導(dǎo)語：如何才能寫好一篇土工合成材料的用途，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞　土工合成材料 軟基處理 反射裂縫 加筋加固 排水隔離

0　前言

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用?！锻凉ず铣刹牧蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料[1]分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料等類型。土工特種材料包括土工膜袋、土工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊、土工格室、土工織物膨潤土墊、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）等。土工復(fù)合材料是由上述各種材料復(fù)合而成，如復(fù)合土工膜、復(fù)合土工織物、復(fù)合土工布、復(fù)合防排水材料（排水帶、排水管）等。本文著重介紹當(dāng)前公路路基施工中土工合成材料類型和應(yīng)用，以及就土工合成材料的各種性質(zhì)適合處理哪些類型的軟土地基作簡要說明。

1 土工合成材料的種類

1.1　土工布

土工布的制造過程是首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶，然后再制成平面結(jié)構(gòu)的土工織物。土工布按制造方法可分為有紡（織造）土工布和無紡（非織造）土工布。有紡?fù)凉げ加蓛山M平行的呈正交或斜交的經(jīng)線和緯線交織而成。無紡?fù)凉た椢锸前牙w維作定向的或隨意的排列，再經(jīng)過加工而成。按照聯(lián)結(jié)纖維的方法不同，可分為化學(xué)（粘結(jié)劑）聯(lián)結(jié)、熱力聯(lián)結(jié)和機(jī)械聯(lián)結(jié)三種聯(lián)結(jié)方式。

土工布運(yùn)用于路面裂縫的防治在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層，是一種常用的路面修復(fù)技術(shù)。它具有工期短、造價(jià)低、對交通影響小、修復(fù)路面服務(wù)性能好等優(yōu)點(diǎn)。但其主要問題是瀝青加鋪層中容易出現(xiàn)反射裂縫，而設(shè)置土工布是延緩反射裂縫的主要措施之一。

1.2　土工膜

土工膜一般可分為瀝青和聚合物（合成高聚物）兩大類。含瀝青的土工膜目前主要為復(fù)合型的（含編織型或無紡型的土工織物），瀝青作為浸潤粘結(jié)劑。聚合物土工膜又根據(jù)不同的主材料分為塑性土工膜、彈性土工膜和組合型土工膜。土工膜的不透水性很好，彈性和適應(yīng)變形的能力很強(qiáng)，能適用于不同的施工條件和工作應(yīng)力，具有良好的耐老化能力，處于水下和土中的土工膜的耐久性尤為突出。土工膜具有突出的防滲和防水性能。

1.3　土工格柵

土工格柵是一種主要的土工合成材料，與其他土工合成材料相比，它具有獨(dú)特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結(jié)構(gòu)的筋材或復(fù)合材料的筋材等。土工格柵分為玻璃纖維類和聚酯纖維類兩種類型。

土工格柵有一定的剛度，從而使上面的負(fù)荷得到擴(kuò)散，提高了地基的承載力；土工格柵抗拉強(qiáng)度大，格柵墊層可增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性；土工格柵能適應(yīng)地基變形，礫石又能與格柵網(wǎng)孔互相鎖合在一起形成穩(wěn)固的平面防止礫石下陷，從而增加地基的抗剪強(qiáng)度，防止軟弱地基產(chǎn)生過大或不均勻沉降以至側(cè)向變形。

土工格柵在路基施工中的溝塘回填方面得到廣泛使用，首先溝塘挖除淤泥回填至原地面后，先鋪一層土工格柵并垂直路線鋪設(shè)，沿路線走向鋪滿整個(gè)溝塘范圍。橫向鋪網(wǎng)與路堤兩邊縱向盲溝相接，每相鄰兩幅土工格柵搭接長度為20cm，搭接邊用u型釘固定。然后在其上填筑土并壓實(shí)后再加鋪一層土工格柵，再回填一層土并壓實(shí)，最后再加鋪一層土工格柵，其上再按照正常路基填筑，總共需要加鋪三層土工格柵。這樣處理過后能防止地基不均勻沉降造成的路基反射裂縫和側(cè)向位移。

1.4　土工特種材料

1.4.1　土工膜袋

土工膜袋是一種由雙層聚合化纖織物制成的連續(xù)（或單獨(dú)）袋狀材料，利用高壓泵把混凝土或砂漿灌入膜袋中，形成板狀或其他形狀結(jié)構(gòu)，常用于護(hù)坡或其他地基處理工程。膜袋根據(jù)其材質(zhì)和加工工藝的不同，分為機(jī)制和簡易膜袋兩大類。機(jī)制膜袋按其有無反濾排水點(diǎn)和充脹后的形狀又可分為反濾排水點(diǎn)膜袋、無反濾排水點(diǎn)膜袋、無排水點(diǎn)混凝土膜袋、鉸鏈塊型膜

1.4.2　土工網(wǎng)

土工網(wǎng)是由合成材料條帶、粗股條編織或合成樹脂壓制的具有較大孔眼、剛度較大的網(wǎng)狀土工合成材料。用于軟基加固墊層、坡面防護(hù)、植草以及用作制造組合土工材料的基材。

1.4.3　土工網(wǎng)墊和土工格室

土工網(wǎng)墊和土工格室都是用合成材料特制的三維結(jié)構(gòu)。前者多為長絲結(jié)合而成的三維透水聚合物網(wǎng)墊，后者是由土工織物、土工格柵或土工膜、條帶聚合物構(gòu)成的蜂窩狀或網(wǎng)格狀三維結(jié)構(gòu)，常用作防沖蝕和保土工程，剛度大、側(cè)限能力高的土工格室多用于地基加筋墊層、路基基床或道床中。

1.5　土工復(fù)合材料

土工織物、土工膜、土工格柵和某些特種土工合成材料，將其兩種或兩種以上的材料互相組合起來就成為土工復(fù)合材料。土工復(fù)合材料可將不同材料的性質(zhì)結(jié)合起來，更好地滿足具體工程的需要，能起到多種功能的作用。如復(fù)合土工膜，就是將土工膜和土工織物按一定要求制成的一種土工織物組合物。其中，土工膜主要用來防滲，土工織物起加筋、排水和增加土工膜與土面之間的摩擦力的作用。

2 土工合成材料的應(yīng)用

2.1　土工格室的應(yīng)用

土工格室在集中載荷作用下，　受力的主動(dòng)區(qū)會(huì)把所受的力傳遞給過渡區(qū)，但由于格室壁的側(cè)向限制和相鄰格室的反作用力，以及填料與格室壁的摩擦力所形成橫向阻力，抑制了過渡區(qū)和被動(dòng)區(qū)的橫向移動(dòng)傾向，從而使路基的承載能力得以提高。經(jīng)過試驗(yàn)，在格室的限制作用下，中密砂的表觀粘聚力可以增加三十幾倍。很顯然，　如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三個(gè)區(qū)域移動(dòng)就可以取得提高地基承載力的效果，　這就是土工格室的限制原理。

2.2　土工格柵的應(yīng)用

土工合成材料是解決軟基處理問題的有效方法，可改進(jìn)荷載分布狀況，減少填料層厚度，并能滿足抗剪強(qiáng)度的要求，限制土體側(cè)向位移，抗拉性能高，能避免產(chǎn)生裂縫，增加土層剛度，特別是土工格柵在處理軟土在路基中效果明顯，物理力學(xué)性能良好，其對軟土的加固作用主要體現(xiàn)在水平加筋上，復(fù)合地基中土工格柵在產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的同時(shí)，對土體產(chǎn)生了一個(gè)類似于側(cè)向約束壓力的作用，使得復(fù)合土體的具有較高的抗剪強(qiáng)度和變形模量，也就是說由于土工織物使其上部施加荷載能均勻分布在地層中，當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生剪切破壞時(shí)，鋪設(shè)的土工織物將阻止破壞面的出現(xiàn)，提高地基承載力。

2.3　土工復(fù)合材料

土工復(fù)合材料在公路工程中被廣泛應(yīng)用在路堤加筋、臺(tái)背路基填土加筋、過濾與排水、路基防路、路面裂縫防治等方面。土工合成材料與土相互作用原理歸納為兩大類：一是準(zhǔn)粘聚力原理；二是摩擦加筋原理。用土工復(fù)合材料提高新舊路堤的整體穩(wěn)定性，其優(yōu)點(diǎn)在于：壓實(shí)效果好；占地面積較少；路堤穩(wěn)定性好；有效防止滑移、塌方、沉降等現(xiàn)象。具有施工簡便、易于推廣、節(jié)省資金等優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié)語

通過對各種土工合成材料在路面、路基施工和軟土地基處理中的作用機(jī)理進(jìn)行分析，可以得出土工合成材料可以顯著提高地基承載力、減小沉降量及不均勻沉降，增大路堤穩(wěn)定性，在改善橋頭跳車方面具有明顯效果，并且能有效的防止和延緩瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生。土工合成材料理論在施工中的運(yùn)用將更加完善，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]　水利部.　土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（GB　50290–98）　[M]北京：中國計(jì)劃出版社，1998

篇2

近些年土木工程隨著國家的發(fā)展也不斷發(fā)展壯大，土木工程中使用的復(fù)合材料也在不斷的更新進(jìn)步，許多新型材料被研發(fā)出來應(yīng)用于土木工程項(xiàng)目中，復(fù)合材料(FRP)作為其中的優(yōu)秀代表在土木工程中應(yīng)用廣泛。簡要介紹了FRP的物理、化學(xué)特性，以及FRP的發(fā)展經(jīng)歷和在土木工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:

復(fù)合材料;土木工程;發(fā)展;應(yīng)用

1復(fù)合材料的發(fā)展歷程

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一大批新型材料被開發(fā)出來以適應(yīng)社會(huì)快速發(fā)展的需要，復(fù)合材料(FRP)也順應(yīng)時(shí)代的需求而誕生。FRP的主要組成部分是芳綸、碳纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維等，這些都屬于高性能的纖維和樹脂，以它們作為基體進(jìn)行混合，然后通過一定的加工工藝形成一系列具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的材料。FRP相對于其他材料具有優(yōu)越的性能:強(qiáng)度高、質(zhì)量小、耐腐蝕性強(qiáng)并且施工方便，在土木工程中獲得越來越多的關(guān)注，現(xiàn)在經(jīng)常見到FRP與混凝土、鋼筋等材料結(jié)合用于土木工程中，并且土木工程正在不斷研究將FRP應(yīng)用在各類結(jié)構(gòu)物中。20世紀(jì)五六十年代人們就開始研究在民用建筑中使用FRP，1961年英國Smethwick將GFRP應(yīng)用在1座教堂的尖頂，1970年英國利物浦將GFRP作為連續(xù)梁用在1座人工天橋上。我國在20世紀(jì)50年代末探索使用玻璃纖維替代鋼筋用在混凝土構(gòu)件中，到20世紀(jì)七八十年代人們開始大量研究FRP在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用:1972年云南用GFRP做成了1個(gè)雷達(dá)天線罩;1982年北京密云使用GFRP建造了1座公路橋，承重能力極強(qiáng)。最初FRP在土木工程中用作結(jié)構(gòu)加固，使用FRP加固后的土木工程在地震中表現(xiàn)出良好的性能，從而獲得了人們的一致認(rèn)可，開始大規(guī)模的應(yīng)用FRP，到了21世紀(jì)初，F(xiàn)RP已經(jīng)成為一種應(yīng)用廣泛的土木工程材料，我國現(xiàn)在每年都會(huì)使用大量的復(fù)合材料。

2復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用

2．1使用復(fù)合材料進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)

一些工程結(jié)構(gòu)的受力性能較差，可以在構(gòu)件表面附著FRP來增強(qiáng)受力性能，我國在20世紀(jì)80年代就曾經(jīng)使用GFRP來加固混凝土結(jié)構(gòu)，不過該方法主要作用是防腐，因此沒有進(jìn)行推廣，Meier等人使用GFRP加固了瑞士Ibach橋，后來歐洲、日本、加拿大及美國等都采用FRP進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，美國北嶺地震和日本阪神地震證明了FRP加固構(gòu)件的優(yōu)異性能，更加促進(jìn)了FRP在土木工程構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用。FRP可以加固混凝土，主要有以下幾種方式:①使用FRP布加固混凝土，將FRP布纏繞在混凝土外來加固，混凝土受到FRP布的約束作用強(qiáng)度和變形能力增強(qiáng)，抗震能力提高，并且混凝土柱的抗剪應(yīng)力也大大提高。②將FRP片材應(yīng)用在一些梁或者板的受拉面上，使梁或板具有更強(qiáng)的承載能力，且不易彎曲，同時(shí)也可以控制一些裂縫。③使用一些FRP片材或者將其制作成U形箍包裹在一些梁或柱子構(gòu)件上，可以極大地增強(qiáng)他們的抗剪承載力。除了上述三種加固方式之外，F(xiàn)RP布還可以用來加固一些受扭和剪力墻，或者配合其他材料使用進(jìn)行加固。現(xiàn)在國際上很多人在研究用FRP片材加固構(gòu)件的設(shè)計(jì)理論，并逐漸成為一個(gè)熱門話題，近些年也有人提出了一些新的或者改進(jìn)后的加固方式，也有一些學(xué)者在研究使用FRP加固木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等。

2．2用FRP筋、索代替鋼筋和鋼索

將FRP制作成FRP筋或索后，比傳統(tǒng)的鋼筋和鋼索具有更加良好的性能:FRP筋的強(qiáng)度比鋼筋高5倍，但是其質(zhì)量僅僅是鋼筋的1/5，并且FRP筋的抗腐蝕性和抗疲勞能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋼筋，傳統(tǒng)鋼筋極易腐蝕，容易損害，且需要進(jìn)行長期維護(hù)，F(xiàn)RP筋就很好地解決了這些弊端。因此，只要工程中不要求鐵磁性，就可以使用FRP筋或索代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋和鋼索。FRP筋主要有以下幾種:將FRP表面砂化，得到GFRP筋;用環(huán)氧粘連多股FRP筋制成CFRP預(yù)應(yīng)力筋;對FRP筋表面進(jìn)行壓痕或滾花處理。

2．3FRP和傳統(tǒng)材料結(jié)合

不同種類FRP之間或者FRP和鋼筋、混凝土之間可以進(jìn)行混合使用，互相取長補(bǔ)短，增加性能，形成新的結(jié)構(gòu)體系就是FRP組合結(jié)構(gòu)。主要有以下幾種。

1)在FRP管中加入混凝土形成FRP－混凝土組合構(gòu)件，混凝土受到FRP管的約束，F(xiàn)RP管還兼具模版的作用加快施工進(jìn)度，且具有很強(qiáng)的持久性能。

2)將FRP包裹在空心鋼管外，再用混凝土填充鋼管和FRP，F(xiàn)RP用作模版，鋼管用來承重，F(xiàn)RP和混凝土保護(hù)鋼管，混凝土受到約束作用，承載能力大大提高。

3)在工程構(gòu)件下部使用FRP，上部使用混凝土，形成FRP－混凝土組合梁，可以更加充分地利用FRP，但是其中保證FRP和混凝土之間連接部分是關(guān)鍵部分。

4)在鋁合金管的外表面包覆FRP形成CFRP－鋁合金組合構(gòu)件，該組建可以把鋁合金和FRP的質(zhì)量小、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來，并且也解決了FRP比較脆、連接困難和鋁合金較難進(jìn)行彈模的問題，因此具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

3結(jié)語

綜上所述，復(fù)合材料作為一種新型結(jié)構(gòu)材料在土木工程中經(jīng)過長久發(fā)展，已經(jīng)具有非常廣泛的應(yīng)用，因此土木工程應(yīng)不斷加強(qiáng)復(fù)合材料的應(yīng)用，充分發(fā)揮復(fù)合材料優(yōu)勢，促進(jìn)土木工程平穩(wěn)快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

篇3

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱，屬新型土木工程材料。土工合成材料從學(xué)科上分屬于高分子材料學(xué)科，從應(yīng)用工程上分屬于土木工程。作為一種土木工程材料，它以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原材料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用，具有反濾、排水、隔離、防滲、防護(hù)、加筋等多種功能。土工合成材料是繼木材、鋼筋和水泥的第四種建筑材料。目前，土工合成材料的應(yīng)用范圍已遍及水利、水電、水運(yùn)、公路、鐵路、港口、建筑、采礦、鋼鐵及軍工等工程的各個(gè)領(lǐng)域。

土工格柵系土工合成材料中的一種，其按材質(zhì)不同分為塑料拉伸格柵、鋼塑格柵、玻璃纖維格柵和滌綸經(jīng)編格柵。，它具有優(yōu)越的加筋性能，可以廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水利及環(huán)保工程等領(lǐng)域，用于加筋土地基、土邊坡、土擋墻、土橋臺(tái)、河岸和路堤，同時(shí)對于邊坡生態(tài)防護(hù)、加筋路面抗裂和高速公路路基不均勻沉降控制起到很好的作用，對于提高工程質(zhì)量，縮短施工周期，節(jié)約工程成本，延長大型基礎(chǔ)設(shè)施壽命起到了關(guān)鍵性作用。

二、塑料土工格柵

在土工格柵中，塑料土工格柵和滌綸經(jīng)編土工格柵是應(yīng)用最廣泛的格柵類土工合成材料，也是發(fā)展最快的土工格柵產(chǎn)品；而玻纖土工格柵和鋼塑土工格柵的應(yīng)用范圍相對較小，發(fā)展偏緩。塑料拉伸格柵是用聚丙烯、聚乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵。上世紀(jì)80年代初期在英國開發(fā)成功，目前國內(nèi)塑料土工格柵的生產(chǎn)廠家有20多家，但專業(yè)塑料土工格柵生產(chǎn)廠家不到10家，所生產(chǎn)的格柵大部分用于公路與鐵路鋪設(shè)及相關(guān)擋土墻、邊坡防護(hù)、橋臺(tái)等工程。2009年我國塑料土工格柵的消費(fèi)量達(dá)到了1.4億平方米。

土工格柵市場在四種土工格柵競爭中不斷拓展。近年來，土工格柵的用量增長較快。2008年我國土工格柵市場規(guī)模20.75億元。2009年我國土工格柵市場規(guī)模達(dá)26.07億元。四類土工格柵中，塑料土工格柵面市時(shí)間最早，盡管在經(jīng)編、玻纖和鋼塑土工格柵進(jìn)入市場時(shí)，塑料土工格柵的市場受到了較大沖擊，但從近年來的市場接受情況看，隨著塑料加工技術(shù)的突飛猛進(jìn)，塑料土工格柵性能大大提升，其優(yōu)越性能又重新得到市場的認(rèn)可，市場增長較快。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2009年塑料土工格柵市場規(guī)模達(dá)14.28億元，在整個(gè)土工格柵使用量中所占比例接近55%。

三、土工格柵的市場及應(yīng)用

土工格柵在工程基建中的作用已得到廣泛的認(rèn)可，根據(jù)鐵道部、交通部、水利部頒布的《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50290-98）、《鐵路路基土工合成材料應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10118-2008J532-2006）、《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》、《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JTJ/T019-98）、《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》、《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》、《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（SL/T225-98）等設(shè)計(jì)、施工規(guī)范文件，土工合成材料及土工格柵可用于涉及交通領(lǐng)域的公路、鐵路、民航機(jī)場建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域的施工建設(shè)。隨著我國在鐵路、公路及市政工程市場、水利投資等各項(xiàng)工程上大力投資，土工格柵的需求量將逐年增加。

1）鐵路市場

《國家鐵路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出到到2015年，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)12萬公里左右，其中西部地區(qū)鐵路5萬公里左右。西部地區(qū)城市密度和人口密度較小，鐵路建設(shè)中路基里程較多，對土工合成材料的需求量會(huì)增加。

同時(shí)，《國家鐵路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出加強(qiáng)綠色鐵路建設(shè)，擴(kuò)大新能源、新產(chǎn)品、新材料的應(yīng)用，積極推廣節(jié)地、節(jié)材技術(shù)，這些要求為土工合成材料提供了機(jī)會(huì)。

2）公路及市政工程市場

土工合成材料在公路工程中應(yīng)用比較廣泛，公路中主要采用土工合成材料來解決瀝青路面反射裂縫病害問題，同時(shí)公路中隧道、擋墻比較多，所以應(yīng)用的土工膜、土工格柵比較多，城市內(nèi)的市政道路建設(shè)也采用土工合成材料，以減少道路返修率。港口建設(shè)、航道建設(shè)、機(jī)場建設(shè)等各項(xiàng)建設(shè)工程都需要使用土工合成材料，主要使用：土工格柵、非織造布、土工膜等土工合成材料。。

《高速公路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出到2015年國地兩網(wǎng)高速公路共計(jì)通車?yán)锍碳s達(dá)14萬公里，5年建成國家高速公路網(wǎng)3.5萬公里；這些工程項(xiàng)目增加了土工合成材料的需求。

3）水利市場

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關(guān)鍵詞：土工合成材料；圍墾工程；應(yīng)用

中圖分類號：S277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1. 土工合成材料

1.1 土工合成材料含義

目前，隨著科技水平的不斷提高，相關(guān)研究者將各種不同的化學(xué)材料進(jìn)行綜合，研制出了土工合成材料，并將其應(yīng)用在巖土工程中。土工合成材料中的原材料主要包括塑料、纖維、橡膠等，將這些直接放置在土質(zhì)結(jié)構(gòu)中，可以對土質(zhì)結(jié)構(gòu)起到一定的保護(hù)作用。因其效果好，因此受到業(yè)界人士的廣泛關(guān)注，在擴(kuò)大其適用范圍的同時(shí)還不斷改革，研制出土工膜、土工織物以及土工復(fù)合材料等。這些材料因具有施工簡便、耐腐蝕能力好、自重輕、性能好、成本低、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在水利工程的建設(shè)當(dāng)中。

1.2 土工合成材料的使用范圍

在當(dāng)前的工程施工中，土工合成材料的使用范圍相對較廣。土工合成材料正是具有較好防滲性、耐腐蝕性的材料，且其非常適合在土木工程或巖體工程中使用，因而在水利工程中的多項(xiàng)工程中都可以應(yīng)用，如渠道、壩體結(jié)構(gòu)、防滲墻結(jié)構(gòu)等等所有對結(jié)構(gòu)防滲有較高要求的工程施工中。一般來講，土工合成材料在水利工程的基層施工中應(yīng)用最為廣泛。這是因?yàn)椴捎眠@種施工材料，不但可以進(jìn)一步提高工程的施工質(zhì)量和整體性能，而且還具有很高的節(jié)能環(huán)保價(jià)值，對于促進(jìn)水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也具有重要意義。同時(shí)還可以增大水資源利用效率，減少水資源浪費(fèi)，做到真正的高效節(jié)能。

2. 工程實(shí)例

某圍墾工程是某市最大的在建圍墾項(xiàng)目，由北堤、順堤、艚堤，施工便道，北閘、琵琶閘組成，圍墾按五十年一遇標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。主堤長度13.1，最高處9.2m，最寬處120m，圍區(qū)總面積28.96km2，概算總投資9.5億元。兩圍堤地質(zhì)勘察均為淤泥層、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、粘性土、全風(fēng)化花崗巖，其中淤泥質(zhì)土層厚達(dá)到10～18m，該層承載力低，沉降變形大，承載力特征值30KPa，壓縮系數(shù)2.21KPa-1，抗剪強(qiáng)度內(nèi)摩擦3.1倍，凝聚力3.3KPa呈流塑狀態(tài)，容易引起沉降變形及抗滑穩(wěn)定。

3. 土工合成材料的作用

3.1 過濾作用

由于土工合成材料具有良好的過濾性和透水性，因此在工程中得到了廣泛應(yīng)用。把土工合成材料鋪設(shè)在土體表面或者兩相鄰?fù)翆又g，這種安裝方法允許土體中的水流和氣體經(jīng)過土工合成材料自由排出而阻止土顆粒移動(dòng)，可有效防止因土顆粒流失而造成的土體破壞，同時(shí)還避免了因土體中的氣或水排不出造成的孔隙水壓力升高的情況。傳統(tǒng)的過濾材料是透水的砂石料，隨著社會(huì)的發(fā)展和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富，現(xiàn)在大多用土工織物來代替，或者把土工織物和砂石料結(jié)合起來使用。

3.2 排水作用

具有排水作用的土工合成材料一般具有多孔隙的特點(diǎn)，利用這個(gè)特點(diǎn)，可把這種材料放置在土體中用來匯集水分，并將水排出土體。根據(jù)工程實(shí)踐的需要，現(xiàn)在制成的具有排水作用的合成材料不僅可沿垂直于平面的方向排水，也可沿平行于平面方向排水，即具有了水平排水功能，這種功能的出現(xiàn)大大擴(kuò)展了這種材料的應(yīng)用范圍?，F(xiàn)在這種材料已廣泛應(yīng)用于土壩，擋土墻等水工建筑物中。

3.3 防滲作用

土工合成材料中起到防滲作用的主要是土工膜，它是將普通的土工合成材料表面涂一層樹脂或橡膠等不透水材料，或?qū)⑼凉ず铣刹牧吓c塑料薄膜復(fù)合在一起而制成的產(chǎn)品。土工膜大多是將薄型無紡布與薄膜復(fù)合而制成的，按工程需要可以分為多種形式，主要包括一布一膜、二布一膜或三布一膜3種。在制作過程中可按工程實(shí)際需要來選擇無紡布和塑料薄膜的厚度，但一般選用較厚的無紡布與薄膜復(fù)合。其中，塑料薄膜起防水、防滲作用，而無紡布則起導(dǎo)水作用，充分利用了兩種材料的特性，所以土工合成材料可以起到很好的防滲作用。

3.4 加筋作用

土工合成材料的加筋技術(shù)總體來講，主要包括加筋支擋結(jié)構(gòu)、加筋陡坡和軟土地基加筋3個(gè)方面。我們知道，土體顆粒具有一定的抗剪切性和抗壓縮性，但它們的抗拉強(qiáng)度卻是非常低的，為了改善土體的抗拉強(qiáng)度與變形性能，在工程實(shí)踐中經(jīng)常在土體內(nèi)鋪設(shè)或加入土工合成材料，這種施工方式很好的控制了土體的變形，增加了土體的穩(wěn)定性，減少了工程中的安全隱患。

以上的工程實(shí)踐充分利用了土工合成材料高抗拉強(qiáng)度和低破壞變形率的特點(diǎn)，這就是土工合成材料的加筋作用。在工程中土工合成材料這種作用主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:

（1）可以應(yīng)用于土石壩、河堤的建設(shè)等工程實(shí)踐中，主要起到加固軟弱地基、隔離和過濾作用。

（2）增加施工過程中回填與開挖邊坡的穩(wěn)定性。

（3）在擋土墻的回填過程中起到加筋作用，或者用來錨固擋土墻的面板。

3.5 隔離作用

在工程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同的粒料層之間相互摻混的現(xiàn)象，使得這些粒料失去了它們應(yīng)有的效果。利用土工合成材料的隔離作用，工程師們把這些材料鋪設(shè)在不同的粒料層之間，有效的解決了摻混問題，大大提高了施工的效率和效果。在軟弱地基上鋪設(shè)碎石粒料基層時(shí)，在它們中間鋪設(shè)土工織物，可有效防止層間出現(xiàn)土料相互侵入的現(xiàn)象并且能很好的控制土體的不均勻沉降。土工合成材料的隔離作用主要體現(xiàn)在土石壩、河堤等軟土地基處理過程中。

3.6 防護(hù)作用

土工合成材料的防護(hù)作用主要體現(xiàn)在可以消減人類活動(dòng)、自然現(xiàn)象和周圍環(huán)境的變化對堤坡和岸坡等水工建筑物造成的危害。由于土工合成材料可以有效消除應(yīng)力集中現(xiàn)象，也可起到應(yīng)力傳遞作用，使應(yīng)力分解，防止土體受外力作用破壞，因此在水利工程中，土工合成材料的防護(hù)作用得到了廣泛應(yīng)用。在被保護(hù)的水工建筑物表面覆蓋一層具有良好反濾性能的土工織物，并在上面鋪設(shè)一定的蓋重，可有效地保護(hù)該建筑物表面不受水流和波浪等因素的破壞，與傳統(tǒng)的護(hù)坡材料具有相同的護(hù)坡效果。

4. 質(zhì)量控制措施

(1)土工布鋪設(shè)前， 場地的雜物應(yīng)清除干凈，沿堤每隔100m橫直向設(shè)伸縮節(jié)，同時(shí)對石墻體外露部位的尖角棱體進(jìn)行修整，布體用細(xì)鋼筋錨固在竹圍上；

(2)土工布鋪設(shè)平行于堤軸線，橫直向機(jī)縫連接，搭接寬度不小于10cm。提倡雙線連接法和三線連結(jié)法；

(3)土工格柵接縫垂直于堤軸線，一般情況下重疊1～2格連接，U 型釘對角插入或者尼龍扣雙向?qū)擎i緊；

(4)土工格柵較堅(jiān)韌，按設(shè)計(jì)要求長度尺寸進(jìn)料，在鋪設(shè)中還應(yīng)采取適當(dāng)措施如：內(nèi)外壓邊、竹樁定位、鐵絲牽固等方法，防止格柵位移；

(5)基礎(chǔ)拋石時(shí)還應(yīng)對拋石基礎(chǔ)的土工格柵采用碎石鋪設(shè)或者石粉鋪設(shè)，以利對格柵的保護(hù)；

(6)應(yīng)加強(qiáng)對進(jìn)場材料質(zhì)量的檢驗(yàn)，由于土工合成材料種類多種多樣，生產(chǎn)廠家也很多，產(chǎn)品規(guī)格型號千差萬別，因此對進(jìn)場的材料應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的規(guī)格、型號及技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)有資質(zhì)的檢測單位檢測合格的材料才可以進(jìn)場使用；

(7)土工合成材料是高分子聚合材料，其在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、保管的環(huán)節(jié)應(yīng)做好防曬工作，經(jīng)太陽暴曬的材料十分容易老化而使強(qiáng)度大大降低、壽命大大減短；

(8)土工合成材料多種多樣，功能也不盡相同，施工時(shí)應(yīng)該按照相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范進(jìn)行，應(yīng)特別處理好材料的連接部位。

結(jié)語

土工合成材料可提高地基承載力、減少堤圍沉降量、縮小堤圍變形、施工工藝簡單、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)低廉的特點(diǎn)， 現(xiàn)已成功應(yīng)用于軟基的圍墾工程。

參考文獻(xiàn)

[1]姜洪華.水利工程中土工合成材料的應(yīng)用及施工[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，21:7.

篇5

【關(guān)鍵詞】建筑工程混凝土裂縫危害；碳纖維復(fù)合材料；預(yù)防處理

一、建筑工程混凝土裂縫的危害

1.1嚴(yán)重危及安全

建筑工程混凝土裂縫寬度不允許超過規(guī)范允許值（0.3mm），如果出現(xiàn)這種裂縫，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位根據(jù)具體情況出具處理方案進(jìn)行處理。

1.2減短使用壽命

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板出現(xiàn)裂縫，雖對結(jié)構(gòu)安全影響不大，但因裂縫致使板內(nèi)鋼筋失去混凝土保護(hù)而直接與空氣接觸，鋼筋銹蝕，縮短鋼筋混凝土板使用壽命。

1.3影響生活、生產(chǎn)

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板一旦產(chǎn)生裂縫，樓面就有可能滲漏并產(chǎn)生污染，影響正常使用和美觀，有時(shí)，裂縫寬度雖在允許范圍值內(nèi)，但總是給使用人造成一定的心理恐懼。

二、建筑工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1設(shè)計(jì)原因

（1）樓板厚度不夠，致使樓板撓度過大而產(chǎn)生裂縫。

（2）使用鋼筋直徑較大、鋼筋間距太稀，形成平面尺寸相對較大的素混凝土，易產(chǎn)生裂縫甚至稍受沖擊即穿孔。

（3）板面抵抗負(fù)彎矩鋼筋尾部處樓面開裂，而在房屋轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生雙向應(yīng)力，沒有配置構(gòu)造筋或構(gòu)造筋數(shù)量（斷面面積）不夠，易形成45度斜裂縫。筆者自住套房客廳長6000mm，寬4800 mm，在進(jìn)行裝修前曾發(fā)現(xiàn)一條距墻角約1500 mm、距縱墻約1000 mm、距橫墻及梁（一向?yàn)楹喼Я海┘s1200 mm的橢圓形裂縫，幾乎連通，裂縫寬度遠(yuǎn)超過0.3 mm，用腳瞪踩時(shí)樓板整體顫抖嚴(yán)重。

（4）因建筑設(shè)計(jì)注重造型和功能，致使樓板平面不規(guī)則，形狀突變，因熱脹冷縮或受力變化時(shí)，結(jié)構(gòu)薄弱處應(yīng)力集中產(chǎn)生裂縫。

（5）荷載取值不當(dāng)也是鋼筋混凝土板開裂的原因之一，一是設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行配筋計(jì)算時(shí)，只根據(jù)承載力來確定配筋量，忽略了正常使用階段承受荷 載引起的裂縫寬度計(jì)算、驗(yàn)算，以致產(chǎn)生裂縫。二是設(shè)計(jì)時(shí)未充分考慮施工或裝修荷載，以致施工過程中樓板開裂。

2.2施工原因

（1）現(xiàn)澆鋼筋混凝土板厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

（2）鋼筋用量（包括大小、數(shù)量、長度等）達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或者等面積等強(qiáng)度替換，單根鋼筋截面面積較大以致鋼筋間距太稀。

（3）鋼筋位置不正確。一是綁扎時(shí)，鋼筋所處標(biāo)高位置不正確，保護(hù)層過厚，減小了鋼筋混凝土板的有效厚度，二是施工過程中的人為踩踏等使得鋼筋變形或位移。

（4）鋼筋特別是抵抗負(fù)彎矩的懸臂鋼筋不按施工規(guī)范施工，間點(diǎn)或多點(diǎn)綁扎一點(diǎn)，鋼筋綁扎不牢固、松松垮垮，混凝土澆筑時(shí)造成鋼筋變形或移位。

（5）混凝土強(qiáng)度等級達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

（6）混凝土配合比不正確，水灰比過大，骨料級配不合理，骨料含泥或含雜質(zhì)超標(biāo)等都可能導(dǎo)致樓板開裂。

（7）混凝土過分振搗，粗骨抖下沉，上部水泥“浮漿”過厚，脫水干縮開裂。

（8）混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，不到位，特別是采用鋼模板時(shí)，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)易產(chǎn)生收縮裂縫。

（9）混凝土澆筑前，模板濕水不充分，特別是木模板過于干燥，吸水快、吸水量大，致使縮塑性收縮裂縫。

（10）模板支撐不牢或有支撐間距太大，混凝土澆筑或凝結(jié)過程中支撐下沉、模板變形，致使鋼筋混凝土板開裂。

2.3其他方面的原因

（1）水泥水化熱的作用。對于現(xiàn)澆鋼筋混凝土板來說，不屬于大體積混凝土，對開裂影響較小。

（2）裝飾裝修。二次裝修時(shí)，不征得原設(shè)計(jì)單位同意或認(rèn)可，改變或破壞原結(jié)構(gòu)，改變受力特征，在現(xiàn)澆鋼筋砼樓板上開槽、打洞、任意增加裝飾荷載、過多或集中堆放裝飾裝修材料，致使樓板開裂。

三、碳纖維復(fù)合材料在建筑工程中加固方面的具體運(yùn)用

3.1碳纖維材料結(jié)構(gòu)加固的具體適用范圍

在現(xiàn)實(shí)生活中，碳纖維材料可以在多種結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行有效地采用，加強(qiáng)對各種結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行有效的加固和修補(bǔ)，例如橋梁、樓板、頂柱、屋架以及橋墩等多種結(jié)構(gòu)；與此同時(shí)，一些磚砌體的某些力學(xué)性能，也可以碳纖維材料進(jìn)行加固。

3.2碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的具體規(guī)范

通常而言，在實(shí)際的工程中使用碳纖維片材進(jìn)行粘貼同時(shí)對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)該使用與之相配套的粘結(jié)材料，從而將碳纖維片材粘貼在一起，來有效的增強(qiáng)碳纖維片材的承受拉力，從而能夠同混凝土的變形進(jìn)行協(xié)調(diào)，來與之共同受力，實(shí)現(xiàn)加固的功能。

3.3碳纖維片材對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固的具體操作方式

在現(xiàn)實(shí)生活中，面度橋梁和樓板等構(gòu)件進(jìn)行受彎加固時(shí)，要求碳纖維的方向同需要加固地方的受到拉力的方向保持一致，可以采取封閉式料貼方式、u形粘貼方式或者側(cè)面粘貼方式對橋梁與柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行受剪加固，在實(shí)際操作中，需要碳纖維的方向同構(gòu)件的軸向?qū)崿F(xiàn)垂直。在得到可靠的依據(jù)時(shí)，可以選取其它相關(guān)形式對其它受力狀況的混凝土結(jié)構(gòu)開展有效的加固。具體而言沒在使用粘貼碳纖維對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)該遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，使用概率理念，并且以此作為基礎(chǔ)，利用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法施行承載能力的極限狀態(tài)計(jì)算，同時(shí)還要針對正常使用的極限狀態(tài)進(jìn)行有效的驗(yàn)算。

對于鋼筋與混凝土材料，可以結(jié)合其檢測所得到的實(shí)際的強(qiáng)度，并且依照國家現(xiàn)在施行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，針對其相應(yīng)的材料強(qiáng)度進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)。在現(xiàn)實(shí)生活中，要求碳纖維材料應(yīng)該結(jié)合構(gòu)件所能夠達(dá)到的極限狀態(tài)進(jìn)行有效的應(yīng)變，結(jié)合線彈性的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系來確保相應(yīng)的應(yīng)力。具體而言，則要求碳纖維片材的選取，應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)廠商所提供的保證不少于95%的合格率來進(jìn)行抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)使用粘貼碳纖維材料對相關(guān)結(jié)構(gòu)采取有效的加固管理時(shí)，要充分的考慮到對其進(jìn)行加固之后其結(jié)構(gòu)中其它構(gòu)件或者構(gòu)件的其它性能有可能帶來的影響。

使用粘貼碳纖維片材對相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)該有效的發(fā)揮其卸除作用，具體而言則是卸掉其在結(jié)構(gòu)上面的活荷載。若是不能夠在完全卸載的條件下采取加固措施時(shí)，則應(yīng)該充分的考慮到二次受力的影響。

結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和社會(huì)的不斷發(fā)展，極大的促進(jìn)了碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用和普及，也促進(jìn)了當(dāng)前國內(nèi)粘貼碳纖維材料需求量的迅速提高，在這一方面則顯示了碳纖維材料在國內(nèi)建筑工程加固方面的廣闊應(yīng)用前景，同時(shí)也預(yù)示著未來人類社會(huì)在材料應(yīng)用上會(huì)從鋼鐵時(shí)代轉(zhuǎn)入到一個(gè)碳纖維材料廣泛應(yīng)用的時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

【關(guān)鍵詞】碳纖維；混凝土結(jié)構(gòu)；加固

碳纖維復(fù)合材料包含的方面又很多，其中主要有碳纖維、芳綸纖維以及玻璃纖維等，這些都是我們生活中經(jīng)常用到的，而且它們都具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn)。因此在80年代初，人們也將其作為主要的工程施工材料廣泛的應(yīng)用在工程施工中。碳纖維材料起初主要用于軍事、航天、船舶等工程當(dāng)中，并且取得了不錯(cuò)的效果，后來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們在原有的基礎(chǔ)之上對其進(jìn)行完善和改進(jìn)，從而擴(kuò)展到土木工程施工中來，對混凝土的修復(fù)和加固工作有著十分重要的意義。

1.碳纖維復(fù)合材料的特點(diǎn)及力學(xué)性能

碳纖維是當(dāng)前工程施工中的一種新型的施工材料。它具有良好的物理力學(xué)性能，這也是當(dāng)前用途最廣，性能最好的纖維材料。它在土木工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中，有著極強(qiáng)的補(bǔ)強(qiáng)作用，可以對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理有效的修復(fù)和加固，從而提高土木工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。目前，由于我國的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)比較落后，因此在進(jìn)行使用的時(shí)候，一般都是采用國外進(jìn)口的碳纖維片。這種碳纖維片有很多種，其中比較常見的有：單向片、單向織布、雙向織布等，這些也是我們工程施工中常用到的施工材料。

當(dāng)前，在土木工程中應(yīng)用的最為廣泛的碳纖維復(fù)合材料就是碳纖維增強(qiáng)塑料，這種材料在制作過程中，對其物理力學(xué)性能有著十分嚴(yán)格的要求，而且在施工性和耐久性方面也有著相應(yīng)的施工指標(biāo)。

碳纖維增強(qiáng)塑料的質(zhì)地比較輕，而強(qiáng)度比較高，經(jīng)相關(guān)測試，碳纖維增強(qiáng)塑料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要超過普通施工鋼材的好幾十倍。而且它本身具有的彈性模量和建筑施工鋼材相比，碳纖維增強(qiáng)彈性模量更強(qiáng)，耐久性和耐腐蝕性也比一般的建筑施工材料要強(qiáng)。由此可見，這種碳纖維復(fù)合材料，有著極強(qiáng)的物理力學(xué)性能，有利于土木工程結(jié)構(gòu)的加固與修復(fù)，極大程度上保障土木工程的質(zhì)量。

2.碳纖維增強(qiáng)塑料在土木工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1國外應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在工程施工中，人們也開始嘗試著將碳纖維材料加入到混凝土當(dāng)中，從而制成碳纖維混凝土，應(yīng)用到工程項(xiàng)目當(dāng)中，并且取得了不錯(cuò)的效果。這種主要是將碳纖維的長絲制作成和鋼筋一樣的棒材，在混凝土施工中，將其用來代替鋼筋，從而形成一種新型的結(jié)構(gòu)材料，這種碳纖維混凝土主要用在一些大型工程結(jié)構(gòu)建設(shè)當(dāng)中。而且在大型的土木工程建設(shè)的時(shí)候，人們將碳纖維材料加工成繩狀，將其作為工程施工的拉索結(jié)構(gòu)，不過這種方法并沒有對錨具連接的問題進(jìn)行很好的解決，但是在土方工程施工中，仍然在應(yīng)用。而碳纖維混凝土在混凝土工程施工建設(shè)中強(qiáng)度比較高，而且具有極強(qiáng)的耐久性和耐腐蝕性，這也對混凝土的開裂現(xiàn)象進(jìn)行了有效的控制，從而提高了土木工程的施工質(zhì)量。

在上個(gè)世紀(jì)80年代，發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始將碳纖維材料應(yīng)用到混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，從而增強(qiáng)混凝土的物理力學(xué)性能，并且在90年代初期，發(fā)達(dá)國家就將其碳纖維混凝土材料廣泛的應(yīng)用到各個(gè)工程施工領(lǐng)域當(dāng)中，而且更具碳纖維優(yōu)異的物理力學(xué)性能，使的許多工程設(shè)施的結(jié)構(gòu)質(zhì)量都有著大幅度的提高。目前，國外發(fā)達(dá)國家不但將碳纖維施工技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，還對其施工生產(chǎn)技術(shù)掌握得十分成熟，而且現(xiàn)在有許多施工單位將這種碳纖維施工材料，應(yīng)用到了土木工程當(dāng)中，并且為社會(huì)建設(shè)提供了良好的條件。

2.2國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

碳纖維加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國起步較晚，但最近幾年系統(tǒng)地對碳纖維用于加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究也呈現(xiàn)不斷發(fā)展的趨勢，最初僅有國家工業(yè)建筑診斷與工程技術(shù)研究中心一個(gè)單位，相繼有清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)、東南大學(xué)、大連理工大學(xué)等十余家高等學(xué)校和科研設(shè)計(jì)單位嘗試地進(jìn)行過國產(chǎn)和進(jìn)口碳纖維織物加固混凝土構(gòu)件主要包括板、梁、柱等的模型實(shí)驗(yàn)、加固施工工藝及加固性能評價(jià)等方面的研究，已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性成果，并在工業(yè)與民用建筑、橋梁與隧道以及公路工程中得到具體的應(yīng)用，收到了良好的效果，現(xiàn)在部分單位著手從事纖維增強(qiáng)材料加固混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范的研究。該課題已列入建設(shè)部研究開發(fā)課題及國家科技部“九五”重點(diǎn)攻關(guān)課題。目前這項(xiàng)工作還處于剛剛起步階段。自1997年5月，國家工程中心已制作了一些試件，分為20余個(gè)工況，取得了構(gòu)件抗彎、抗剪和抗壓等一些有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了多項(xiàng)工程的試點(diǎn)與推廣。相信碳纖維增強(qiáng)材料在國內(nèi)將有廣闊的發(fā)展前景。

3.目前存在的問題

3.1力學(xué)研究方面存在的問題

碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)是得到國際上普遍認(rèn)同的開發(fā)熱點(diǎn)，其力學(xué)研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，然而，截止目前這方面工作還存在一些問題：（1）盡管對加固結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行了一些試驗(yàn)研究，但是系統(tǒng)的理論分析和數(shù)值計(jì)算研究卻很有限。而這對于創(chuàng)立和發(fā)展這種嶄新的加固技術(shù)是必不可少的。（2）碳纖維加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞模式，如鋼筋屈服-碳纖維斷裂破壞、鋼筋屈服-混凝土壓碎、混凝土受壓破壞和碳纖維板于混凝土面的黏結(jié)破壞等各類破壞特性，尚需深入研究。（3）盡管對碳纖維加強(qiáng)構(gòu)件的彎曲、剪切延性、剛度能力等幾方面性能分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，但有關(guān)它們的綜合因素對加固材料的登記、數(shù)量以及施工工藝的影響的研究尚欠缺。（4）有關(guān)疲勞和抗震性能的研究不足，這對于評價(jià)加固結(jié)構(gòu)的綜合性能，預(yù)測其二次壽命至關(guān)重要。（5）碳纖維加強(qiáng)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)其它部分或整體的協(xié)調(diào)性如何，荷載的重分布而引起的局部破壞可能、連接點(diǎn)的削弱程度等，尚待研究。

3.2尚待解決的技術(shù)關(guān)鍵

材料的國產(chǎn)化問題。盡管國外已有多種定型的碳纖維材料產(chǎn)品，但國內(nèi)的大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用不能完全依賴于進(jìn)口產(chǎn)品，從降低成本及發(fā)展民族工業(yè)來講，國產(chǎn)化是必須的條件，目前國內(nèi)的PAN基碳纖維強(qiáng)度一般在2000～3000Mpa之間，彈性模量在2.1x105Mpa左右，其性能基本滿足加固要求，但在預(yù)浸料的生產(chǎn)和加工成品的質(zhì)量方面仍有較大的欠缺，均勻性也較差。因此材料的國產(chǎn)化問題是一個(gè)關(guān)鍵問題。

碳纖維加固修補(bǔ)使用的技術(shù)方面的問題，這主要體現(xiàn)在國內(nèi)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程的制定上，盡管國外一些國家已有了較完善的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，但并不適合我國，我們應(yīng)及早制定出自己的標(biāo)準(zhǔn)和施工指南，包括材料生產(chǎn)、使用、檢驗(yàn)、加固設(shè)計(jì)、計(jì)算、工程施工與驗(yàn)收的一系列標(biāo)準(zhǔn)化工作。

不過自碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究開發(fā)成功后，給土木建筑領(lǐng)域加固改造技術(shù)帶來重大變革，采用碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)將比以往從傳統(tǒng)的技術(shù)更優(yōu)越、更有效率和更方便經(jīng)濟(jì)，可以解決傳統(tǒng)的加固方法不能解決的技術(shù)問題，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究開發(fā)成功，將為碳纖維材料及其它高性能纖維材料應(yīng)用于建筑業(yè)打下深厚的基礎(chǔ)，開辟了新的產(chǎn)業(yè)途徑。

4.結(jié)束語

由此可見，碳纖維復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的特性，在土木工程中得到的廣泛的應(yīng)用。它不但對土木工程中的混凝土結(jié)構(gòu)有著良好的加固修復(fù)功能，延長了混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，還極大程度上推動(dòng)了土木工程的發(fā)展，為是我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞:高速公路;試驗(yàn)檢測;規(guī)范;建議

試驗(yàn)檢測工作在高速公路建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)、工藝試驗(yàn)及原材料試驗(yàn)為高速公路的建設(shè)提供最根本的基礎(chǔ);地基承載力試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)及壓實(shí)度試驗(yàn)作為過程控制為工程質(zhì)量提供過程保障;而最終的驗(yàn)收評定工作則為工程質(zhì)量提供一個(gè)最終的試驗(yàn)數(shù)據(jù)?？傊?試驗(yàn)檢測工作在高速公路建設(shè)中發(fā)揮著重大的作用。但是,試驗(yàn)檢測工作仍存在著規(guī)范不齊全、試驗(yàn)檢測工作的范圍及試驗(yàn)材料所檢測的項(xiàng)目不明確的問題。

本文通過對這些問題的探討,提出幾點(diǎn)建議,希望能夠引起各相關(guān)方的注意,能夠盡快地解決這方面的問題,以利于試驗(yàn)檢測工作的正常順利開展,確保工程質(zhì)量。

1試驗(yàn)檢測工作常見的問題

1.1所使用規(guī)范的問題

試驗(yàn)檢測工作所涉及的規(guī)范的作用主要有兩個(gè):其一是為試驗(yàn)對象提供檢測范圍及提供相應(yīng)的試驗(yàn)檢測方法;其二是對所檢測的結(jié)果提供判定標(biāo)準(zhǔn),用于判斷所檢測的結(jié)果是否合格,或者提供其所適用的范圍。如果試驗(yàn)檢測缺乏相應(yīng)的試驗(yàn)依據(jù)或判定標(biāo)準(zhǔn),讓試驗(yàn)工作就會(huì)陷入困境。目前高速公路上試驗(yàn)檢測規(guī)范不齊全的有:

(1)隧道復(fù)合防水板的氣密性試驗(yàn),不論是國標(biāo)或是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均找不到相應(yīng)的試驗(yàn)依據(jù)。

(2)缺少水泥漿以下幾個(gè)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法:泌水率、膨脹率、抗壓強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間及凈漿配合比的設(shè)計(jì)過程。

1.2高速公路工地所使用材料的檢測范圍及項(xiàng)目

隨著對工程質(zhì)量要求的日益提高,材料的檢測范圍及項(xiàng)目也更加嚴(yán)格。對于目前工程上所用的材料,是否進(jìn)行檢測應(yīng)該有一個(gè)比較明確的界定。對于主要材料如集料、鋼筋、水泥、外加劑、鋼鉸線、支座等毫無疑問都應(yīng)進(jìn)行檢測。而對于只作為工程的輔助材料如隧道超前支護(hù)、管棚、小導(dǎo)管及小鋼管等的應(yīng)如何進(jìn)行檢測則應(yīng)有清晰的界線。

目前工程上所使用的材料繁多,而對于那些根據(jù)規(guī)范必須進(jìn)行檢驗(yàn)的材料,應(yīng)檢測哪些指標(biāo)也應(yīng)有比較清晰的界定。高速公路上每個(gè)標(biāo)段都設(shè)有自己的工地試驗(yàn)室,都能對常用材料的常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行檢測。對于那些不能進(jìn)行檢測的項(xiàng)目則委托給具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)。以土工合成材料為例,根據(jù)文獻(xiàn)規(guī)定,土工合成材料在工地現(xiàn)場所應(yīng)檢測的項(xiàng)目(表1),表1中只提供12個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目,且根據(jù)加筋、過濾、排水、坡面防護(hù)、沖砌防護(hù)、路面裂縫防治6種不同的用途選擇不同的試驗(yàn)項(xiàng)目,而根據(jù)文獻(xiàn)中所涉及的檢測項(xiàng)目共有物理性能、力學(xué)性能、水力學(xué)性能、耐久性能試驗(yàn)四大類共有25小項(xiàng)試驗(yàn)。由此可見,現(xiàn)場檢測還是具有一定選擇性的。

2關(guān)于試驗(yàn)工作的幾點(diǎn)建議及解決措施

2.1規(guī)范問題

對于規(guī)范的不齊全,這一點(diǎn)其實(shí)是比較好解決的,畢竟目前工地材料、施工工藝的更新速度較快,制定規(guī)范的有關(guān)部門應(yīng)對此具有高度的敏感性,隨時(shí)匯總需要補(bǔ)充及更新的規(guī)范的信息,不定期地對規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充、更新。使規(guī)范的更新速度能跟上實(shí)際的需要。同時(shí),作為高速公路參建的各方,都應(yīng)以積極的態(tài)度面對出現(xiàn)的各種新問題,在新的規(guī)范出臺(tái)之前可以臨時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場補(bǔ)充,及時(shí)地解決試驗(yàn)檢測上所存在的問題。

2.2工地試驗(yàn)室所應(yīng)檢測的材料的范圍及項(xiàng)目

目前工地試驗(yàn)室的判定依據(jù)都是國標(biāo)或各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而這些判定標(biāo)準(zhǔn)中往往包含很多試驗(yàn)項(xiàng)目,而這些標(biāo)準(zhǔn)都是針對生產(chǎn)廠家及相應(yīng)的監(jiān)督部門而言的,而不是針對工地試驗(yàn)室。高速公路所使用的材料(除粗細(xì)集料外)均經(jīng)過生產(chǎn)廠家的嚴(yán)格質(zhì)量控制及社會(huì)相關(guān)監(jiān)督部門的不定期抽檢,其產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該要得到保證。因此,現(xiàn)場只需對一些常規(guī)的指標(biāo)進(jìn)行檢測即可,如水泥的力學(xué)性能;對那些非常規(guī)的項(xiàng)目,如水泥的化學(xué)分析試驗(yàn),則可以不做,或在確定廠家的時(shí)候可以做一次,完全沒有必要每批次都進(jìn)行試驗(yàn)。而有些指標(biāo)則可能與材料的使用用途沒有關(guān)系,則不必進(jìn)行檢測。如文獻(xiàn)規(guī)定,當(dāng)土工合成材料的主要用途是排水時(shí),則無需進(jìn)行直接剪切摩擦、拉拔摩擦等項(xiàng)目的檢測。另外,許多檢測項(xiàng)目的檢測期比較長,費(fèi)用也比較高,這除了增加一些不必要的工程成本,還在一定程度上不利于工程的施工。因此,如何對材料的檢測指標(biāo)進(jìn)行界定是一個(gè)很重要的課題。在充分考慮到工程質(zhì)量及各種材料的不同使用用途,對于影響永久性工程的質(zhì)量的材料或材料的相關(guān)指標(biāo)應(yīng)進(jìn)行控制,而對于那些只是輔助材料或不對永久性工程質(zhì)量沒有影響的材料,可以不進(jìn)行檢測,或放寬檢測范圍,減少檢測指標(biāo),適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。而對一些與工程質(zhì)量無關(guān)的指標(biāo),如果所進(jìn)場的材料如水泥等只不過用于像場地硬化等臨時(shí)工程,也沒有進(jìn)行檢測的必要?？紤]到我國地大物博,各個(gè)區(qū)域的地理?xiàng)l件差別較大,而每一個(gè)地區(qū)高速公路上所使用的材料基本上沒有太大的差別,因此建議有關(guān)部門對此進(jìn)行統(tǒng)一,至少做到一條高速公路有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),最好能夠做到每個(gè)省份能對此進(jìn)行統(tǒng)一,這樣對材料的控制就會(huì)有的放矢了。

3加強(qiáng)業(yè)主抽檢,確保工程檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠

在以往的項(xiàng)目建設(shè)過程中,由于業(yè)主對工程質(zhì)量檢測情況缺少第一手資料,工程質(zhì)量檢測工作無法滿足預(yù)定要求。鑒此,本項(xiàng)目可借鑒相關(guān)行業(yè)、項(xiàng)目及本公司以往項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)業(yè)主抽檢,確保工程檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。在業(yè)主抽檢實(shí)施過程中,由項(xiàng)目管理處相關(guān)部門根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展的要求及各檢測參數(shù)既定的抽檢頻率,向檢測公司提出委托意向,檢測公司在接到委托后,組織人員予以實(shí)施,并將檢測結(jié)果及時(shí)反饋給項(xiàng)目管理處。檢測公司在技術(shù)上對項(xiàng)目管理處負(fù)責(zé)。

4結(jié)束語

試驗(yàn)工作作為為高速公路的建設(shè)提供服務(wù)的專業(yè),必須做到有據(jù)可依,有據(jù)必依。因此試驗(yàn)依據(jù)的完善,工地試驗(yàn)室對檢測對象及其檢測項(xiàng)目的界定是至關(guān)重要的,希望有關(guān)部位能夠重視這個(gè)問題,盡快解決試驗(yàn)檢測目前所存在的問題,只有這樣,試驗(yàn)檢測工作才能更好地為高速公路建設(shè)提供更全面、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]任秀偉.試驗(yàn)工作在公路工程中的重要作用[J].黑龍江交通科技,2005(10):97-99.

[2]JTGE30-2005,公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]肖紅,王可心.加強(qiáng)公路試驗(yàn)檢測努力提高工程質(zhì)量[J].黑龍江科技信息,2008(15):221-222.

篇8

一、國內(nèi)鐵路的發(fā)展?fàn)顩r及路基病害對鐵路的影響

隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸在國民經(jīng)濟(jì)中的地位越來越顯著。特別是人民生活的快節(jié)奏，促使鐵路運(yùn)行速度也越來越快，鐵路先后六次大提速和最近幾年建設(shè)的鐵路客運(yùn)專線，就是適應(yīng)人民生活節(jié)奏不斷增長的需要。國外已有許多國家已經(jīng)建成了高速鐵路，而我國目前正在進(jìn)行的鐵路客運(yùn)專線和高鐵的建設(shè)，就是滿足人民的生活水平日益提高的需要。

在我國，目前提高鐵路運(yùn)行速度有兩種途徑，一是對既有線進(jìn)行線路改造，二是新建高速鐵路。對既有線進(jìn)行線路改造，是利用現(xiàn)有的資源，投入較少的資金，在短時(shí)間內(nèi)就能完成的改造項(xiàng)目，但其速度提升有一定的極限值。新建高速鐵路投資巨大，建設(shè)工期長，但開通速度較高，成本回收較快。

既有鐵路路基病害對鐵路行車有很大的影響，存在著較大的安全隱患，同時(shí)也降低了鐵路的運(yùn)營速度。路基病害的特征基本上都在路基基床上反映出來，例如道床下沉、翻漿冒泥、軌面不平等。因此，對既有鐵路路基病害的整治是提高鐵路運(yùn)營速度和安全的當(dāng)務(wù)之急。

隨著鐵路重載、高速的發(fā)展，影響鐵路運(yùn)營速度和安全的既有鐵路路基病害，在一些路段，病害產(chǎn)生的速率呈上升趨勢。根據(jù)近年來的統(tǒng)計(jì)資料，我國現(xiàn)有路基病害長度占線路總長度的13%～15%。據(jù)上海鐵路局合肥工務(wù)段統(tǒng)計(jì)，其管段內(nèi)管轄的鐵路線路病害路基占總長度的11.4%，鐵路提速受此影響較大，因此，加大對既有鐵路路基病害的整治，提高病害整治技術(shù)，減少維護(hù)工作量，保障鐵路高速、安全運(yùn)營，是鐵路工務(wù)系統(tǒng)一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)。

二、路基主要病害類型

鐵路路基的病害大多表現(xiàn)在基床上，影響鐵路運(yùn)營安全和速度的主要路基病害類型有：翻漿冒泥、基床下沉、外擠、基床凍害等。

1、翻漿冒泥

翻漿冒泥是指路基面上的細(xì)小粘土、粉土顆粒以及少量粘土，或道床中的粘土，受積水和列車反復(fù)振動(dòng)的作用，而發(fā)生觸變液化，形成泥漿，列車通過時(shí)線路上下起伏使泥漿受擠壓抽吸而通過道床孔隙翻冒上來，造成道碴臟污板結(jié)，喪失彈性。

基床翻漿冒泥是我國鐵路主要常見的基床病害之一。北方發(fā)生在春融期間，南方在雨季發(fā)生十分頻繁，特別是山區(qū)尤為普遍。

2、基床下沉

基床土在水及動(dòng)力作用下發(fā)生局部或大面積下沉或軟化，使道碴壓入基床，產(chǎn)生積水現(xiàn)象，并使線路水平產(chǎn)生變化。

基床下沉分為兩類：基床面下沉和邊坡臌坍。

3、外擠

基床內(nèi)的土經(jīng)常處于軟塑狀態(tài)，在列車荷載的作用下，發(fā)生剪切破壞，使得路肩單側(cè)或雙側(cè)沿滑動(dòng)面向外或向上的變形稱為外擠。外擠可分為路肩隆起和路肩外擠。

4、基床凍害

基床凍害是指在低溫季節(jié)，由于基床土質(zhì)、水和溫度的不利組合，基床土凍結(jié)引起線路在縱向上短距離或左右股道的不均勻凍脹，導(dǎo)致線路不平順或方向不良的現(xiàn)象。根據(jù)發(fā)生的部位不同，基床凍害可分為道床凍害、深層凍害和深層凍害。

三、病害成因

（一）基床病害的調(diào)查

路基病害的調(diào)查是防治工作的開始，調(diào)查工作的好壞直接關(guān)系到病害防治的效果，是整治病害的關(guān)鍵。所以，這一工作一定要深入細(xì)致，才能正確分析認(rèn)識(shí)病害，以便確定適宜的整治方案。

病害的調(diào)查工作應(yīng)包括兩大部分：一是從外貌方面調(diào)查研究病害的發(fā)生發(fā)展過程，即病害發(fā)生的部位、形狀、長度、起落時(shí)間及其發(fā)展過程；二是通過鉆探、挖深等方法，觀察、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證土層的土質(zhì)種類、厚度、水文地質(zhì)等。所有這些調(diào)查項(xiàng)目都是為分析病害產(chǎn)生的原因，以對證下藥，確定整治方案。

1、翻漿冒泥的調(diào)查

為了對翻漿冒泥進(jìn)行整治提出合理的方案，應(yīng)從以下幾個(gè)方面對翻漿冒泥進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查。

（1）收集水文、氣象方面的資料；

（2）進(jìn)行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)測繪，在代表段取樣進(jìn)行巖土的物理和力學(xué)試驗(yàn)；

（3）對既有線病害地段進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，搞清病害形成的過程，歷次整治的措施及現(xiàn)狀；

（4）觀察翻漿冒泥類型，分清是道床翻漿還是基床翻漿，因兩種翻漿的整治措施是不同的。

2、凍害的調(diào)查

（1）挖探方法。挖探方法是最直接觀察巖土性質(zhì)的方法，其挖探時(shí)間最好是在冬季。冬季挖探可以直接觀察土質(zhì)、含水量和凍結(jié)深度，為分析提供最可靠的資料。

（2）鉆探方法。鉆探調(diào)查，一般采用小型鉆機(jī)，通過鉆機(jī)搜取工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料。

3、基床下沉的調(diào)查

（1）探明基床下沉的深度、范圍、長度，詳細(xì)記錄。

（2）用小型鉆孔儀在軌道枕木端部探測軌下部分下沉的深度、范圍及下部土質(zhì)結(jié)構(gòu)，探測有無形成道碴囊。

（3）在發(fā)現(xiàn)基床下沉?xí)r，查看路基邊坡有無出現(xiàn)外鼓、滑塌現(xiàn)象。

（4）采用試驗(yàn)方法，確切分析土層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及含水量的大小，以此來分析其產(chǎn)生的原因，采用合理的整治方法。

（二）病害的成因分析

路基病害的形成，根據(jù)其所在地區(qū)和鐵路路基填料的不同，其成因也不相同。路基病害產(chǎn)生的成因，歸其根源主要有兩個(gè)因素：一是土質(zhì)條件，二是水的含量。

四、主要整治技術(shù)

鐵路路基基床是軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，為了保證鐵路運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)營，基床必須具有足夠的承載力和整體穩(wěn)定性，以滿足列車和動(dòng)荷載的要求。

（一）病害整治的原則

針對鐵路路基出現(xiàn)的不同病害，采取的整治措施也多種多樣，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面：

1、改土

改土就是改善基床填土，在基床填料和基床結(jié)構(gòu)上下工夫，提高目前路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)特別是填料標(biāo)準(zhǔn)。對既有路基病害采用換填、水泥石灰樁加固、鋪設(shè)土工合成材料等。

2、減壓

主要是減低列車荷載對基床的作用，通過改變道床和軌道來實(shí)現(xiàn)。

3、防水

防止雨水浸化基床和基床積水，保持路基面排水坡度。主要是鋪設(shè)不透水土工纖維截留地表水，使用盲溝（縱橫）或加深側(cè)溝疏導(dǎo)地下水，維持基床結(jié)構(gòu)良好的排水性能。

4、綜合整治

綜合整治就是采用綜合方法對路基進(jìn)行整治。如砂墊層+瀝青封閉層、砂墊層+土工纖維、砂墊層+土工格室等。

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，基床病害整治的成敗很大程度上取決于整治方案，幾種病害同時(shí)存在時(shí)尤其突出，而合理方案的誕生來源于對病害路段全面系統(tǒng)的調(diào)查研究。因此，在確定基床病害整治方案前，應(yīng)收集病害地區(qū)的地質(zhì)、水文資料，考察病害地段的排水系統(tǒng)，調(diào)查了解病害的發(fā)生發(fā)展過程，并選取代表性土質(zhì)進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)，最后根據(jù)成因確定相應(yīng)的整治方案。

（二）土工合成材料的應(yīng)用

土工合成材料應(yīng)用于巖土工程已經(jīng)有50多年的歷史了，由于其原料豐富、輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)可以彌補(bǔ)土質(zhì)的許多缺陷，提高土的強(qiáng)度和增加土的穩(wěn)定。這些新材料置于土體內(nèi)部、表層或各層土體之間，發(fā)揮著加筋、加固、防滲、隔離、排水、反濾以及防護(hù)等作用，因而得到十分廣泛的應(yīng)用。

1、土工纖維

土工纖維按制造方法分為編型、織型和無妨型，目前使用最多的是無妨型。無妨型是將高分子材料擠拉成纖維，按不規(guī)則排列，用機(jī)械方法或熱處理以及化學(xué)粘結(jié)等方法制造而成。在土工纖維上敷設(shè)以不透水材料制成不透水的土工膜。

2、土工格柵

土工格柵分為土工網(wǎng)和土工格柵，是具有不同大小孔眼和形狀的網(wǎng)狀材料。土工網(wǎng)又稱擠出網(wǎng)，經(jīng)過擠出、沖孔、冷卻、加熱、拉伸等程序加工而成。其抗拉強(qiáng)度可達(dá)12～110kPa，是土工網(wǎng)的10倍甚至更高。

目前，土工網(wǎng)格在路基方面的應(yīng)用有兩個(gè)：一是新線路堤兩側(cè)邊坡每隔一定厚度鋪設(shè)一層土工網(wǎng)格，作為邊坡加筋材料，起到加固穩(wěn)定路堤的作用。二是加固整治基床病害，將土工網(wǎng)格鋪設(shè)在基床墊層上，土工網(wǎng)格同道碴連鎖在一起，增強(qiáng)道床的穩(wěn)定性，阻止道碴下陷，避免產(chǎn)生道碴槽，使荷載分布更均勻。

3、土工格室

土工格室是由強(qiáng)化的聚氯乙烯寬帶經(jīng)過超聲焊接而成的網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)。起特點(diǎn)是伸縮自由，運(yùn)輸時(shí)可縮疊，使用時(shí)張開并充填土石等材料，構(gòu)成具有強(qiáng)大側(cè)向限制的大剛度的結(jié)構(gòu)體。

（三）基床翻漿冒泥的整治

路基基床翻漿冒泥的整治方法和主要措施根據(jù)其翻漿深度可采取以下幾種方法：

1、鋪設(shè)砂墊層

砂墊層的作用：鋪設(shè)砂墊層使碎石與路基面隔開，使基面受力均勻，避免碎石直接與基面接觸破壞基面的平整，從而避免基面因坑洼不平積水而造成翻漿冒泥。

鋪設(shè)砂墊層方法還可以與其他整治基床措施相配合使用。

2、設(shè)置封閉層

若采用砂墊層方法有困難時(shí)，可采用封閉層法，使地表水不致下滲，泥漿不致上冒，并提高路基面的承載能力。

封閉層可以采用瀝青土、瀝青砂、水泥瀝青砂等。

3、應(yīng)用土工纖維進(jìn)行整治

前面已闡述土工纖維的用途及作用，這里就不贅述。

（四）基床下沉及擠出的整治

基床下沉及擠出的主要原因是在列車荷載及水的共同作用下，基床土的承載力不足，其主要的整治方法以換土（包括換滲水土和換砂）為最佳。

（五）基床凍害的整治措施

基床凍害的整治措施大體上有以下幾種：

1、排水與隔水：其目的在于排除地表水或降低疏導(dǎo)地下水及隔斷下層水以消除或減少路基土體的凍脹。

2、換土和改土：其目的是換除路基土體中的不均勻土質(zhì)，或改良土的性質(zhì)，以消除和減少路基土體的凍脹。

3、保溫隔熱：其目的是使凍脹土脫離凍結(jié)層或部分脫離凍結(jié)層，從而減少和消除路基土體的凍脹。

（六）土質(zhì)改良加固基床

土質(zhì)改良是指使用摻加物與粘性土拌合，以達(dá)到改善土的物理力學(xué)性質(zhì)，提高土的抗剪強(qiáng)度的目的。目前，在基床加固和病害整治的應(yīng)用中，使用最多的是水泥和石灰。

基床加固常用的方法：基床換填、挖孔樁、粉噴樁和擠密樁等。

（七）改善基床土的排水條件

改善基床土的排水是有效防止病害發(fā)生的途徑。采用的方法有砂樁及石灰砂樁。

五、案例分析

現(xiàn)以上海鐵路局管段內(nèi)的淮南線為例來闡述路基病害的整治技術(shù)：

（一）事件發(fā)生

2007年3月14日～3月18日期間，淮南線橋頭集至巢湖區(qū)段下行K147+450～+500段長50m的路基發(fā)生基床下沉外擠現(xiàn)象，鐵路設(shè)備管理單位立即組織相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查研究并搶修。

（二）病害成因分析

1、既有路基情況

淮南線早期建成通車，設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求較低。該段路基全部采用膨脹性粘土填筑，在當(dāng)時(shí)的條件下，施工時(shí)沒有對填土進(jìn)行改良，施工時(shí)按一般路基進(jìn)行施工，質(zhì)量控制不太好。

膨脹土具有脹縮性、裂隙性和超固結(jié)性，對土體的破壞最主要的特性就是脹縮性。

2、環(huán)境的影響

由于3月14日～3月16日合肥地區(qū)連續(xù)下了三天的大雨，路肩護(hù)墻排水不暢，使路肩處有存水現(xiàn)象。由于路肩的存水，使基床膨脹土吸水膨脹，破壞了土粒結(jié)構(gòu)，降低了基床的承載力，同時(shí)受列車動(dòng)力的作用，造成了基床下沉現(xiàn)象?，F(xiàn)場基床下沉經(jīng)多次補(bǔ)碴抬道后，仍有下沉趨勢，經(jīng)探孔檢查，基床陷槽深達(dá)0.7m（自軌枕底）。為保證列車的正常運(yùn)營，基床陷槽內(nèi)不斷用道碴填充，在列車的動(dòng)力作用下，造成了外擠現(xiàn)象。

（三）整治措施

根據(jù)現(xiàn)場狀況，列車運(yùn)營密度較大，施工時(shí)封鎖線路時(shí)間不宜較長，因此不宜采用對基床土進(jìn)行改良的方法，只能采用隔水措施將道床與基床下部膨脹土隔離的方法。

整治的根本原則是要設(shè)置隔水材料封閉基床，使雨水不浸入基床，同時(shí)要使基床穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，決定采用人工挖出全部陷槽，換填中粗砂+復(fù)合土工膜 +土工格室，然后恢復(fù)道床斷面的綜合整治處理方案。

既有路基病害的整治，對工務(wù)部門來說是既要花費(fèi)財(cái)力，又要花費(fèi)人力，是工務(wù)部門不愿意做，但又不得不做的事情。所以減少工程維修量是鐵路部門需要解決的難題。

（四）效果與結(jié)論

采用土工格室整治基床下沉外擠，提高了基床土的承載力，減少列車動(dòng)力對膨脹土基床的影響；鋪設(shè)隔水土工布則將基床與道床完全隔離開來，使得膨脹土基床不至于因水浸泡而使其承載力降低。

整治后第一周，平均每天進(jìn)行養(yǎng)護(hù)一次，軌道幾何狀態(tài)變化最大水平8mm，最大軌向7mm，下沉平均每天10mm，最大下沉量23mm。道床予以適當(dāng)補(bǔ)充道碴，路基無明顯變化。

整治后第二周，檢查觀察，累計(jì)下沉量15mm，軌道幾何狀態(tài)偶爾出現(xiàn)過一次水平4mm，進(jìn)行兩次養(yǎng)護(hù)，路基、道床無明顯變化。

整治后四個(gè)月，經(jīng)潛心觀察統(tǒng)計(jì)，整治地段軌道幾何狀態(tài)變化在控制范圍之內(nèi)，路基基床表觀檢查無變化特征，線路較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，整治效果良好。

六、展望

既有鐵路路基病害是影響列車運(yùn)營的最大障礙，通過提高對鐵路路基病害的整治技術(shù)，可以確保鐵路行車的速度最大化。隨著科技的發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新材料用于鐵路路基上，可以大大減少日常的維修，同時(shí)可以減少路基病害的發(fā)生，能夠較長時(shí)間保證路基基床的穩(wěn)定。

從對既有鐵路路基病害的整治過程來看，路基病害整治不僅影響鐵路正常運(yùn)行，而且整治費(fèi)用也較高，所以以后的發(fā)展方向應(yīng)提高鐵路建設(shè)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上控制，從根本上解決病害發(fā)生的根源，使鐵路在以后的運(yùn)營中，盡量減少路基病害的發(fā)生。

為了保證鐵路高速運(yùn)營，關(guān)鍵是要提高路基的綜合穩(wěn)定，要提倡寧愿先期投入較多資金，不愿后期增大維修工作量。

參 考 文 獻(xiàn)

1、《上海鐵道科技》金曉駱著《利用土工格室整治既有路基基床病害》；

2、中國鐵道出版社2005年出版的《鐵路路基基床病害與整治》黃淑森著；

3、上海鐵路局《上海鐵路局營業(yè)線施工及安全管理實(shí)施細(xì)則》上鐵運(yùn)發(fā)（2005）359號文；

4、《關(guān)于對〈上海鐵路局營業(yè)線施工及安全管理實(shí)施細(xì)則〉進(jìn)行補(bǔ)充的通知》上鐵運(yùn)發(fā)（2005）366號文；

5、中華人民共和國鐵道部的《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2001；

6、《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10001-2005、J447-2005；

7、《鐵路路基施工規(guī)范》TB20010202-J161-2002；

8、《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》TB10102-2004、J338-2004；

9、《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10414-2003、J285-2004；

10、《客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》鐵建設(shè)（2005）160號；

11、《鐵路工程施工技術(shù)手冊》（路基）；

12、中國鐵道出版社出版的《工務(wù)安全》北京鐵路局編；

13、《鐵路特殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10035-2006）；

篇9

【關(guān)鍵詞】高速公路路基邊坡；防護(hù)策略

1 概括高速公路

（一）公路主要壽命的關(guān)鍵在于路基的質(zhì)量，邊坡防護(hù)對保證路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性發(fā)揮著極大重要的作用。為減少雨水、風(fēng)力、暴曬等自然因素對路基邊坡的破壞，需要因地制宜的采取防護(hù)措施保證路基邊坡的穩(wěn)定。

（二）公路邊坡的防護(hù)按分類來說的，應(yīng)該分為兩大類，生態(tài)防護(hù)和工程防護(hù)。

（三）路基邊坡的水土流失治理相當(dāng)重要。采用以植物措施為主，結(jié)合相關(guān)工程措施，采取多種邊坡防護(hù)措施，以便能迅速有效地恢復(fù)植被，達(dá)到保持水土、穩(wěn)固路基、保護(hù)路面、改善生態(tài)環(huán)境的目的，保證高速公路暢通。

2 高速公路邊坡加固措施

（一）高速公路邊坡防護(hù)和加固都應(yīng)該符合：因地制宜、就地取材、以防為主、防治結(jié)合、久經(jīng)耐用、節(jié)省造價(jià)和造型美觀的原則。對于熔巖地區(qū)路基的處治方案。在一般的情況下來說，局部嚴(yán)重的、大型的、不易搞清楚的巖溶地段，應(yīng)該盡量設(shè)法繞避，對不他嚴(yán)重的中、小型巖溶地段，選擇最狹窄的、最容易采取措施的地段通過。對于巖溶地區(qū)路基的處治，首先要從地質(zhì)條件上弄清楚巖溶的發(fā)展規(guī)律和分布規(guī)律等，然后再慎重的確定出處治方案。在一般情況來說，防護(hù)工程應(yīng)該優(yōu)先考慮生態(tài)防護(hù)。

（二）應(yīng)該在邊坡上種上一些比較高大的樹，以減緩邊坡上的水流速度，也可以擋住在太陽的暴曬，那些高大的植物不僅美化了公路上那些優(yōu)美的環(huán)境，而且又對公路產(chǎn)生了很大幫助。也可以在公路邊坡種下一些讓視覺感舒服的花等，這樣也會(huì)對于高速公路有很大幫助。

（三）對于高速公路路面膨脹問題我們應(yīng)該在施工之前要在高速公路上進(jìn)行取土實(shí)驗(yàn)，在恢復(fù)好之前應(yīng)當(dāng)把全部手續(xù)都做好，在修好邊坡的時(shí)候，應(yīng)該在邊坡上由上至下用鐵釬打出中5ram，深0.8—1.cln，兼具lm的梅花狀布置的小孔當(dāng)邊坡高度大于10m時(shí)，對于弱膨脹路可在路全部修好再進(jìn)行護(hù)工，而在中等或者是說強(qiáng)膨脹土路段宜采取邊開邊挖的方法，每一級邊坡就可以馬上施工了，之后進(jìn)行下一個(gè)工程。

（四）路基上面的小石頭應(yīng)該及時(shí)清理干凈，特別是在下雨的時(shí)候之前要認(rèn)真檢查。如有威脅行車安全的路段，可根據(jù)地形和巖層情況，采用支頂?shù)姆椒右约庸?。崩塌或落下的石頭的地方應(yīng)該采取一切辦法清理干凈。一定不能讓行使的人產(chǎn)生人身危險(xiǎn)。由于存在柔弱結(jié)構(gòu)面而引發(fā)崩塌的高邊坡，可根據(jù)一定的情況來采用支擋或者是說保護(hù)等措施。以支撐邊坡，并防止軟弱結(jié)構(gòu)面的張開或擴(kuò)大。對邊坡坡腳因受河水沖刷而易形成崩塌者，河岸要做防護(hù)工程，在可能發(fā)生崩塌的地段，必須做好地面排水設(shè)施等。

（五）滑坡，在高速公路上會(huì)出現(xiàn)很多的滑坡，而滑坡分兩部分，一個(gè)是因?yàn)榛◢弾r殘積層滑超級?；◢弾r邊殘積層原花崗巖的構(gòu)造節(jié)理向坡下滑動(dòng)而產(chǎn)生的滑坡，第二個(gè)是砂頁炭殘坡積層，多為粉質(zhì)粘土夾碎石層，厚度大多數(shù)都是在20cm以上或不等。

（六）滑坡的大多數(shù)都是因?yàn)榈刭|(zhì)原因，包括具有蓄水構(gòu)造、聚水條件、軟弱面以及向路基傾斜的巖層山坡等地質(zhì)條件，如果遇到以下幾點(diǎn)就很有可能產(chǎn)生滑坡如：1.山坡表層為滲水的土或巖層，下層為不透水土或巖層，且?guī)r層向路基傾斜。在這種情況下，當(dāng)有地下水經(jīng)?；顒?dòng)時(shí)就會(huì)使層土沿隔水層滑動(dòng)造成滑坡。2.上坡巖層軟硬交錯(cuò)，且其軟弱面向路基傾斜。一般在這種情況下，風(fēng)化程度不同或地下水侵蝕等原因使巖層可能沿以軟弱向下滑。3.當(dāng)邊坡上部分松散堆積層，而下面的主要巖層較陡，而且又伸入路基時(shí)，則上部分的松散堆積層容易發(fā)生滑坡4.路線穿過軟硬不均的巖石斷開地帶，而斷開帶又為地下水集中活動(dòng)地區(qū)時(shí)，開挖路基容易引起滑坡。

（七）對于這種很嚴(yán)重的情況，必須采取相應(yīng)的措施來確保邊坡的穩(wěn)定性和安全性，更具不同的反應(yīng)，不同地質(zhì)采取相對應(yīng)的措施。

3 人為原因

（一）人為原因?qū)吰路€(wěn)定性影響也是非常的大，城市道路受人類工程活動(dòng)的影響最為明顯，例如：削坡、坡頂加載、地下開挖等，都會(huì)影響到邊坡的穩(wěn)定性。不斷的削坡會(huì)使邊坡結(jié)構(gòu)變得薄或者是說空，大大的影響了坡體抗滑力，降低了邊坡穩(wěn)定性，導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)結(jié)構(gòu)面控制型失穩(wěn)一些列現(xiàn)象。坡頂加載除了會(huì)增加坡體下滑力外，還會(huì)使坡頂張力增大，從而破壞巖土體慢慢降低大量的強(qiáng)度。地下開挖工程的位置、開挖規(guī)模等等，也會(huì)影響邊坡的應(yīng)力，造成邊坡失穩(wěn)一系列現(xiàn)像。

（二）每個(gè)高速公路采取的方法必然大不相同的，但總體來說都是以：綠化防護(hù)處理策略、抹面捶面處理策略、護(hù)面墻處理策略、土工布防護(hù)策略等。

（三）綠化防護(hù)處理策略是在高速公路應(yīng)用道路邊坡和防護(hù)處理當(dāng)中用的比較廣，一般常用的辦法都有種草，種樹或者是說植草皮三種方法等。

（四）種草防護(hù)的方法一般都是用于邊坡穩(wěn)定性比較強(qiáng)的一種，坡面沖刷度一般比較輕的邊坡防護(hù)當(dāng)中，大多數(shù)的用途都是在土質(zhì)路堤與塹邊坡上，這樣是因?yàn)榭梢酝ㄟ^種草，來防止邊坡表面水土流失，因此也加強(qiáng)了邊坡的穩(wěn)定性。

（五）在高速公路種草一定要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w氣候條件加土壤特性進(jìn)行。植草皮原理和種草原理相同的，但植草皮更適用于邊坡比較陡或雨水沖刷比較嚴(yán)重的地方，使用草也該和當(dāng)?shù)貧夂蚺c土壤特性相適應(yīng)。按總體來說，植草和植草皮所運(yùn)用的草種都應(yīng)當(dāng)是根系比較發(fā)達(dá)，莖矮葉藏的耐旱草種等。讓雨水沖刷度慢慢的降低。

（六）大量的植樹可以使水流對路基的沖刷大量的減少，也可以防止風(fēng)沙的侵襲，有效地加強(qiáng)了路基的堅(jiān)固程度，大多數(shù)用途都是在土質(zhì)邊坡與風(fēng)極為嚴(yán)重的巖石邊坡以及裂隙粘土邊坡上。在選擇種樹的同時(shí)，應(yīng)該要多注意當(dāng)?shù)貧夂驐l件和土壤條件下是否能迅速生長，讓根系發(fā)達(dá)，樹葉茂密，或者是說是否能夠及早成林發(fā)揮防護(hù)重大作用。

（七）當(dāng)然必然少不了抹面捶面處理策略，抹面處理方式大多數(shù)都是適用于風(fēng)化巖石的邊坡防護(hù)：如頁巖、泥灰?guī)r、千枚巖等，一般都是采用混合材料抹面。捶面處理方式則適用于易風(fēng)化、易沖刷的邊坡防護(hù)當(dāng)中。這兩種處理方式比較受用于邊坡坡度影響比較小。一般常用的混合抹面材料都是有石灰爐渣、四合土、水泥石灰砂漿等一些運(yùn)用品。在實(shí)際施工當(dāng)中，應(yīng)該適當(dāng)加設(shè)伸縮縫，將抹面和捶面同示防護(hù)坡面銜接緊密，為了增加抹面抗沖刷能力，大多數(shù)都在表面涂瀝青這種保護(hù)層。

（八）護(hù)面墻主要適用于易風(fēng)化的巖土體中：如云母片巖、綠泥片巖等，以及軟質(zhì)巖土層和比較破碎的巖土層。由于護(hù)面墻除了自重外不再承擔(dān)其它的，因此坡度的要求應(yīng)該要符合邊坡邊度。當(dāng)然在不同的護(hù)面墻類型，都是適用于不同坡度之中。

（九）土工布防護(hù)處理方法，當(dāng)然采用高分子合成纖維進(jìn)行邊坡防護(hù)處理。土工布具有排水、反濾，分隔、加固等一些作用。土工布防護(hù)策略在城市道路邊坡防護(hù)中應(yīng)用比較多，體現(xiàn)出的效果也比較明顯，但是其設(shè)計(jì)規(guī)范和施工工藝等，都還處于試驗(yàn)和摸索階段，還需要進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

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[2]張海波.土工合成材料在路基邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2011，（6）：241-242

[3]高捷婷.幾種路基邊坡防護(hù)形式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，（31）

篇10

關(guān)鍵詞：軟土路基；加固；加筋土；排水固結(jié)；水泥攪拌樁

Abstract: subgrade in soft soil, frequent road subsidence deformation problems, serious impact on the use of the road, and thus cause huge economic losses. In recent years, in the construction of road engineering, soft foundation processing problem has increasingly become the main factors influencing the construction cost and the quality of road use, and more and more get the attention of people, so the study of road soft soil subgrade treatment technology also is of great significance. This article first to the soft soil subgrade were summarized, its characteristics are analyzed, and then illustrates the overall plan of soft soil subgrade treatment, finally discusses several common soft soil roadbed treatment technology.

Key words: soft soil subgrade; Reinforcement; Reinforced soil; The drainage consolidation; Cement mixing pile

中圖分類號：U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：2095-2104(2013)

軟土路基概述

軟土路基是路基中土的含水量高、孔隙比大、壓縮性高、透水性能交差以及抗剪強(qiáng)度低。軟土的成分復(fù)雜，含有大量的碳酸鹽以及蒸發(fā)鹽等化學(xué)成因物質(zhì)和腐殖泥碎屑等生物成因物質(zhì)。軟土一般是在流水環(huán)境中沉積而成，帶有粉砂顆粒并呈現(xiàn)明顯的層理，地區(qū)差異性較大。軟土路基主要有以下幾方面特點(diǎn)：

軟土路基具有含水量較高、孔隙比較大的特點(diǎn)。因?yàn)檐浲林饕烧惩亮＝M和粉土粒組組成，并含少量的有機(jī)質(zhì)，在不同地址環(huán)境下陳繼偉絮狀結(jié)構(gòu)。軟土一般含水量35～80％，空隙比為1～2。

軟土具有明顯的結(jié)構(gòu)性，即當(dāng)原狀軟土受到振動(dòng)或擠壓以后，土體絮狀結(jié)構(gòu)連接受到破壞，土的強(qiáng)度顯著降低，甚至呈流動(dòng)態(tài)。軟土擾動(dòng)后，隨著靜置時(shí)間的延長，其強(qiáng)度會(huì)逐步恢復(fù)。

具有明顯的流變性。在剪應(yīng)力的作用下，軟土承受剪應(yīng)力的作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形，并可能導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減，在固結(jié)沉降完成后，軟土還可能產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。

壓縮性高，透水性差。軟土的壓縮模量Es

抗剪強(qiáng)度很低。我國軟土天然不排水抗剪強(qiáng)度一般小于20kPa，有效內(nèi)摩擦角20～350。在荷載的作用下，如果軟土路基能夠排水固結(jié)，軟土抗剪強(qiáng)度將產(chǎn)生顯著變化。軟土排水固結(jié)速度越快，則其強(qiáng)度改善效果越明顯。

軟土路基處理的整體思路

（一）沉降處理

沉降處理包括加速固結(jié)沉降和減少總沉降量兩方面。加速固結(jié)沉降可采用加載預(yù)壓、豎向排水 (設(shè)置砂井或芯板排水)和擠實(shí)砂樁等方法。減少總沉降量可以采用換填好土、沙礫石、碎石樁等方法。

（二）穩(wěn)定處理

穩(wěn)定處理可以采用換填土、擠實(shí)砂樁、石灰 (碎石)樁等措施增加抗滑阻力。各種加速固結(jié)沉降措施都有助于促進(jìn)軟土層強(qiáng)度的增長；慢速或分期填筑路基可以達(dá)到阻止地基強(qiáng)度降低的目的。

軟土路基處理的具體方法

（一）軟土路基淺層的處理方法

軟土地基淺層處理是指對路床處理深度不超過5米，處理的方法主要包括加筋土法，強(qiáng)夯法，換填法和拋石擠淤法等，下面一一做詳細(xì)闡述。

加筋土法

加筋土法是將土工織物或是土工柵格等植入地基土中，兩者形成一個(gè)整體，增大壓力擴(kuò)散角，從而提高地基的承載能力，減少其沉降。加筋土法一般適用于由回填土形成的路堤，適用于軟土，沙土和粘性土等。

土工格柵通?？膳c砂墊層共同作為一層,通過這一墊層將堤身荷載傳遞到軟土地基中去,這一層具有與路堤本身與軟土地基不同的剛度，它既是路堤的柔性基礎(chǔ)，又是軟土固結(jié)時(shí)的排水面。通過這一墊層的處理后，地基變得均勻，施工速度快、路基中心最終沉降量比不鋪土工合成材料要小、路堤的側(cè)向變形也將由于設(shè)置土工格柵而得以減小、能夠較為迅速的達(dá)到提高地基承載力和穩(wěn)定性的目的。

2、強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是使用起重設(shè)備，將大重量（80～300kN）和一定外形結(jié)構(gòu)規(guī)格的夯錘起吊至某一高度（一般為6～30m）后，自由下落，給地基土以強(qiáng)大的沖擊能量的夯擊，使地基土產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和很高的動(dòng)應(yīng)力，將夯面以下一定深度地土層夯實(shí)，以增大地基的承載力和土體的穩(wěn)固性，降低壓縮性的一種軟土地基處理方法。由于夯擊能力大，加固深度也大，對于一般的軟土地基加固有著良好的效果。

它是一種快速加固軟基的方法，施工設(shè)備簡單，施工工藝、操作簡單，不需要加固材料，費(fèi)用低、周期短，適用土質(zhì)范圍廣，加固效果顯著，可取得較高的承載力，一般地基強(qiáng)度可提高2～5倍，變形沉降量小，壓縮性可降低2～10倍，加固影響深度可達(dá)6～10m，土粒結(jié)合緊密，有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是一種常用的軟土地基處理方法。但是施工時(shí)噪聲和振動(dòng)較大，不宜在人口密集的城市內(nèi)使用。而且強(qiáng)夯法有嚴(yán)格的土質(zhì)適用范圍，主要適用于處理素填土、砂土、黃土、分土、雜填土和低飽和度粘性土地基。軟土的飽和度接近1，是不宜使用強(qiáng)夯法的，但在有些地區(qū)，軟土中夾多層粉砂，為夯擊時(shí)高孔隙水壓力的消散提供了條件，成功的實(shí)例也不少見，所以，采用這種方法首先應(yīng)考慮的地層構(gòu)造。

換填法

換填法是將軟弱土層清除并清底，然后回填砂碎石并壓實(shí)。一般適用于淤泥質(zhì)土和黃土和人工回填土，適用深度不超過5米。

測量放樣，挖除路基坡腳全部軟弱土、凍脹土。對材料的配合比進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，確定適合施工需要的各項(xiàng)參數(shù)，以便合理指導(dǎo)施工。

備料、攤鋪及拌和，自卸車按規(guī)定計(jì)量將砂礫運(yùn)至施工路段，確保配料的均勻性及準(zhǔn)確性，然后用平地機(jī)攤鋪，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度和規(guī)范要求均勻度為止。攤鋪應(yīng)控制厚度，避免破壞下承層，每次的攤鋪寬度應(yīng)與上一次的攤鋪重疊50cm。

碾壓養(yǎng)生，現(xiàn)場取樣成型試件，滿足要求后，立即進(jìn)行穩(wěn)壓，然后平地機(jī)初平一次，用振動(dòng)壓路機(jī)振壓4～6遍直到達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。碾壓成型后的第2天，灑水養(yǎng)生，并控制車輛運(yùn)行。

4、拋石擠淤法

在湖塘、河流或積水洼地、常年積水且不易抽干，軟土厚度薄采用拋填片石，片石不宜小于30cm。拋填時(shí)，自中線向兩側(cè)展開。橫坡陡于1：10時(shí)，自高向低展開拋填。使淤泥向兩邊擠出，片石拋出水面后應(yīng)用小石塊填塞墊平，以重型壓路機(jī)碾壓，其上鋪反濾層，再進(jìn)行填土。

5、袋裝沙井法

袋裝沙井法具有理論成熟，施工簡易，造價(jià)低廉，質(zhì)量容易被控制等優(yōu)點(diǎn)。袋裝沙井法是固結(jié)排水法的一種，是在軟弱地基中設(shè)置若干沙井，在沙井上鋪砂墊層，再在砂墊層上鋪設(shè)土工布。通過增加排水措施，縮短排水距離，提高排水速度，從而使地基土的密實(shí)度增加，提高其承載能力。土工布的作用是提高其穩(wěn)定性，使之不會(huì)沿滑動(dòng)面滑動(dòng)。

（二）軟土路基深層的處理方法

軟土路基深層處理是指對路床處理深度超過5米，處理的方法主要是水泥攪拌樁加固、排水固結(jié)法、振密擠密法和高壓噴射注漿法等。

1、水泥攪拌樁加固

水泥攪拌樁加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程，利用機(jī)械設(shè)備將水泥噴入待處理的道路軟土路基內(nèi)，并不斷上下攪拌均勻，促使水泥與土發(fā)生水解水化反應(yīng)并形成凝膠體，最終形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整體，從而提高了土體的整體強(qiáng)度，滿足路基使用承載力的要求水泥攪拌樁根據(jù)施工方法可以分為濕法和干法兩種。濕法攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過機(jī)械進(jìn)行持續(xù)的深層攪拌，在路基深處將軟土和固化劑強(qiáng)力攪拌，形成有足夠的強(qiáng)度的復(fù)合地基。

水泥攪拌樁加固分為漿噴法和粉噴法，當(dāng)土質(zhì)的天然含水量大于30％、塑性指數(shù)大于10時(shí)一般采取粉噴法，因?yàn)橐话闱闆r下相同的攪拌時(shí)間內(nèi)粉噴法比漿噴法處理的軟基強(qiáng)度要高，但是漿噴法施工便利，容易控制施工質(zhì)量。水泥攪拌樁必須根據(jù)試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工，施工應(yīng)該控制鉆機(jī)下鉆深度、噴粉高程以及?；颐嬉源_保攪拌樁有足夠的長度。在噴粉接樁時(shí)，需保證噴粉重疊長度大于lm。攪拌樁施工時(shí)。水泥的泵送過程必須連續(xù)，固化劑的用量誤差應(yīng)控制在于1％之內(nèi)。完成攪拌施工后，將鉆頭提離地面，開啟空壓機(jī)，清除管道及噴咀中的殘余粉體和附著泥土，然后樁機(jī)移向下一樁位。

排水固結(jié)法

在軟土地基上加壓并配合內(nèi)部排水，加速軟土地基的排水，加快軟土固結(jié)的處理方法稱為排水固結(jié)法，適用于處理各類淤泥、淤泥質(zhì)粘土及沖填等飽和粘性土地基，主要有以下幾種加固方法：

（1）加載預(yù)壓法和超載預(yù)壓法，該方法適宜處理軟粘土、粉土、有機(jī)質(zhì)沉淀物和雜填土，簡易可行，效果顯著，有成熟理論，處理土質(zhì)較均勻，但需要長時(shí)間，且需搬運(yùn)大量土石方。

（2）砂井（各種塑料排水板）：該方法適宜于無機(jī)質(zhì)軟粘土，該方法有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算理論，常和加載預(yù)壓結(jié)合，效果肯定，但施工和預(yù)壓需數(shù)月時(shí)間。

（3）真空預(yù)壓法：適用于處理軟粘土，可避免搬運(yùn)土石方的麻煩，但預(yù)壓力有限，處理深度不大。

（4）降低水位法：適用于砂性土、軟粘土層或下臥有透水層，可避免或減少搬運(yùn)土石方的麻煩，其效果取決于水位降低的深度，抽水時(shí)間長，耗電量大。

3、振密擠密法

通過擠密或振動(dòng)使深層土密實(shí)，砂樁是利用打樁機(jī)在松散的砂性土或人工填土中沖擊或振動(dòng)成孔并灌填砂料后形成的樁體。在成樁過程中，由于以周圍砂性土產(chǎn)生了擠密作用，或同時(shí)產(chǎn)生了擠密或振密作用，從而提高了周圍土體的密度，改善了地基的承載性能和整體穩(wěn)定性，減少了地基的沉降量，消除或部分消除濕陷性或液化性。擠密砂樁最初主要用于擠密砂土地基，隨著高效能專用機(jī)具的出現(xiàn)，又逐漸用于可液化粉土地基的加固。近年來，通過與預(yù)壓法聯(lián)合使用，在軟弱粘性土地基上取得了良好的效果，成為一種用途極為廣泛的地基處理方法。

高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆至設(shè)計(jì)的土層深度，然后高壓噴漿，使混凝土砂漿與土體形成一個(gè)整體，徹底改變地基的結(jié)構(gòu)組成，提高地基的承載能力，減少其沉降。此法適用于軟弱地基深度較大的地基，可以超過30米。

結(jié)語

綜上，作為一種不良地基,軟土具備透性很差而具高壓縮性的特點(diǎn)特征，過大的沉降及不均勻的沉降會(huì)造成道路的沉降和塌陷，增加發(fā)生工程質(zhì)量事故的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在軟土地區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的道路工程時(shí)，必須從多個(gè)方面綜合考慮，采取相應(yīng)的措施，減少地基的不均勻沉降，保證道路工程的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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