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土工合成材料的作用范文1
一、应用背景
尖扎县康扬镇康加涝池项目地处尖扎县城西北部，行政上隶属康扬镇管辖，该工程水源地渠首位置在安中沟沟谷中， 目前群众早已从该沟建有引水自流灌溉渠，解决本地灌溉问题， 由于水量不足，春灌期间不能保证灌溉问题， 而兴建涝池进行部分水量有效调节，缓解春灌水量短缺矛盾。
本工程主要建设内容为引水渠、防洪墙、涝池（总库容2.0×104m3）组成。
在本工程中涝池使用了土工合成材料。涝池表层为河漫滩冲积砂卵石覆盖，需进行换基处理。坝为均质土坝，内坝坡为土工合成材料（两布一膜）防渗，内坡采用6cm厚干砌砼预制块护坡，预制块下面垫有20cm厚直径0.5～8cm砂卵石滤层，砂卵石层下面垫有一层厚20cm筛分细土，该层是土工合成材料保护层。
二、土工合成材料应用工艺及要求
1、土工合成材料作用
（1）、隔离：用土工合成材料对具有不同物理性质（粒小径大、分布、稠度及密度等）的建筑材料（如土体与砂粒、砂粒与砾石、土体与混凝土等）进行隔离。使多种材料间不流失、不混杂，保持材料的整体结构和功能，使构筑物载荷承受能力加强。
（2） 过滤 ：由细料土层流入粗料土层时，利用针刺土工布良好的透气性和透水性使水流通过，而有效的截流土颗粒、细砂、小石料等，以保持水土工程的稳定。
（3） 排水 ：土工合成材料是良好的导水材料，它可以在土体内部形成排水通道，将土体结构内多余的液体和气体外排。
（4） 加筋：针刺土工合成材料增强土体的抗拉强度和抗变形能力，增加建筑结构的稳定性，以改善土体质量。
（5）防护 ：将集中应力扩散、传递或分解，防止土体受外力作用而破坏。
（6）封闭 ：土工布与其它材料（主要是沥青或塑料膜）配合，在土层中形成不透水隔层。
2、土工合成材料应用工艺及要求
（1）储存、运输和处理土工合成材料
土工合成材料卷在安装前展开要避免受到损坏。土工合成材料卷应该堆放于平整不积水的地方，堆高不超过四卷的高度，并能看到卷的识别片。土工合成材料卷必须用不透明材料覆盖以防紫外线老化。在储存过程中，要保持标签的完整和资料的完整。在运输过程中（包括现场从材料储存地到工作地的运输），土工合成材料卷必须避免受到损坏。受到物理损坏的土工合成材料卷必须要修复。受严重磨损的土工合成材料不能使用。任何接触到泄漏化学试剂的土工合成材料，不允许使用在本工程上。
（2）基层检查：检查基层是否平整、坚实，如有异物，应事前处理妥善。
（3）试铺:根据现场情况，确定土工合成材料尺寸，裁剪后予以试铺，裁剪尺寸应准确。检查铺设宽度是否合适，搭接处应平整，松紧适度。
（4）定位：用热风枪将两幅土工合成材料的搭接部位粘接，粘接点的间距应适宜。
（5）土工合成材料的铺设： 主坝体填筑完成后，进行土工合成材料的铺设工作， 在铺设土工合成材料前，应详细检查坝体砂砾石填料中尖石不外露， 使坝体符合设计要求。将土工膜沿坝面自上而下铺开， 现场采用专用焊接机焊接，沿接缝宽度10Cm内焊1—2道缝,并检查焊接面上有无损坏孔洞， 复合土工膜中的塑料膜不准外露，铺设需有一定松驰余量，不准有悬空现象， 铺设中作好铺设部位、数量等现场记录，以备检查。 铺设土工合成材料的同时，进行细土保护层的铺设工作， 即一边铺土工合成材料一边有细土保护层覆盖，最后进行砂卵石及砼预制板的铺设,护坡砼预制块及砂卵石垫层的施工，务必压实整平。
（6）土工合成材料的缝合: 土工布的搭接根据地形及使用功能可分为自然搭接、缝接或焊接。对搭接部位进行缝合时缝合线应平直，针脚应均匀。缝合后应检查土工合成材料是否铺设平整。所有的缝合必须要连续进行。在重叠之前，土工合成材料必须重叠最少150mm。最小缝针距离织边（材料暴露的边缘）至少是25mm。缝好的土工合成材料接缝最少包括1行双线锁口链形缝。用于缝合的线最小张力应超过60N的树脂材料，并有与土工合成材料相当或超出的抗化学腐蚀和抗紫外线能力。任何缝好的土工必须采取相应的措施避免在安装后，土壤、颗粒物质或外来物质进入土工合成材料层。土工布的缝合如存在不合要求的现象，应及时进行修补。
（7）自检与修补
①必须检查全部的土工合成材料片和缝。有缺陷的土工合成材料片和缝合必须在土工合成材料上清楚标出，并做出修补。
②必须通过铺设和热连接土工合成材料小片来修补磨损的土工合成材料，土工合成材料小片要比缺陷的边缘在各个方向最少长200mm。热连接必须严格控制以保证土工合成材料补片和土工合成材料紧密结合，并对土工合成材料没有损害。
③每天铺设结束前，对当天所有铺设的土工合成材料表面进行目测以确定所有损坏的地方都已作上标记并立即进行修补，确定铺设表面没有可能造成损坏的外来物质，如细针、小铁钉等。
④土工合成材料损坏修补时应满足以下技术要求：
⑤用来补洞或补裂缝的补丁材料应和土工合成材料一致。
⑥补丁应延伸到受损土工合成材料范围外至少30厘米。
⑦在填埋场底部，若土工合成材料裂口超过卷材宽度的10%，须将损坏的部分切除，然后将两块土工合成材料连接；若在坡面上，裂口超过卷材宽度的10%，须将该卷土工合成材料移出，并用新的一卷替换。
土工合成材料的作用范文2
关键词：路基；防渗；不均匀沉降；土工合成材料
0 引言
土工合成材料是工业发展的产物，其出现已经有100多年的历史，但应用于土建工程则是30年代末才开始的。首先是将塑料薄膜作为防渗材料应用于水利工程。直到70年代末，随着无纺织物的推广，土工合成材料才以很快的速度发展起来，从而在岩土工程学科中形成一个重要的分支。80年代中期，土工合成材料才在我国的水利、铁路、公路、军工、港口、建筑、矿冶和电力等领域逐渐推广应用。1994年在新加坡召开的第五届国际土工合成材料学术会议上，正式确定这类材料的名称为“土工合成材料”（geosynthetics）。
道路路基是道路建设中的主体工程，其工程质量好坏直接决定整个工程的成败，在根本上决定着道路工程寿命的长短。本文阐述土工合成材料在路基工程中的应用。
1 概述
土工合成材料是岩土工程领域中一种建筑材料，原材料是高分子聚合物（polymer）。它们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成，再进一步加工成纤维或合成材料片材，最后制成各种产品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯（PE）、聚酯（PP）、聚酰胺（PER）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等。这些材料的耐久性都很好，能保持材料在正常使用环境下性能不变，目前在道路工程中已被广泛地应用于软土地基处理中。
2在路基中防渗排水的应用
在软土地区道路的路基中有很厚的高含水量土层，同时地下水位相对较高。由于完全清除路基中的软土层代价太大，现状路基中的含水量很大（高于液限），如何在这种现状下保证路基稳定对道路设计工作提出了很高的要求。
2.1排水设计
地下水对路基的破坏一般表现在以下几个方面：
首先，路基含水量可使路基无法有效压实，导致路基承载力不足，根本无法有效承托道路结构，工程质量无法保障。
其次，路基上部结构建成后，由于软土层含水量很大，由于毛细水作用地下水会越过地下水位向路面结构内上升，随着时间推移，会对路面结构造成破坏。
在软土路基中一般使用土工合成材料包裹粒料填筑作为道路路基的排水层，在路基中通层布置，用于填挖结合部排水时，土工复合排水材料应设置在地下水容易出现的部位，布置方向应与渗水方向垂直，且应和路基其他排水设施相接，使路基中的水横向排至路外。
土工合成材料应根据其埋设深度和承受荷载，选用相应的规格，在实际荷载作用下，土工合成材料排水截面最大压缩率应小于15%。
外包土工织物的带孔塑料管、波纹管、混凝土管、钢管等管件及透水软管的排水安全系数Fb见下式：Fb
注：Q-需要排出的水流量
QE-管件的排水能力，即能排出的水流量
土工复合排水材料不宜弯折，在出现弯折的情况下，应对弯折部分的通水能力进行折减，并验算接头、转角部位排水体的通水能力。
2.2防渗设计
在道路中央分隔带路基、路肩底部、迎水面边坡等位置需要设置防渗措施防止水分渗入路基。工程材料适用复合土工膜、防渗土工布等土工合成材料，其规格宜为织物质量/膜厚/织物质量=200g/（0.5～1mm）/200g；对路肩底部防渗，膜厚可采用0.3mm。
防渗隔离层一般工程土工膜厚度不应小于0.3mm，重要工程土工膜厚度不宜小于0.5mm。防渗隔离层上部、下部都应设置沙砾层，厚度均宜为10cm，垫层应级配良好，不得含有大粒径有棱角的尖锐石子，含泥量不得大于5%。
在路基防渗同时要预留排水出口，出口的设置应在路基内设横向、纵向排水管，保证排水坡度。
3在防止路基不均匀沉降中的应用
道路建设时，在路基填挖交界处、高填方路堤与陡坡路堤、软土地基路堤、软土地基不同处理方式交界处、路基与桥台构筑物结合处等 路段会出现不均匀沉降，这类病害轻则影响行车顺畅、舒适性，重则破坏道路结构、造成交通事故，对待这类病害，目前道路行业已大规模采用土工合成材料进行处理。
路基不均匀沉降处理的处置方案要根据道路等级、荷载条件、处置位置、地基条件以及路基沉降变形情况选择土工合成材料。同时应考虑地基处理方式、路基填料类型、路基强度与稳定性、排水系统、施工工艺以及工程造价等，确定合理的处置方案。
防治路基不均匀沉降宜采用整体性和耐久性好、强度高、变形少的双向或三向土工格栅、高强土工织物、土工格室等土工合成材料。需要减轻路基自重时，可采用EPS块等轻质材料。土工合成材料性能应满足下表要求。
防治路基不均匀沉降土工合成材料要求
材料 要求
土工格栅、高强土工织物 极限抗拉强度≥50KN/m，2%伸长率时的抗拉强度≥20KN/m
EPS块 密度在20～30kg/m3之间，抗压强度≥100kPa
土工格室 格室片极限抗拉强度≥20MPa，焊接处极限抗拉强度≥20KN/m，高度≥10cm。宜用于软弱地基顶部形成垫层
路基不均匀沉降形态受地形、地基、路基等多种因素影响，在方向上存在不确定性，因此，宜采用纵横向特性较为一致的土工合成材料，如双向土工格栅或三向土工格栅。
新建道路路基填挖交界处不均匀沉降防治，土工合成材料宜铺设在路床、路基底部。
当软弱地基上拓宽拼宽路基沉降较大时，可采用EPS块等轻质填料修筑路基，降低拓宽拼宽路基自重，减少地基压缩变形和沉降量。EPS轻质填料拓宽路堤横断面可采用直立挡板式或土包边两种结构形式。应用于受洪水影响地区时，应考虑水浮力对路基稳定性的影响。
采用土工合成材料防治软弱地基路堤不均匀沉降时，应根据地基地质条件、路堤高度等情况，与砂垫层预压法、排水固结法、复合地基等地基处理措施相结合，进行综合治理。
4 结语
土工合成材料作为一种成熟的路基处理材料已得到了行业的认可，但在实际工程应用中标准尚不统一，路基处治效果也各不相同。在未来工程中，随着人们对土工合成材料认识的加深，应用经验的丰富，土工合成材料必将在道路路基处理中发挥更充分的作用。
参考文献：
1、公路土工合成材料设计原理及工程应用 周志刚；郑健龙
土工合成材料的作用范文3
1．1意义与特点
作为土工工程材料当中的一种常见材料的土工合成材料，其是利用人工制造合成的聚合物作为原始材料，继而通过加工制造成各式合成产品，在施工的时候固定在岩石或土体表面或者里面来达到加强土体结构强度目的，并让土体结构有足够的保障且更加稳定。土工合成材料中的土工主要指的是岩石工程与土工工程，而合成材料即是通过合成材料加工制造出来的合成产品。土工合成材料在岩石与土工工程中的应用很广泛。通常来说，制造合成产品的原材料主要是高分子聚合物，且大部分是从煤、石油、天然气等提炼出来，再通过后续的加工将其处理成合成材料，继而制作成合成产品。土工合成材料在岩石工程、土工工程当中的应用，带来了很多方便之处。与类似的建筑施工材料进行对比，土工合成材料拥有施工效果好、施工成本低、自重轻等优点，此外，它还具有很好的抗腐蚀性，能够提高工程或产品的使用寿命。
1．2适用范围
因为土工合成材料的功能特性，其在水工建筑物施工中的应用尤为广泛，这也是缘于水利工程的基础、防渗墙结构等，使得它能够得到很好的施工效果并且能够让施工的成本与造价在一定程度上降低。水利工程基础建设的投资逐年加大，工程建设的规模和数量也同样不断在增加，在这样的情况下，如何保障施工的质量、发挥工程的防洪排涝功能，增加使用寿命等都是现阶段面对的重要的问题。土工合成材料的运用，无疑能够在一定程度上发挥出作用，促进水利工程建设事业的发展。
2水利工程中土工合成材料的应用和施工方法
2．1水利工程中水工合成材料的应用
(1)防渗。
防渗亦即是防止流体渗透流失，在水利工程中的防渗可以利用复合土工膜来达到效果。一般情况下，水利工程都会有大量引水蓄水的工程建设，一般防渗处理最为重要，而土工合成材料具有很好的防渗性能，正好可以运用到水利工程当中。在这里，防渗性能的好坏需要通过物理力学指标来决定，而对于土工合成材料来说又大部分是弱透水材料，也就是土工膜以及复合水工膜，它们都具有预防渗水与气体侵蚀的作用。大多数的时候，利用土工合成材料进行的防渗都是在土石坝上游的坝面来进行的，这就需要先放干净水库里面的水，之后在坝的上游进行贴土工膜的处理，并且利用钢槽对其进行加固。现在，这种过去的方式逐渐在被水工网格粘贴土工膜进行处理，让土工合成材料的防渗效果变得更好了。除此之外，利用浆砌石坝或者是碾压混凝土坝的上游坝面也可以应用这种方式来进行防渗处理。
(2)防护。
通常在水利工程的建设当中，堤坡或者岸坡被破坏的情况时有发生，这对于水利建设工程来说等于是埋下了安全隐患。堤坡或者岸坡被破坏的情况有来自于大自然的不可抗拒因素，也有人为导致的因素，无论如何，必须要加强对于堤坡和岸坡的保护才行。此外，采用的防护措施应该是具有持久性的，最好是无需长期进行维护更新的，从而减少成本的投入也提升对堤坡或者岸坡的保护效果。水工合成材料恰恰具有这样的优势，能够适合这方面的要求。采取在需要被保护的土面上进行土工织物覆盖，并且利用重物压住以防移动的可能。土工织物具有很好的反滤性能，对于预防水流冲刷对于堤坡、岸坡的破坏很有效用。同时，采用土工织物的办法比较简单可行，成本相对比较低，且无需维护维修，是一种十分可取的办法。
(3)排水。
土工合成材料不但具有抗腐蚀性、能够防渗，起到防护以及隔离的作用之外，还能够帮助水利建筑物进行排水。通常来说，处理的办法就是用土工合成材料在水利建筑的土体中建立起一条专门的供土体中水流流动的通道，由此将水流导出水利建筑内。这种排水办法也需要在土坝内部垂直或者是防渗水工膜后面或者土坝内部水平排水以及土坝混凝土护面下部的排水才更具有可行性。
2．2水利工程中水工合成材料的施工方法
(1)坡面铺膜。
坡面铺膜可以说是当下土工合成材料施工时最为普通的施工方式，但它在施工时的技术与质量的控制却起着重要作用。目前的水利工程施工项目是以土石坝坝体结构模式为主，在进行施工的过程中，土工膜的施工十分关键。一般来说，要进行坝体的水工膜铺设采用顺坝轴方向是没有问题的，但是垂直坝轴方向的效果要更加的好一些。只是，垂直坝轴方向铺设的焊缝长度要比顺坝轴方向铺设更长，综合来说，顺坝轴方向铺设的方案要更好一点。对于比较高的坝坡，水工膜铺设大部分利用坝上部分垂直坝轴线进行铺设，如此及能够让应力最小，还能够减少焊缝的长度;而坝底则可以利用顺坝轴方向铺设的方案，既减少焊缝长度也能够让基槽迈进不透水层。当铺膜完毕了之后，无论是回填堤脚还是上部护坡都应该动作迅速，免得出现开挖断面局面土质太差而出现滑坡现象。在铺膜的时候，更应该注意动作适度，尽量不要出现应力集中的情况，更要避免人为损伤，而这之外的土工膜和地基结合面应该保证平整无褶皱。
(2)堤脚的开挖和堤身削坡。
在水利工程建设当中，如果要进行堤脚开挖或者是堤身削坡就必须涉及到机械的使用。同时，这也需要根据堤坝本身的情况来分析处理，不能够偏离了施工前的项目规划设计才行。如果进行了削坡，在那之后应该要把坡面进行清理，保证坡面的平整度没有受到破坏。对堤身以及堤顶进行开挖必须要分开进行，止滑槽堤脚基础必须根据原先规划好的断面来进行施工。当工程进行到抵达不透水层之后，还需要继续向下开挖一个深一米、宽一米的沟槽，并再次进行断面清理。基坑排水与边坡稳定的工作也要及时处理好，当这些都做好了以后，相关的工作人员再检查堤坡的规格并做好记录，最后报监理工程师来进行验收。
(3)土坝防渗。
垂直铺膜与坡面铺膜都是为了达到防渗的目的，在这两个方向进行铺膜的施工与铺设的工艺也有所不同。如果存在尖棱物，水工合成材料很容易受到破坏，而水压力或者土压力过大也可能因为没有约束支撑而受到破坏，包括下层气体与液体的顶托作用都可能造成破坏，甚至是温度、浪击与水位线都可能会对薄膜造成破坏。因此，在施工的过程中，应该尽量避免类似的情况发生，严格按照施工规范与项目的规划设计来进行施工。
3结束语
土工合成材料的作用范文4
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。新晨
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：
土工合成材料的作用范文5
随着水利工程建设的不断发展，与水利工程相关的技术工艺也都在不断提高，新型材料施工技术也不断应用到了水利工程的建设当中。在水工建筑项目施工的过程里，土工合成材料因为具有施工效果好、成本低、抗腐蚀性、防渗性等优点得到了越来越广泛的应用和提升，与此同时，土工合成材料的应用也让水利工程建设的工程质量变得越来越有保障。
2土工合成材料
2．1意义与特点
作为土工工程材料当中的一种常见材料的土工合成材料，其是利用人工制造合成的聚合物作为原始材料，继而通过加工制造成各式合成产品，在施工的时候固定在岩石或土体表面或者里面来达到加强土体结构强度目的，并让土体结构有足够的保障且更加稳定。土工合成材料中的土工主要指的是岩石工程与土工工程，而合成材料即是通过合成材料加工制造出来的合成产品。土工合成材料在岩石与土工工程中的应用很广泛。通常来说，制造合成产品的原材料主要是高分子聚合物，且大部分是从煤、石油、天然气等提炼出来，再通过后续的加工将其处理成合成材料，继而制作成合成产品。土工合成材料在岩石工程、土工工程当中的应用，带来了很多方便之处。与类似的建筑施工材料进行对比，土工合成材料拥有施工效果好、施工成本低、自重轻等优点，此外，它还具有很好的抗腐蚀性，能够提高工程或产品的使用寿命。
2．2适用范围
因为土工合成材料的功能特性，其在水工建筑物施工中的应用尤为广泛，这也是缘于水利工程的基础、防渗墙结构等，使得它能够得到很好的施工效果并且能够让施工的成本与造价在一定程度上降低。水利工程基础建设的投资逐年加大，工程建设的规模和数量也同样不断在增加，在这样的情况下，如何保障施工的质量、发挥工程的防洪排涝功能，增加使用寿命等都是现阶段面对的重要的问题。土工合成材料的运用，无疑能够在一定程度上发挥出作用，促进水利工程建设事业的发展。
3水利工程中土工合成材料的应用和施工方法
3．1水利工程中水工合成材料的应用
(1)防渗。防渗亦即是防止流体渗透流失，在水利工程中的防渗可以利用复合土工膜来达到效果。一般情况下，水利工程都会有大量引水蓄水的工程建设，一般防渗处理最为重要，而土工合成材料具有很好的防渗性能，正好可以运用到水利工程当中。在这里，防渗性能的好坏需要通过物理力学指标来决定，而对于土工合成材料来说又大部分是弱透水材料，也就是土工膜以及复合水工膜，它们都具有预防渗水与气体侵蚀的作用。大多数的时候，利用土工合成材料进行的防渗都是在土石坝上游的坝面来进行的，这就需要先放干净水库里面的水，之后在坝的上游进行贴土工膜的处理，并且利用钢槽对其进行加固。现在，这种过去的方式逐渐在被水工网格粘贴土工膜进行处理，让土工合成材料的防渗效果变得更好了。除此之外，利用浆砌石坝或者是碾压混凝土坝的上游坝面也可以应用这种方式来进行防渗处理。
(2)防护。通常在水利工程的建设当中，堤坡或者岸坡被破坏的情况时有发生，这对于水利建设工程来说等于是埋下了安全隐患。堤坡或者岸坡被破坏的情况有来自于大自然的不可抗拒因素，也有人为导致的因素，无论如何，必须要加强对于堤坡和岸坡的保护才行。此外，采用的防护措施应该是具有持久性的，最好是无需长期进行维护更新的，从而减少成本的投入也提升对堤坡或者岸坡的保护效果。水工合成材料恰恰具有这样的优势，能够适合这方面的要求。采取在需要被保护的土面上进行土工织物覆盖，并且利用重物压住以防移动的可能。土工织物具有很好的反滤性能，对于预防水流冲刷对于堤坡、岸坡的破坏很有效用。同时，采用土工织物的办法比较简单可行，成本相对比较低，且无需维护维修，是一种十分可取的办法。
(3)排水。土工合成材料不但具有抗腐蚀性、能够防渗，起到防护以及隔离的作用之外，还能够帮助水利建筑物进行排水。通常来说，处理的办法就是用土工合成材料在水利建筑的土体中建立起一条专门的供土体中水流流动的通道，由此将水流导出水利建筑内。这种排水办法也需要在土坝内部垂直或者是防渗水工膜后面或者土坝内部水平排水以及土坝混凝土护面下部的排水才更具有可行性。
3．2水利工程中水工合成材料的施工方法
(1)坡面铺膜。坡面铺膜可以说是当下土工合成材料施工时最为普通的施工方式，但它在施工时的技术与质量的控制却起着重要作用。目前的水利工程施工项目是以土石坝坝体结构模式为主，在进行施工的过程中，土工膜的施工十分关键。一般来说，要进行坝体的水工膜铺设采用顺坝轴方向是没有问题的，但是垂直坝轴方向的效果要更加的好一些。只是，垂直坝轴方向铺设的焊缝长度要比顺坝轴方向铺设更长，综合来说，顺坝轴方向铺设的方案要更好一点。对于比较高的坝坡，水工膜铺设大部分利用坝上部分垂直坝轴线进行铺设，如此及能够让应力最小，还能够减少焊缝的长度;而坝底则可以利用顺坝轴方向铺设的方案，既减少焊缝长度也能够让基槽迈进不透水层。当铺膜完毕了之后，无论是回填堤脚还是上部护坡都应该动作迅速，免得出现开挖断面局面土质太差而出现滑坡现象。在铺膜的时候，更应该注意动作适度，尽量不要出现应力集中的情况，更要避免人为损伤，而这之外的土工膜和地基结合面应该保证平整无褶皱。
(2)堤脚的开挖和堤身削坡。在水利工程建设当中，如果要进行堤脚开挖或者是堤身削坡就必须涉及到机械的使用。同时，这也需要根据堤坝本身的情况来分析处理，不能够偏离了施工前的项目规划设计才行。如果进行了削坡，在那之后应该要把坡面进行清理，保证坡面的平整度没有受到破坏。对堤身以及堤顶进行开挖必须要分开进行，止滑槽堤脚基础必须根据原先规划好的断面来进行施工。当工程进行到抵达不透水层之后，还需要继续向下开挖一个深一米、宽一米的沟槽，并再次进行断面清理。基坑排水与边坡稳定的工作也要及时处理好，当这些都做好了以后，相关的工作人员再检查堤坡的规格并做好记录，最后报监理工程师来进行验收。
(3)土坝防渗。垂直铺膜与坡面铺膜都是为了达到防渗的目的，在这两个方向进行铺膜的施工与铺设的工艺也有所不同。如果存在尖棱物，水工合成材料很容易受到破坏，而水压力或者土压力过大也可能因为没有约束支撑而受到破坏，包括下层气体与液体的顶托作用都可能造成破坏，甚至是温度、浪击与水位线都可能会对薄膜造成破坏。因此，在施工的过程中，应该尽量避免类似的情况发生，严格按照施工规范与项目的规划设计来进行施工。
4结束语
土工合成材料的作用范文6
关键词：港口工程；加筋土；设计方法
Abstract: this paper introduced the particularity of port engineering of port engineering reinforcement material mechanics of performance requirements, and compared the reinforcement structure and traditional structure types of the difference between the wharf, summarizes the reinforced structure used in port engineering of advantages. And analyzes the reinforced materials used in port engineering, there are still problems, this paper introduces the port engineering structure design of reinforced terminal process method.
Keywords: port engineering; Reinforced; Design method
中图分类号：U655文献标识码：A文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展，全国各地的各类工程项目建设如火如荼地进行着，施工工艺及设计研究水平也进入到了快速的发展期。自上世纪70年代以来，土工合成材料的加筋土技术被引入我国的工程设计中，并且在各类工程项目中被广泛应用，如铁路、公路、水利以及各工程的防灾减灾中都有土工合成材料的加筋土技术的踪影，更为引人注意的是目前我国正大力发展的高铁项目建设中，加筋土技术也被广泛地推广开来了。与广大工程人员所熟知的重力式挡土墙相比，将加筋土应用于挡土墙中，使之具有用地面积更小、工期缩短、造价低廉、施工便捷、以及就地取材方便等优点。目前我国将加筋土应用于港口码头的建设的报道还不多，但随着近年来我国海洋近岸工程的快速发展，国家对海洋经济开发的高度重视，工程设计人员着眼于将加筋土技术应用于港口码头工程中，但当前国内关于加筋土应用于港口工程的实例报道不多，而且设计方法也还处于广大工程人员的研究和经验积累。本文着力于介绍加筋土应用于港口码头结构的设计方法，以及对土工合成材料的性能的特殊性要求。
1与传统类型码头的区别
如前文所述，与以往传统港口码头结构形式相比，土工合成材料的加筋土港口码头具有用地面积更小、工期缩短、造价低廉、施工便捷、以及就地取材方便等优点。以下将其优点作一阐述。
与传统码头结构相比，土工合成材料的加筋土港口码头由于其加筋土结构承载力大，更容易满足稳定性的要求，所以在设计时其挡土墙截面积可以缩小，所以占地面积要小得多。此外该结构中的加筋材料承担主要荷载，结构的表面一般配以装饰性材料，还可以美化环境，更适合现代人们既满足承载力要求也要达到美观的要求。
加筋土结构的码头由于没有传统意义上的大型构件，施工时不需要重型的机械进入到施工现场，并且加筋土结构的加筋材料一般适合就地取材。这样既节约了人力物力也缩短了工期，更使得整个港口工程的预算得到了降低。据相关的资料显示，应用了土工合成材料的加筋土港口码头结构的造价平均值是传统施工工艺下的港口码头的造价平均值的60%左右，由此看来，其对于港口工程的设计人员来说是个很好的选择。
2港口工程中加筋土材料性能要求和需要解决的问题
2.1设计使用材料的性能要求
将土工合成材料的加筋土结构应用于港口的码头工程中，主要是由于加筋土材料具有较好的抗拉性能。由于加筋土结构具有柔性结构的特性，港口工程中对加筋土材料的性能要求较高。
首先是加筋土材料需具有足够抗拉强度和符合一定要求的延伸率。参照我国的铁路行业中的相关规定，要求加筋土材料在其发生一定延伸的情况下依然具有足够的抗拉强度。一般规定土工合成材料的最大延伸率小于10%，且其抗拉强度要达到35KN/m的要求。此外，加筋土材料在长期的荷载作用下，会发生蠕变而使得材料的应力失效，进而需在考虑加筋土材料的蠕变效应的情况下，要使其抗拉强度达到设计要求。
其次，土工合成材料的加筋土结构之所以能够发挥其承担上部荷载的作用，是随着施工完成后时间的推移，加筋材料与土之间协同作用的机理，相互调整至最佳状态。即加筋材料与土之间需产生足够的摩擦力以使得筋土协同作用。参照公路行业中对加筋土材料的规定，要求加筋材料与填土结构界面的抗剪强度不小于素土结构的界面的抗剪强度的90%。所以加筋材料的摩擦性能是考量其是否能满足港口码头结构设计稳定性要求的一重要指标。
其次是对于港口工程的设计使用寿命长的特点，且港口工程所处环境的复杂性，需考察加筋材料的耐久性能，使其满足港口码头工程的设计年限的要求。
2.2加筋土材料目前存在的问题
当前港口与航道工程行业尚没有对加筋结构的筋材选择作出相关的规定，港口工程由于其特异性，对于加筋结构应用于港口工程中还有诸多问题有待工程人员进一步研究，完善加筋材料的选取规范，也为研发部门提供方向。
国内关于加筋土挡墙结构的设计理论体系，更多在考虑公路或铁路工程的工程特性的基础上搭建而成的。而港口工程的加筋土结构具有其特有的性状。尚需工程研究设计人员结合现有理论基础，并考虑港口工程的特殊性的情况下，总结出适用于港口工程的设计理论。
如前文所述，加筋材料的蠕变效应是影响其材料的强度性能的重要因素，从而对于加筋土结构的稳定性及耐久性的相关研究无法绕过的一个问题。国内对于加筋材料的蠕变特性的处理方式主要是根据不同材料提出不同的蠕变折减系数，应用到工程设计中去。对于土工合成材料千变万化的特性，且新材料层出不穷，不同的土工合成材料的蠕变折减系数尚处于经验积累过程中。
加筋土结构的设计使用年限与土工合成材料的耐久性时息息相关的，港口工程结构由于其特殊性，对土工合成材料的抗冻融的能力、海水的侵蚀、阳光辐射以及长期荷载作用下的耐久性能要求较高。随着材料科学的快速发展，土工合成材料的在抵抗老化的性能上面取得了可喜的进步，但据相关资料统计，港口工程中的土工合成材料的老化速度较其他工程项目上同类型材料更快，即港口工程对土工合成材料的抗老化性能有更高的要求。目前国际上以荷兰对土工合成材料的使用寿命研究最为领先。
3港口工程加筋土码头结构设计流程
图1为笔者根据本人的工程经验总结的港口工程中加筋土码头结构的设计流程，总体上首先对结构所需的加筋土在工程中的长期荷载作用（包括筋材的蠕变特性、环境温度、水文、材料的老化特点）下抗拉强度设计值的确定，其次分别进行加筋土码头结构的内部稳定性验算和外部稳定性验算。其中内部稳定性验算中的其他验算，为根据工程的不同要求，进行其抗震设计验算、验算筋材与面板直接的链接强度等；外部稳定性验算中的其他计算包括加筋结构的深层滑动稳定性、加筋土结构的各位置的沉降预测计算并且对于有抗震要求还需进行地震稳定性验算等。
图1 港口工程中加筋土码头结构设计流程图
4结论
随着我国海洋经济的大力发展，加筋土结构逐渐被广泛应用于海洋近岸工程中。将加筋土结构应用于港口工程的码头建设中，其结构设计计算理论体系有待研究人员加以完善。本文结合港口工程的特殊性介绍了港口工程对加筋材料的力学性能的要求，分析了相比与传统结构的港口码头，加筋结构具有造价低廉、施工便捷、工期短等优势。对于港口工程设计人员，还需考虑到应符合港口工程对加筋材料特殊性要求，对于加筋材料的应用于工程存在一些问题有待研究人员进一步研究。
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