与软弱地基之间的隔离层。
(6)人工填土、堆石或材料堆场同与地基之间的隔离层。
(7)其他如在水中(江、河、湖、海)抛填土石方,将土工织物铺放在水下,其隔离作用。也可起过滤加固作用;在人行道混凝土板下,有时也铺放土工织物作为隔离层等。
四、土工合成材料的储存与保管
土工合成材料是以高分子聚合物为原料的化纤产品,在阳光照射下易老化,使其强度降低。尽管在制造时采取了一些防止老化的措施,在地下或水下能正常使用几十年,但和其他物质一样老化是不可避免的,对永久性建筑物而言,当然寿命越长越好,因此在各个环节都应注意保护,使其老化速度尽可能地减慢。
对于防汛用土工合成材料,应提前备料,需要加工的,如各种型号尺寸的软体排、滤水软体排等,要在汛前加工完毕,存放在专门的仓库中备用,并要避免阳光的直接照射。因土工织物质地柔软,存放在仓库时,易被老鼠咬,要注意防鼠;苇根等植物会穿破土工织物,因此仓库地坪要平整,注意清除杂草。
产品在工地存放时,一般应搭设临时存放遮棚,如果工期较长,或由于某种原因,土工合成材料较长时间受阳光照射,应用前要进行必要的物理性能指标测试,合格后才能使用。当土工合成材料的种类较多、用途不一时也应分别存放,并标明性能指标和用途等。存放时还要注意防火等。
五、土工合成材料的施工要求
1、施工前检查。
2、备料。
3、土工合成材料接面的处理。
4、铺设松紧度控制。
5、拼接与连接。
6、铺设时施工人员应穿软底鞋,不得抽烟,以免损伤土工合成材料。
7、铺设后要严格检查,发现有破损,应立即修补或更换。同时要注意施工时防止阳光的暴晒,铺设后应及时铺设保护层。
8、回填不得有损于土工合成材料,尽管铺设面清除杂物后土工织物不宜损坏,但也要避免大块石等硬物的抛砸。土工膜保护土层厚度一般为300~400mm,寒冷地区应适当加厚。
9、观测仪器的安装等要根据施工情况及时进行,施工中要注意保护。
【关键词】土工合成材料;工艺;操作要点;分析
1. 前言
(1)土工合成材料地基系在土工合成材料上填以土(砂土料)构成建筑物的地基,土工合成材料可以是单层,也可以是多层。一般为浅层地基。土工合成材料为岩土工程和土木工程中所应用的高分子聚合物材料的总称。
(2)土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,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。目前国内已经广泛应用于建筑或土木工程的各个领域。
(3)土工合成材料适用于加固软弱地基,使之形成复合地基,可提高土体强度,显著地减少沉降,提高地基的稳定性、用于作档土墙后的加固;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,又能充分压实,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、尾矿坝与闭基的反滤层,可取代砂石级配良好的反油层,达到节约投资、缩短工期、保证安全使用的目的。
2. 土工织物的作用
在土工合成材料中土工织物的优点是质地柔软而重量轻,整体连续性好,施工方便,抗拉强度高,耐腐蚀性和抗微生物侵蚀性好。无纺型的当量直径小,反滤性好,它能与土很好地结合。
3. 施工工艺流程
土工合成材料地基的施工工艺流程如下:
土工合成材料验收土工合成材料加工基层处理检查土工合成材料铺放检查压载稳定表面保护回填验收。
4. 施工操作要点
4.1基层处理。
(1)铺放土工合成材料的基层应平整,局部高差不大50mm。清除树根、草根及硬物,避免损伤破坏土工合成材料:
(2)对于不宜直接铺放土工合成材料的基层应先设置砂垫层,砂垫层厚度不宜小于300 mm,宜用中粗砂,含泥量不大于5%。
4.2土工合成材料铺放。
(1)首先应检查材料有无损伤破坏。
(2)土工合成材料须按其主要受力方向铺放。
(3)铺放时应用人工拉紧,没有皱折,且紧贴下承层。应随铺随及时压固,以免披风掀起。
(4)土工合成树料铺放时,两端须有富余量。富余量每端不少于1000mm,且应按设计要求加以固定。
(5)相邻土工合成材料的连接,对土工格栅可采用密贴排放或重叠搭接,用聚合材料绳或棒或特种连接件连接。对土工织物及土工膜可采用搭接或绕接。
(6)当加筋垫层采用多层土工材料时,上下层土工材料的接缝应交替错开.错开距离不小于500mm。
(7)土工织物、土工膜的连接可采用搭接法、缝合法和胶结法。连接处强度不得低于设计要求的强度。
A.搭接法:搭接长度3001~000 mm,视建筑荷载、铺设地形、基层特性和铺放条件而定。一般情况下采用300~500mm。荷载大、地形倾斜、基层极软,不小于500 mm,水下铺放不小于1000mm。当土工织物、土工膜上铺有砂垫层何不宜采用搭接法。
B.缝合法:采用尼龙或涤纶线将土工织物或土工膜双道缝合,两道缝线间距10~25mm。
C.胶结法:采用热粘接或胶粘接。粘接时搭接宽度不宜小于100mm。
(8)在土工合成材料铺放时,不得有大面积的损伤破坏。对小的裂缝或孔洞,应在其上缝补新材料。新材料面积不小于破坏面积的4倍,边长不小于1000mm。
4.3回填。
(1)土工合成材料垫层地基,无论是使用单层还是多层土工合成加筋材料,作为加筋垫层结构的回填料,材料种类、层间高度、泥压密实度等都应由设计确定。
(2)回填料为中、粗、砾砂或细粒碎石类时,在距土工合成材料(主要指土工织物或土工膜)80mm范围内,最大粒径应小于60mm,当采用粘性土时.填料应能满足设计要求的压实度并不含有对土工合成材料有腐蚀作用的成分。
(3)当使用块石做土工合成材料保护层时.块石抛放高度应小于300mm,且土工合成材料上应铺放厚度不小于500mm的砂层。
(4)对于粘性土,含水量应控制在最佳含水量的±2%以内,密实度不小于最大密实度的95%。
(5)回填土应分层进行,每层填土的厚度应随填土的深度及所选压实机械性能确定。一般为100~300mm,但筋上第一层填土厚度不小于150mm。
(6)填土顺序对不同的地基有不同要求:
A.极软地基采用后卸式运土车,先从土工合成材料两侧卸土,形成戗台,然后对称往两戗台间填土。施工平面应始终呈“凹”形(凹口朝前进方向)。
B.一般地基采用从中心向外侧对称进行。平面上呈“凸”,(突口朝前进方向)。
(7)回填时应根据设计要求及地基沉降情况控制回填速度。 质量验收规定
5.1检验数量。 每单位工程不应少于3点,1000mm2至少应有1点,3000m2以上工程每1000m2至少应有1点,每独立基础下至少应有1点,基槽每20延米应有1点。
5.2基本要求。
(1)施工前应对土工合成材料的物理性能(单位面积的质量、厚度、比重)、强度、延伸率以及土、砂石料等做检验。土工合成材料以100m2为一批,每批应抽查5%。
所用土工合成材料的品种与性能和填料土类.应根据工程特性和地基土条件,通过现场试验确定。垫层材料宜用粘件土、中砂、粗砂、砾砂、碎石等内摩阻力高的材料。如工程要求垫层排水,垫层材料应具有良好的透水性。
(2)施工过程中应检查清基、回填料铺设厚度及平整度、土工合成材料的铺设方向、接缠搭接长度或缝接状况、土工合成材料与结构的连接状况等。
土工合成材料如用缝接法或胶接法连接,应保证主要受力方向的连接强度不低于所采用材料的抗拉强度。
(3)施工结束后,应进行承载力检验。
(4)土工合成材料地基质量检验标准应符合表3规定。
参考文献
[1]王靖涛,丁美英,李国成,桩基础设计与检测,[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.
关键词:土工合成材料;灰库;应用
0 前言
土工合成材料是一种新型的建筑材料,由于其具有质量轻、施工简易、运输方便、料源丰富等优点,自问世以来,发展非常迅速,尤其是近二三十年在全世界范围内得到迅速的发展和广泛的应用,取得了良好的经济、社会和环境效益,国内外已广泛应用在水利、交通、电力、堤坝、防止沙漠化和水土保持等工程建设中,其中我国电力能源系统新建电厂粉煤库90%以上采用土工合成材料修建灰库堤,40%的老灰库维修和扩建也均采用了土工合成材料。
1 土工合成材料在黄石火电厂灰库加高子坝工程中的应用
用于储存火电厂粉煤灰的地方称为灰库,其相应挡灰的建筑物称为灰坝。在火电厂运行过程中,灰库将逐渐被粉煤灰填满,因此,许多电厂在原来灰坝上加筑子坝,从而提高了灰库的库容,延长灰库的使用寿命。湖北黄石火电厂分别对其所属的筲箕窝灰库和百沙滩灰库进行了加高子坝的工程。在这两项工程中,均采用了土工合成材料,下面具体介绍一下土工合成材料在这两项工程中的应用和施工。
1.1 筲箕窝灰库加高子坝工程
1.1.1工程情况。该工程由1号、2号两座土石代料子坝,两座排水竖井组成。加高子坝高6m,由混合代料经分层填筑碾压而成。在坝体的排水盲沟、坝基以及迎灰面均铺设有400g/m2的无纺土工布,共计28550m2。
坝底排水盲沟尺寸为50cm×50cm,沟中充填瓜米石。为保证排水盲沟的反滤排水,在沟底三个侧面均铺设无纺土工布。由于地基是粉煤灰,为防止渗透破坏,故沿整个坝基也铺设了无纺土工布,把粉煤灰与上部填筑代料隔离开来,同时又增强了地基承载能力。坝体迎灰面铺设的无纺土工布主要起到反滤排水的作用,以防止粘土铺盖和粉煤灰中细小颗粒进入到后部代料区。
1.1.2无纺土工布施工。在施工中,无纺土工布的铺设采用人工操作,设专人负责。具体方法是:在碾压平整后的坝基面和坝坡面上,垂直坝轴线方向铺设,铺设过程中采用撤退式方法铺设。垂直坝轴线方向上的土工布必须是整块,不允许连接。平行坝轴线方向允许土工布连接,连接采用专用缝合机和涤纶线双线缝接,为保证整体性,搭接长度大于10cm。土工布和岸边基岩结合处考虑沉陷引起的张拉现象,各边应留0.5m左右的余量,可供伸缩变形,以杜绝漏灰问题的发生。
1.2 百沙滩灰库加高子坝工程
1.2.1工程情况。该工程为一长约1300m、高1m的子坝。子坝直接修筑在原灰坝上,一面挡灰,一面挡水,采用“HEC”固化粉煤灰分层填筑、碾压而成。在该工程中,为防止加高子坝与老坝结合面的渗透破坏,在坝身内部加设一道垂直的土工膜,土工膜在老坝和子坝中各插入25cm。选用土工膜为“F-5”型(580g/m2),其物理力学指标为:抗拉强度19KN/m,延伸率53.6%,CBR顶破强度3.41KN,垂直渗透系数4.76×10-13cm/s。
1.2.2土工膜施工。在铺设垂直防渗土工膜时,设计深度应深入老坝内0.25m。先由人工在老坝坝面开挖10cm×25cm的槽缝,然后将土工膜垂直放入槽内,铺完塑的沟槽采用粘土浆充填。每两块土工膜之间采用搭接,搭接长度30cm,待搭接部位洗净擦干后采用自走式热熔双缝焊机焊接。局部破损的土工膜补漏,采用PVC胶合剂粘接,粘接宽度不小于15cm,要求粘贴牢固、均匀、可靠。土工膜槽口外漏段,应敷土加以保护,避免阳光直接照射。
上述两工程由于采用了土工合成材料,简化了设计和施工程序,一定程度上为工程的顺利完工创造了有利条件。工程投入正常使用一年后,经实地复检表明两座灰坝均运行正常,没有出现渗透破坏现象,这说明土工合成材料在灰坝工程中的运用是成功的。
2 结束语
土工合成材料作为一种全新的工程材料应用时间不长,经验不足,目前还存在一些问题,如测试设备的升级滞后于该材料在工程中的应用,部分类型材料易老化以及该材料价格过高,提高了工程造价等,这些都限制了它的进一步推广应用。但我们相信,随着土工合成材料研究工作的深入,随着生产的批量化和生产技术的改进,更重要的是人们对这种材料优良技术性能的进一步认识,土工合成材料在工程实际中,特别是灰库工程中会得到越来越广泛的运用。
参考文献:
关键词:道路工程土工合成材料改扩建路基
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,以发挥、加强或保护土体的作用。近些年来,随着路面加宽工程的增加,土工合成材料在这方面的应用也日益广泛。目前在公路上常用的是土工布、土工格栅、土工格室。
土工格栅具有多孔结构,不同于金属带和土工织物等片状加筋材料,其锚固能力是通过摩阻力和支承阻力合成的。而用土工格室加固饱和粘性土地基,则是一种新的加固方法,现场实测和有限元分析结果表明,使用土工合成材料可以有效地加强新路基与既有路基的整体性,提高地基的承载力和解决路基的不均匀沉降问题,有效地防止路面开裂。
一、材料性能
在土工合成材料的应用上,一般采用土工格栅进行加筋,近年来土工格室也得到了广泛的应用。两者的性能分别如下:
1、土工格栅
土工格栅是一种以高强度聚内烯和高密度聚乙烯等高分子聚合物为原料的片材,在一定的温度条件下,经过挤板压延、冲孔、定位拉伸、冷却定型后形成的片网状结构物,它具有变形模量大、抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化、与土颗粒之间的摩擦系数大、连锁作用强的特点,加筋效果强于土工布等材料。
二、土工格室
土工格室是八十年代在国际上开发的一种特种土工合成材料,它适于在工程领域用作加筋材料,是一种新型的立体加筋材料。这是一种有高分子聚合物经强力焊接而成的,三维网状结构,它伸缩自如,运输时可以折叠,使用时张开并在格室中填充砂石土等填料构成一种立体的蜂窝状结构,它在工程施工中与土砂石等材料共同构成了具有不同粘合力、不同加筋强度、不同深度的垫层,这些垫层可根据工程需要放置于不同的位置,用以处理软土路基等疑难问题,
同其他类型的土工合成材料一样土工格室具有性能优良应用范围广泛等特点;
1耐老化性能:土工格室以聚烯烃为基质材料,加入特殊添加剂,具有优良的耐老化性能,可选用不同的基材配方,使用温度范围在-40摄氏度到80摄氏度之间,经热氧化试验后,在70摄氏度状态下,拉伸屈服强度下降至70%,使用寿命可达49年;2抗化学腐蚀性能:年酸碱能力很强适用于不同的填筑材料;3良好的力学性能:土工格室应用范围十分广泛,既可用于加固软土路基又可用于边坡防护、挡土墙工程等,还可以用于河道治理、堤坝防护、支撑城市排水管道工程等。
三、加固机理
1、土工格栅加固机理
土工格栅对土的加固机理存在土于格栅之间的相互作用,在高速公路扩建工程新老路基结合部采用土工格栅可以有效的预防差异沉降的产生,这是因为;
①由于土工格栅与土接触面的摩擦作用,降低了加宽处土的垂直应力,使土体承载能力得以提高,减少了不均匀沉降;②土工格栅堆土体具有锁定作用,使土体抗剪能力得以充分地发挥,约束了土体的侧向变形;③由于水平铺设的土工格栅具有弹性,在反复荷载的作用下,不会产生变形的积累;④土工格栅具有一定的张力和延展性,能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构,使得更多范围内的土体参与承受荷载和抵抗变形,从而改善可能反映到路表的差异沉降。
2、土工格室加固机理
1土工格室可使填料的表观间距离成倍提高,对其中的填料提供了强大的侧限,该侧壁也对填料产生了竖向的摩擦约束,与材料形成了双面摩擦力(即横向阻力),有效地限制了因荷载而产生的横向移动趋势;2格式填料复合结构可以看做是一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基,于是土工格室结构不仅能承担路堤对地基的侧向推力,而且还能有效地降低地基的竖向附加应力;3土工格室加筋层起到了扩散竖向应力的作用,保证了上部结构的安全、正常使用,土工格室置于地基表面还限制了软土的侧向隆起,使得土的滑移剪切面向更深的区域发展,类似于深基础的效果,也大大地增强了地基的稳定性。
四、在我国高速公路的应用
在目前我国改扩建高速公路中,应用较多的土工合成材料是土工格栅和土工格室。而且实践应用和相关文献表明,加筋比不加筋时的效果明显,能明显降低新旧路基的差异沉降,提高路基的整体稳定性。
五、结语
土工合成材料用在公路加工过程当中,主要是利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能,可改善土体、或作为加筋土以及各种复合土工结构,随着近年来旧路加宽工程的增多,土工合成材料在公路工程的应用越来越广泛,其研究内容会越来越丰富,将在道路工程领域起到越来越显著的作用,使道路工程的发展进入到一个崭新的阶段。
参考文献
1.刘柱,潘发宏,朱湘,等,土木格栅与土木格室加筋机理比较,合肥工业大学学报(自然科学版),2009(28)
2.朱定文,刘松玉,高速公路扩建工程中新路填筑对老路影响的参数分析,公路交通科技。2010(12)
3.吴其军,范兢,黄政,浅谈公路建设对生态环境的影响,交通环保。2010(11)
4.龚德,水泥搅拌桩在公路工程中的应用及质量控制,建筑与工程,2009(2)
关键词:土工合成材料,堤防,防渗,反滤,防冲,加筋
Abstract: in water conservancy engineering geosynthetic materials in more and more wide application, the construction and the city's levees cut of construction, geosynthetic materials play a more and more important role. This paper mainly aimed at the levee construction of the scientific research research, design work, the paper briefly describes and experience.
Keywords: geosynthetic materials, levee, seepage control, the filter, the blunt, reinforcement
中图分类号:TV871 文献标识码:A 文章编号:
1 概述
土工合成材料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、表面或各层土体之间,起到加强和保护土体的作用。土工合成材料常见的有土工膜、土工织物、复合型土工合成材料等等。目前土工合成材料已广泛运用于水利、电力、交通、城建等各个领域。近年来随着我省水利事业的蓬勃发展和人们环保意识的加强,土工合成材料在水利工程中应用已十分广泛,特别是在千里海塘和城市防洪堤的建设过程中发挥了很大的作用[1,2]。土工合成材料在堤防工程中,主要起到防渗、反滤、防冲保护、加筋、护坡保护等作用。根据近年来应用土工合成材料的工程实践,现分别作简要的阐述。
2 应用介绍分析
2.1 防渗作用
土工膜的渗透系数为1×10-11~1×10-12m/s,基本不透水,在堤防工程中利用其良好的不透水性,施工方便的特点进行堤防的防渗堵漏,可以节省粘土回填量,保护耕地、防止水土流失、有利于环境保护。堤防工程防渗心墙或斜墙,可以利用土工膜做成垂直或斜面止水结构。在土堤结构中,常在(上游侧)迎水侧的坡面上铺设土工膜防渗;老堤加高加固工程中,有时由于迎水侧乱石较多,铺设土工膜有难度;而背水侧填闭气土方,适合铺设土工膜,施工方便且容易保证质量。土工膜产品由工厂机械化生产,其本身质量易于保证,但有时由于现场施工条件的限制,不易控制施工质量,因此土工膜宜与闭气土方结合使用较好,以达到双保险的作用,设计中应注意土工膜的滑动验算以及膜下排水、排气设置,沉降过大时,还需注意是否会引起土工膜拉裂问题。由于复合土工膜的表层土工织物可保护土工膜,兼作排水层,又能提高接触面的稳定性,故在堤防防渗工程中常作为首选防渗材料。对于低水头的堤防工程,常采用土工膜的厚度不小于0.25mm。
2.2 反滤作用
传统的反滤层采用不同粒径的砂砾组合,共同构成反滤体系,而土工布结合碎石或粗砂反滤体系,具有施工简单、质量容易保证,工期短且经济等优点,因此大量运用于堤防工程的反滤结构中,防止土方流失。在土石堤中透水体和闭气土体之间的隔离反滤层中,以及堤防的内外护坡下的垫层常采用无纺针刺土工织物隔离反滤,它可以保护土体,不被渗流水携带流失。选用的土工布要求具有良好的保土性、透水性和防堵性,渗透系数和等效孔径是表征反滤特性的主要参数,选用的土工布指标要与被保护土体颗粒级配相匹配,才能达到预期的反滤效果。如某围涂工程标准堤全长2538.62 米,防潮标准为100年一遇位,工程等级II级。该工程的地基表面存在一层厚度约6m的细砂层,其下为厚约5m含砾粉细砂层。由于吹填土多数为粉砂土,为防止吹填土通过干砌石棱体流失,在吹填土和干砌石棱体之间的隔离反滤层中设置了300g/m2无纺土工布,有效阻止了吹填土的流失。同样由于堤基表层为细砂土,为防止反复的波浪作用对涂面淘刷.在涂面上铺设一层6T/m复合网基土工布,复合网基土工布上铺500mm石渣垫层,这样保证了堤基不被波浪淘空,起到反滤的作用(当然复合网基土工布还起到隔离和加筋的作用)。又如某围涂工程,堤线总长4485m,围涂面积6000余亩,防潮标准20年一遇位,该工程位于乐清湾内,地基为厚度35m以上的淤泥或淤泥质粘土,堤身闭气土方直接取自涂泥。同样为防止堤后的闭气土体的流失,在闭气土方(涂泥)和透水体之间的隔离层都铺设了400g/m2无纺土工布。
2.3 防冲保护
传统的石笼采用铅丝、钢筋或植物枝藤制成各种笼状体,内装块石。用土工网、土工格栅等土工合成材料制成的石笼,强度高、抗腐蚀性好、柔韧性好,取材丰富,明显优于传统的石笼。网石笼能适应地基形状变化,紧贴于土面,整体性较好,沉放于堤脚可以防止堤脚被急流淘刷。设计时主要应验算石笼单体的重量能够满足防冲稳定的要求。如在某围涂工程中,由于该堤段的水流较急,波浪较大,堤脚抛石容易失稳破坏,设计考虑采用土工格栅制成的矩形网石笼,石笼宽4m,厚1.2m ,石笼沉放于堤脚,这样即使有局部的刷深,网石笼会及时沉底保护,防止进一步恶化,保护堤身安全,堤脚经过沉放石笼处理,基本上达到了预期的防冲目的。
2.4 加筋作用
在淤泥质软土地基或海徐上建堤,往往存在筑堤高度有限,施工缓慢、筑堤材料沉损过多等问题。为解决这一问题,可以在软土基面上铺一层或几层土工织物,利用土工材料的抗拉能力和对地基土层的侧限作用,分散均布地基应力,增加堤身的稳定性,调整不均匀沉降。加筋材料常采用织造土工织物或土工格栅.通过稳定计算确定需要的筋材强度,并处理好筋材的端部锚固问题。如为配合大桥建设,湾南口段近180m范围的标准堤需裁弯取直,新建堤塘最大外移距离约80m。由于新建堤塘下有一厚约30m(26~33m)的淤泥层。该淤泥层的存在,严重影响了新建堤塘的安全性和稳定性。经过分析比较,地基处理考虑采用水平加筋+堆载预压的方案。首先在涂面铺设一层6t/m 复合网基土工布,其上铺设一层石渣垫层,再在碎石上铺设一层8t/m经编土工格栅,该层格栅可起到分散应力、提高地基承载力、约束水平位移、提高堤身稳定性的作用。经编格栅铺设时,沿堤横断面方向一般不允许搭接,若需搭接时,搭接宽度不小于50cm;沿堤纵向,搭接宽度不小于50c m。经编格栅搭接处采用高强度尼龙绳绑扎。格栅两端应根据设计回折一定长度以加强锚固。这样经过加筋处理后,预计堤塘可顺利填筑到设计高程。
2.5 护坡保护
由于砌石护坡的造价较高,为节省投资,更为美化环境,堤防工程中经常有选择地采用草皮绿化护坡。在一些情况下,由于受风雨的侵蚀和水流的冲刷,草皮抗冲流速偏低,导致人工绿化失败采用三维土工网可以提高草皮的抗冲性能和改善生长条件,土工网能够有效地把有机土和草籽固定在坡面上,等草长出来后,根系扎入坡面后,既可保护坡面,又促进了草发育成长,同时也保护了土工网。因此采用植草三维土工网具有削减水流能量、降低流速、美化环境的作用,同时也是一种经济的护坡措施。堤防工程的迎水侧采用植草三维网必须慎重,设计时应结合考虑河道的走势、水流流速、堤身的坡度、地质条件、草皮的种类、气候条件等多种因素的影响,从而选择合适的植草范围和型式。如在某城市防洪堤部分堤段采用了三维土工网绿化保护。该城防工程建设标准为50年一遇,其中下埠头江滨北段3.1km防洪堤迎水坡面上,都不同程度采用了三维土工网草皮护坡,草皮护坡的底部高程不低于1~10年一遇洪水位,这样经过绿化的堤身,美化了环境,给人以一种清新、愉悦的感觉,改变了堤防工程给人一贯的单调、呆板的形象,同时也保证了堤身在行洪时防冲安全,工程经过洪水的初步考验,实践证明三维土工网绿化护坡是成功的。
2.6 其他
土工合成材料在堤防工程中还可以起到排水、隔离等方面的作用。如塑料排水板排水固结法处理软土堤基就比单纯的置换法处理节省大量的土石方,从而减少了土石方的开采量;排水固结法处理堤基时,为了使水平排水通道和堤基不相互混合,影响处理效果,常常在其界面处铺设一层起隔离作用的土工合成材料。这种地基处理方法也间接地保护了自然环境,减少了人们对大自然的破坏。
3 结语
(1) 在堤防工程中利用土工膜良好的不透水性,做成防渗心墙或斜墙,减少了粘土回填量,保护耕地、防止水土流失、有利于环境保护。
(2) 无纺土工布加碎石的滤层构造,比传统的滤层做法简单、容易施工,很好地解决了堤防工程中土石隔离层的反滤问题,避免了可能产生的闭气土方流失,保证堤身渗透稳定。
(3) 土工合成材料的作用发挥与否不仅与材料本身特性有关,同时与温度、湿度、光等因素的影响有关,为充分发挥土工合成材料的作用,除了提高材料性能的措施外,如何正确使用土工合成材料也是一个值得探讨的问题。比如杨府山围涂工程中的土工网石笼在冬季施工,由于气温较低,使得土工格栅脆性易折,导致部分格栅在施工过程中断裂,发现情况后,迅速采取草袋和碎石垫层保护措施,确保了土工合成材料的作用。
(4) 采用加筋法在软土地基上筑堤,可以提高堤身的稳定性,增加填筑高度,减小不均匀沉降,但不能解决长期的固结沉降和次固结沉降,因此在考虑采用加筋法处理堤基时,应充分预留沉降,或采取分年度逐步加高筑堤的办法解决沉降问题。
(5) 由于三维土工网绿化具有美观、环保、经济等优点,在城市防洪堤工程中得到了一些运用,但由于各地环境气候地质条件都不一样,同时不同的草种在不同的坡度上的最大抗冲流速不同,因此这个问题有待进一步探讨。
参考文献:
[1] 王鸿, 朱艳君, 余志峰, 等. 土工格室在长输管道水力侵蚀防护中的应用[J]. 油气储运, 2002,21(11).
关键词:塑料扁丝编织土工布;湿度;拉伸试验
Abstract:The influence degree of humidity for the tensile tests of the plastic biansi woven geotextile decides whether it needs temperature and humidity control or not before the tests. Through the compare between transverse and longitudinal tensile test results under the conditionsof five humidities and the results under the condition of standard test methods, it shows the tensile tests of the type of geotextiles is less affected by humidity and it doesn’t need temperature and humidity control before tests.
Key words:Plastic biansi woven geotextile; Humidity; Tensile tests
中图分类号:TU5 文献标识码: 文章编号:
1.前言
随着近些年来岩土工程材料的发展和需求,土工合成材料已经成为最常见的材料之一,在交通、水利、海港、水土保持、航道整治及维护等各项工程领域中得到广泛应用,特别是长江航道整治工程中,近年来,土工合成材料已在护底、护坡等结构中得到广泛应用,成为用量最大的材料之一,土工合成材料的质量直接影响了航道整治工程的质量,因此,对土工合成材料的质量检测数据的及时性与准确性也将对直接影响施工进度和质量水平。
在《公路工程土工合成材料试验规程》(JTG E50-2006)中,规定了试样应在标准大气压条件下调湿24h,标准大气为三级标准,温度为20℃±2℃、相对湿度65%±5%。但其在宽条拉伸试验时,规定如确认试样不受环境影响,则可不就行调湿和状态调节。由于调湿环节耗时长,严重影响了土工织物的检测速度,特别是力学性能指标。
塑料扁丝编织土工布作为航道整治工程中最常见的土工合成材料之一,为提升该土工布拉伸性能的测试速度,进一步确保检测数据的及时性,有必要对其受湿度影响的情况进行验证,以便合理提升塑料扁丝编织土工布相关指标的检测速度。
2.试验条件
本试验所选用的材料为武汉恒海土工工程材料有限公司生产的规格为200g/m2塑料扁丝编织土工布,该样品质量均匀,无明显外观缺陷。
2.1标准方法试验结果
严格按照《公路工程土工合成材料试验规程》(JTG E50-2006)要求,在调湿24h后,在湿度为60%、温度为20℃环境条件下,试样尺寸、拉伸速度、夹持方式等各种条件严格按试验标准要求开展试验,试验数据见下表:
表1 塑料扁丝编织土工布试验结果
2.2对比试验环境设计
为了研究测试环境湿度对土工合成材料拉伸性能的影响,本次试验设定了5个不同的湿度测试环境,试样在以下环境中放置24h,具体情况如下:
测试环境一:在标准大气压下,处于温度20℃±2℃、相对湿度25%±5%条件下调湿24h;
测试环境二:在标准大气压下,处于温度20℃±2℃、相对湿度45%±5%条件下调湿24h;
测试环境三:在标准大气压下,处于温度20℃±2℃、相对湿度65%±5%条件下调湿24h(JTG E50-2006中要求的标准调湿环境);
测试环境四:在标准大气压下,处于温度20℃±2℃、相对湿度85%±5%条件下调湿24h;
测试环境五:湿态试验,将试样浸入温度为20℃±2℃的蒸馏水中,浸润时间应足以使试样完全润湿或至少24h。为使试样完全湿润,在水中加入了不超过0.05%的非离子型润湿剂。
表2 拉伸性能试验不同湿度测试环境
3.试验结果
3.1试验过程
对不同环境下处理24h后的试样进行抗拉强度试验,对比试样数量按标准要求选取5块,每个试验样品取出后,确保在3min内完成试验,以避免测试环境变化对样品的性质造成影响。
按计划依次对5个不同湿度测试环境条件下的试样进行了试验,对不成功的试验进行了补充,剔除不合理的试验数据,对所有有效试验数据进行了统计,试验数据如下:
表3 湿度对塑料扁丝编织土工布拉伸性能影响试验结果
图1 湿度对塑料扁丝编织土工布纵向拉伸的影响
图2 湿度对塑料扁丝编织土工布横向拉伸的影响
3.2试验结论
从试验数据分析来看,5个不同测试环境条件下的纵向拉伸强度和纵向伸长率、横向拉伸强度和横向伸长率大小在一定幅度内随机变化,没有呈现出一定的规律性,两者未见明显对应关系,且其检测结果平均值与标准环境下检测结果基本一致。因此,根据本次试验可以初步认为,短期的湿度变化所引起的测试环境不同对塑料扁丝编织土工布的拉伸性能没有实质性的影响,或者短期的湿度变化对塑料扁丝编织土工布的影响程度小于土工布自身材料均匀性的影响程度。
分析其原因,由于扁丝编织土工布是由塑料扁丝组成,其质地密实,不吸水,因此,水对扁丝编织土工布的组成、受力均影响不大,因此,湿度对其拉伸强度影响不大。
4.意见与建议
根据本次试验结果,湿度对塑料扁丝编织土工布的横向及纵向抗拉强度及延伸率影响较小,依据《公路工程土工合成材料试验规程》(JTG E50-2006)中要求,可在试验过程中不进行调湿和状态调节。
由于本试验仅针对扁丝编织土工布,其它土工布在进行拉伸试验时是否能不进行调湿和状态调节尚未能确定,需通过进一步试验验证不受湿度等环境影响时才可省略调湿环节。
参考文献:
[1] 孙钧,迟景魁,曹正康等.新型土工材料与工程整治[M].北京:中国建筑工业出版社,1998: 29-30.
关键词:软土地基;道路工程;施工材料;施工方案;施工工艺
一般在进行路基的填筑时,只要土壤的含水量达到施工要求,经过机械碾压可使路基的压实度达到设计要求,但是在软土地基路段很难达到设计要求,绝大多数软土地基路段都会存在较厚的淤泥层,含水量较高,承载力较低,土质的孔隙比较大,土质稳定性比较差,导致上部结构设计承载能力大幅降低,若不及时正确的处理很容易影响整体道路工程的建设质量,存在较大的道路通行安全隐患。这里从以下几个方面对道路软土地基的处理进行探讨:
1 严格把控施工材料
由于软土地基自身的性质,对于施工材料的选择要有针对性,常用的软土地基处理施工材料包括土工合成材料、水泥、砂袋、石灰以及塑料排水板等,为了确保后期施工的质量以及安全,在这些材料的采购以及储存、保管上应严格按照施工规范要求进行。应严格控制施工材料的进场标准,过期或质量不达标的材料一律严禁使用,避免材料的混放以致出现材料污染问题。同时材料应存放在避光、干燥的环境下,每天按照施工进度取用。参照有关规范把控材料质量如:①土工合成材料:必须具备足够的抗拉强度以及较高的土工织物刺破强度、握持强度以及顶破强度。②砂砾材料:砂砾料作为垫层材料不得掺杂任何粘土块、有机物质或其他有害物质,具备较好的透水性能。同时砂砾的含泥量应0.5mm,砂料中含泥量应砂袋总重量的50%。对于砂袋的材料选择,为了保证其具备足够的抗拉强度,应选择用聚丙稀、聚乙稀等编织材料,材料的渗透系数应大于袋中砂石,且能够承受袋中砂石的重量以及内拉力,同时应具备较好的耐水腐蚀以及抗老化性能。④塑料排水板:该种材料是一种包围芯体以及芯体合成的纤维透水膜复合体,应具备足够的柔性以及较好的耐腐蚀性。
2 正确选择具体处理方案和施工工艺
对软土地基处理最主要的问题是对软土地基的稳定以及沉降的处理,①稳定处理:为了加强软土地基的稳定性可应用石灰桩、水泥桩、换填土、挤实砂桩等措施来加强软土的抗滑阻力;分期或缓慢填筑路堤也可以增强地基的强度;一些加速地基固结的措施也可提高软土层的强度。②路基的沉降处理:通常从减少总沉降量以及加速固结沉降两个方面着手,减少总沉降量也可采用石灰桩、水泥桩、换填土、挤实砂桩等措施;加速固结沉降可应用设置砂井、芯板排水等竖向排水、加载预压以及挤实砂桩等处理。主要的施工工艺要求如下:
2.1 换填土的施工方案及施工工艺
对于比较薄的软土地基的淤土层,可换填灰土、粗砂、水泥土等措施,为了尽量减少工程造价,换填土应就地取材,将软土全部挖除,然后进行压实增强软土地基的强度。在进行软土的挖除换填时应严格按照设计图纸和施工规范要求,换填时应分层铺筑、逐层压实。
2.2 铺设砂垫层或者砂砾垫层
在软土地基上面铺设一层0.5-1.2m的砂层可增加一个软土顶面的排水面,有利于提高路基底的排水固结来增强路基的整体强度以及稳定性。同样在铺设砂垫层或者砂砾垫层时应严格遵照设计图纸和施工规范要求,在彻底清除基底的杂物后,再进行分层铺筑砂石或砂砾作垫层,注意每层的铺筑厚度应
2.3 铺设土工合成材料隔垫
在软土地基上铺设土工合成材料隔垫可加强路堤整体的刚度,并使基底能够均匀承受荷载,避免局部过度受力破坏路基整体结构,同时由于土木合成材料较好的渗透性能有利于排水,可防治地下水的冲击。在进行土工合成材料的铺设施工前,首选应选择一段具有代表性的施工路段进行试验,以确定施工材料、施工方法以及施工工艺等。土工合成材料主要是在软土地基的下承层进行全断面铺设,铺设前应彻底清除土层表面的碎石块及其他坚硬的凸出物,保证铺设平面的平整,铺设时应将土工材料紧贴下承层尽量拉直平铺,并用插钉的方法来加固土工材料的紧密度,强度较高的土工材料应放置在路堤的垂直轴线上。在土工合成材料铺设完成后,为确保土工合成材料的整体性,应采用拱接法进行必要的联接,缝接的宽度应>50mm,若采用粘结法应选择抗拉强度较强的材料。同时应注意及时填筑填料,并且在装卸填料时应注意避免将填料直接卸在土工合成材料上。
2.4 密切监测预压期的沉降变化
在完成软土地基的路段施工后以及路面铺筑施工前,应设置必要的路堤预压期,一般若有规定应严格按照施工图纸进行操作,若无明确指示,通常在监理工程师的施工指示下进行操作。在预压期完成前的14天,承包人应严格按照施工规定或者监理工程师的要求密切观测路基的沉降变化,并将沉降变化及时记录进行整理、汇总,绘制沉降变化曲线图完成预压期的分析报告。在软土地基的沉降期间,施工人员不应该在预压的软土路基上进行任何的修筑工程,若因路基沉降导致填土下陷应及时加以填土。
总之,若在道路工程施工中遇到软土地基,应分析软土地基的变形或强度,从施工材料、道路结构、施工工艺以及使用情况等多方面综合考虑软土地基的设计及处理方案,选择合适的材料、施工方案和施工工艺,尽量减少地基沉降以及过大差异沉降的发生,避免造成的重大工程质量事故,确保道路的安全、高效运行。
参考文献
[1] 南京市测绘勘察研究院.滨江大道(绕城公路一应天西路)岩土工程勘察报告[z].
[2] 王晓谋,袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].人民交通出版社,2011.
[3] 徐至钧.建筑地基处理技术从书:软土地基和预压法地基处理[M].机械工业出版社,2011.
【关键词】土工织物;防汛抢险;应用
引言
每年七八月份汛期, 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汛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,给我国防汛抢险工作带来了新的发展方向。
一、防汛抢险中常用的土工合成材料
土工合成材料可分为土工膜、土工织物、复合型土工合成材料特种和土工合成材料等类型。我国在利用土工织物和天然纤维材料进行防汛护堤、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。
土工合成材料品种繁多,防汛中应用最广的有下列数种:( 1 )土工膜,由聚乙烯( P E ) ,聚氯乙烯( P V C ) 等制成的基本不透水片材,与土工织物结合形成各种复合土工膜,可用作隔水层或挡水软体排。( 2 ) 土工织物,分为有纺土工织物和无纺土工织物两大类,由聚合物的聚丙烯 ( P P ) ,聚醋( P E T ) 纤维或扁丝等织成或铺成,为透水材料。( 3 ) 土工网,由聚丙烯、高密度聚乙烯( H D P E ) 等压制成板后,再经冲孔,然后通过单向或双向拉伸而成的带方孔或长孔的、具有高拉伸强度和较高拉伸模量的加筋片材,它可以用于填土加筋。
除此之外,还有各种加工制成品,为了防汛需用,将上述材料加工成专用制品如下:( 1 ) 土工管袋,高强有纺土工织物缝制成的类似于土枕的长管袋,直径一般在1 . 0 m以上乃至5 m,长度数十米至百米,靠泵人江河泥沙,通过管壁排水,管内泥沙固结,形成连续堤身,可以用作护岸或形成围堤或围堰;( 2 ) 软体排,用大面积的土工织物缝制成的单片排或双片排,单片排可在周边连接混凝土块作压重。 ( 3 )防汛袋,用经表面加糙的有纺织物缝制成的袋体,其中可以填充土石料,操作方便,大小宜便于个人搬动 ;( 4 ) 土枕,即长土袋,一般直径在0.4--1.0 m之间,长度不限,可用作压载,稳定性优于土袋;( 5 ) 石笼,以土工网或土工格栅缝制成的类似于铅丝笼的空管,内填充石块作护岸帮俄载;( 6 ) 吸水速凝子捻,以有纺土工织物缝制成的有要求形状的管袋体,其中装有高效保水材料S A P 充水后几分钟内即吸水膨胀形成塑性胶冻体,能自立用作防水子捻。
洪水期间堤防工程可能出现的险情:(1)由于风浪冲击或水位壅高发生险情;(2)堤身发生漏洞、裂缝、坍塌;(3)背水坡发生渗水、脱坡、管涌、流土;(4)临河堤岸发生淘刷、坍塌;(5)水位上涨超过防洪标准,堤防可能发生漫溢。采用土工织物防汛抢险是一项新技术.它具有成本低、抗冲耐磨、强度高、施工方便、重量轻,是防汛抢险的理想材料,在防汛抢险中广泛应用。
二、工织物在防汛抢险中的应用
(一)高水位大面积风浪险工抢护
一般水域较宽的堤段,遇大风激起波浪,水借风势、推波助澜,冲刷堤岸,融蚀堤土。当堤防临水坡风浪冲刷严重时,首先要进行护堤防浪。利用土工织物的抢护方法是:在临水坡面铺垫抗老化土工布软排体.一布一膜土工布,铺设时布朝上、膜朝下。上部周定在堤顶,下部护至坡谷以下0.6m,一般考虑下部护至险情以下lm,采用宽幅土工布制排非常方便。这种抢险方法的优点是布排迅速,洪水过后可立即拆除,妥善保管再用。
堤防土工布铺设方法一般在堤顶开沟填土夯实或打桩,用防滑钉锚固:下部在坡脚一端.必须压紧在护坡齿墙下面.固定排体在土体上。土工布的宽度可依堤防临水坡受风浪冲击范围而定,一般不小于4m,宽的可达8、9m,铺护宽度不够时.应按需要预先粘结或焊好。如果顺堤长度不够时可以搭接,并应在铺设中钉压牢固,必要时每隔3-5m压一组装土编织袋,以免被风浪揭开。铺设前应将铺设范围的堤坡清理干净。土工布的四周可用平头钉钉牢,在险情严重时,可用土袋压盖并加强观察,随时采取补救措施。
(二)管涌险情的抢护由于渗流的应用,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。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: a. 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。b . 如泉眼小,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5 - 2 0 c m 。在松软的土基或水下施工时,搭接宽度应取4 0 - 6 0 c m 。c . 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 - 4 c m粒径的小卵石或小石子,厚度3 0 - -5 0 c m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。d . 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 . 5 m以上。
(三)渗水(散浸)抢护。堤防渗水是常见的险情之一,如不及时处理有可能发展成为管涌、滑坡、漏洞等险情。抢护渗水的原则是:临河截渗,背河导渗。降低浸润线使土壤干燥,促进堤身稳定.切忌用粘土在背水坡压渗。水情预报水位不再上涨时,应加强观察,注意险情变化,可暂不处理。若渗出严重或已开始渗出浑水.必须迅速处理,防止险情扩大,主要有两方面:
1.背水反滤、导渗沟。对背水坡滤水修筑反滤设施是将渗入堤内的水尽快由
背水坡排出,但不允许带走泥沙,如此可降低浸润线干燥土壤、稳定堤坡。土工布是能够保护土粒不被水流带走并起导渗作用的最好材料,采用符合滤层要求的土工布时。锚固方式可在护坡顶部挖槽,沿槽边和槽底将土工布端头铺好,再填土夯实,也可用防滑钉、木桩等将土工布钉在土体上。必要时在槽底中加打短桩,槽深和宽不宜小0.4m。
在背水坡开纵横向Y型沟和人型沟等,沟的尺寸和间距应根据具体情况而定。沟底应平整、顺畅,导渗沟的底坡一般与堤坡相同.沟底平整顺直。土工布外露长度以能遮盖透水材料并适当搭接0.2m以上为宜。土工布长宽不足时可采取搭接型式,搭接宽度不应小于0.5m。透水材料铺好后覆盖块石草袋、土工编织袋或上铺席片麦秸稻草,然后压土保护。保护层不得小于0.5m在紧急情况下,也可用土工布包梢料捆成枕放在导渗沟内,然后上面铺盖土沙保护层。
2.临水截渗。在现场缺乏粘土料且水深较浅时,采用一布一膜土工布加保护层在迎水坡截渗。施工方法:首先对铺设范围内堤线和堤脚附近的地面清理干净,以免造成土工布的破坏。土工布的宽度视堤坡尺寸应预先粘结或焊接,以铺满渗水段堤坡并伸入临水堤脚以外lm以上为宜。长度不够可以搭接,搭接长度不应小于0.5m。铺设前可将土工布卷在宽8―10m的钢管滚筒上,置于临水堤肩。每次滚铺前把土工布的下边折叠粘牢形成卷筒,并插入直径4―5cm的钢管使其下沉展铺。土工布铺好后压一层土袋,从最下端压起,逐渐向上平铺严压,不留空隙,作为土工布的保护层并起防浪作用。铺设人员应穿软底鞋,以免破坏土工布,并密切注意防火。
(四)漏洞抢险。对于施工质量差,堤身内存在洞穴、树根等隐患。在高水位压力下堤防背水坡及坡脚附近发生穿堤漏水孔洞,如漏洞流出的是浑水,或者由清变浑,或浑浊程度逐渐增大,表明漏洞迅速发展,若不及时抢堵就会出现滑坡、坍塌甚至很快溃决的危险,这是一种严重的险情。抢护漏洞的原则:前堵后导,临背并举,抢早抢小,一气呵成。进口封堵采用一布一膜土工布制成软排体,一般排体宽5m。沉入上游坡面,两边用防滑编织袋装土压载使之稳固。起到防水隔渗的作用。
在漏水孔洞出口处,应将反滤土工布覆盖在堤防背水坡漏洞出口处,并在其上部加压重物进行堵漏,也可在漏洞出口上侧堤坡或堤顶打短桩挂土工布排水,并在排体上用土袋垒砌围井。采用土工布的主要作用是保土滤水,所以铺设不能太密也不能太稀。
结束
近几年土本织物以其特有的特点迅速在国内打开市场,主要因其价格低、重量轻、运输方便、施工简易,土工织物在水利工程中得到了广泛应用,具有抢险迅速、有效的优点,尤其应在中小型工程中推广。
参考文献
【1】赵韶华. 防洪抢险技术[M].北京:中央广播电视大学出版社,2008
【2】杨树林.河道修防工与防治工[M].北京:黄河水利出版社,2007
【3】董哲仁.堤防抢险实用技术[M].北京:中国水利水电出版社.2009