道路工程土工合成材料范例6篇

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道路工程土工合成材料

道路工程土工合成材料范文1

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

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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)

道路工程土工合成材料范文2

关键词:公路施工;加筋技术;质量控制

为了保证公路工程在完工以后的使用质量,在施工中,就必须要对公路的质量进行控制,采取必要的措施,强化路基、路堤、路面的质量。加筋技术的应用提高了公路的刚度和韧度,使公路的质量大幅度提高,因此有必要对该技术在施工中的一些应用进行分析和介绍。

1、路面加筋

目前,公路建设中路面结构主要采用土工合成材料进行加筋,并得到了广泛的实践和应用。为了延缓或减少路面反射裂缝的数量,降低沥青路面的车辙,路面工程主要是用土工合成材料加筋技术。半刚性基层沥青路面中采用加筋技术能提高基层的使用寿命。路面加筋技术防治裂缝的方法主要有:①路面面层的上部用土工合成材料加筋,降低温度导致的裂缝,强化路面表层,减少车辙,路面的使用寿命就能提高。②在沥青路面新路施工中,基层出现裂缝时,为了降低反射裂缝的影响,则在公路基层和面层采用土工合成材料进行加筋处理。③如果是老路补强、旧水泥混凝土路面加铺沥青或混凝土路面、桥头和桥面路面铺装中采用土工合成材料进行加筋处理,就可以有效的防止反射裂缝。

2、路堤加筋

对路堤进行加筋处理,主要是为了减小和控制路基的不均匀下沉,提高路基的稳定性。路堤加筋是利用加筋材料能承受拉力的特点和加筋材料与土层之间存在的摩擦力形成一定的抗滑力,从而使公路路堤的稳定性提高,加筋材料的使用也大大的分散了路堤承受的负荷,使道路的路堤整体性增强,降低不均匀的下沉的现象,土工合成材料可以选用土工织物、土工格栅、土工网等材料进行路堤加筋,选用的土工合成材料必须具有足够的抗拉强度和比较高的具有较高的顶破强度、刺破强度和握持强度。

2.1设计计算

加筋材料的铺设范围、铺设层数都要通过对加筋路堤土工合成材料锚固长度计算和平面稳定验算等稳定计算来确定。一般对加筋路堤堤身稳定性和整体稳定性验算都采用圆弧条分法来计算,以求出相应的临界滑动面和安全系数的最小值,如果路堤下方地基是较浅层的软土层时,则需要验算加筋路堤的平面滑动的稳定性,这些计算方法在我国公路设计建设过程中已经通过规范形成了一套相对较成熟的计算方式。

2.2提高路基稳定性

路堤的稳定性出现故障时,可以采用土工合成材料进行加筋处理,这样就可以提高路堤的稳定性。提高路基稳定性需要一个合理的加筋结构形式,结构形式的选择应该根据道路工程的实际情况,遵循经济合理、技术可行、施工便捷的原则,进行综合的评定后确定其结构形式。

2.3降低路基不均匀下沉

加筋技术对路堤的下沉尤其是不均匀下沉有一定的调节和降低作用,这一点在诸多的道路工程都得到了验证,但是目前还对基本理论的研究还不成熟,尚未建立起一整套完整的计算方法。其中应用反应效果比较好的结果形式主要包含以下几种:

2.3.1软土地基处理

在路堤沉降计算和稳定验算没有达到设计要求时,就需要对软土地基进行必要的加固。常用加固方法主要以表1中所列举:

2.3.2轻质材料路堤

为了降低路堤对地基的承载力,可以采用轻质材料填筑路堤。现在我国已有成功的用粉煤灰填筑路堤的经验,可以减轻路堤自重的25%左右。重型击实试验法测定最大干容重为9~12Kn/m3。硅钻型粉煤灰塑性差、粘性小,但是液限在64%上下,含水量高达37%~41%,具有较好的压实性能。路堤边坡表层要用l~2m的粘质土进行包覆,稳定边坡,也利于长草,顶面用粗粒进行封闭,厚度约0.3~0.5m。

2.3.3灰土挤密桩

如果软土地层的含水量过小或过大时,则需要采取灰土挤密桩。含水量过大的话可以往孔内填塞石灰粉或干土粉进行水分的吸收,方法是边成孔边下套管或快速成孔浇灌或成孔以后下套管;如果含水率过小,就应该提前浸湿加固范围内的土层。成孔的顺序应该是先从外圈入手,然后转圈并间隔进行成孔;对已经成的孔要防止受到水的浸湿,最好是当天就进行回填夯实;为了避免在夯打的过程中造成缩颈的堵塞,就应该打一个孔填一个孔;如果桩孔打的比较密,而且土质比较松软时,则应该采取间隔跳打进行夯实。在施工中,要严格按照质量评定标准规定进行抽样检验。

2.3.4桥头台背路基填土加筋

桥头台背路基填上用土工合成材料进行加筋处理,主要是利用构造物之间的铺固力、路基填料之间以及土工合成材料间的嵌锁力和接口摩阻力把路基填充材料和结构物联结在一起,增强路基的整体性,降低两者之间在外力下的不均匀下沉现象。加筋材料一般采用土工格栅或者土工网,台背路基填料一般选用压实性能和水稳性良好的材料,主要包括碎石土、砾石土或天然砂砾进行填充。近些年来,公路建设飞速发展,在公路建设中的沉降观测控制、防止路堤不稳定、软土地基处理技术等方面也取得了理想的成果。对软土地基处理中用沉降速率作为铺筑路面时间的下沉控制方法进行控制,使得在软土地基上一次就可以完成高级路面建设的技术核心问题得到最终的解决。

2.3.5土工合成材料加固

一般小于3m厚的软土层就浅层的软土层,浅层软土地基可以先在地表铺设土工布,再进行路堤的填筑,土工布所起的作用主要是分隔、排水、过滤、和加速凝固等作用,也就取代了常规的置换方法。软土层的厚度在3~5m之间时,就采用土工布和砂垫层联合进行处理,排水砂垫层厚度可以由50cm降低到30cm。也可以在路堤的下面和地表间铺设多层的土工织物,利用材料较高的抗拉韧度去克服地基变形、滑动,从而保持路基的稳定,通过控制填土速率,加上超载预压,使路基快速固结。

3、加筋土挡土墙结构

3.1加筋土挡土墙结构原理

加筋土挡土墙是由填料、面板、筋带结合而成。加筋土结构中,填料的自重与外力所产生的侧压力作用和面板,然后面板上的筋带连续元件把侧压力传输给筋带,筋带在作用力下会从填料中被拉出,但是筋带材料又被压在子填料下,所以筋带和填料间的摩擦力就阻止了筋带被拉出。摩擦力把筋带和填料联结在一起,形成一个整体,加上墙面板,就形成了重力式挡土墙。

3.2加筋土挡土墙结构特点

加筋土挡土墙结构在公路施工中迅速的发展,并得到广泛的采用,其主要具有几下几个特点:首先,组成加筋土挡土墙的筋带和面板可以提前制作,施工现场可以用机械进行分层填筑,这种施工方法快速、便捷‘而且比较节省劳动力,工期也比较短,节约了时间。其次,加筋土挡土墙是柔性结构物,可以很好的适应地基物力性的变形。同时,因为其具有一定的柔性,它的抗震性就比较强,是一种较好的抗震结构物。第三,加筋土挡土墙造型美观、节约用地。加筋土挡土墙的建造费用比较低廉,与钢筋混凝土土挡土墙的造价相比较,节约了造价的一半;和石砌重力式挡土墙相比较,节约了至少20%的工程造价,所以它具有经济效益的优势。最后,加筋土挡土墙的工程安全性较高。

4、结束语

加筋技术的应用是完善和发展新的技术,该技术采用的材料较广泛。一方面新材料随着高新技术的发展不断出现,另一方面该技术应用的范围在不断扩大,应用的形式随着实际情况也在不断的更新发展。

参考文献

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[3]马玉静.加筋土挡墙的应用与发展[J].山西建筑.2009(1).

道路工程土工合成材料范文3

【关键词】市政道路工程;软土路基;施工技术

【 abstract 】 in engineering design and construction, with the reinforcement of the foundation project to the soil properties and hydrogeological conditions as the basis, the reasonable selection and construction process of foundation treatment method. Soft foundation improvement and processing technology in municipal road engineering an important role, soft soil foundation problem can be properly handling the direct relationship between the engineering quality, progress and investment, so all parties should pay close attention to the problem. Master municipal road engineering characteristics of soft soil subgrade, select the appropriate foundation treatment technology is project construction should focus on the problem.

【 keywords 】 municipal road engineering; Soft soil subgrade; Construction technology

中图分类号:TU471.8 文献标识码:A文章编号:

引言:软土路基具有变形大、固结慢、强度低等特点,如果在修筑路基之前没有妥善处理软土地基,就很可能导致差异沉降或路基沉降过大而产生如下问题:边坡外侧土体发生隆起并且路堤整体发生侧向滑动;路堤衔接处频频发生沉降现象;路堤变形并导致路面遭受破坏。对软土路基进行处理的根本目的是改善和提高土的特征并使之达到一定要求,从而消除因路基变形对建筑物造成的不利影响。

软土工程的概括及特性

在我国,可将软土的类别划分为以下两种:一种包括内陆平原淤泥、淤泥质土、山地型软土;另一种是海洋沿岸的淤积。

软土工程的特性为:1.含水量高,软土的含水量直接决定路基的承载力高低,承载力的高低与含水量成正比,这是由于土的抗剪强度和压缩性与天然水的含量存在直接关系;2.孔隙比大,松软,与纯天然的软土相比,处于同一垂直压力作用的重塑土具有较大的孔隙比;3.压缩性高,增大天然含水量和土的液限可以有效提高淤泥和淤泥质土的压缩系数;4.抗碱强度低,软土的抗碱强度与加荷载速度和排水固结条件存在密切关系;5.渗透性小,软土强度提高速度与软土的固结速度呈正相关,由于软土固结较慢,导致软土在荷载作用下渗透性较小,此外由于土中含有的有机质较多而产生气泡,堵塞了土中的空隙,进而降低了土的渗透性;6.具有触变性,是指由于静置而增大了土体强度,又因受扰动而降低强度的特征;7.具有流动性,在完成固结沉降后,软土依然可能产生较大的次固结沉降;8.除了含有有机质外,软土中还含有大量的粘粒和粉粒等固结物质。

市政道路工程中的软土路基处理技术概括

软土路基处理技术的发展

我国在近年来加大了对国外先进软土路基处理技术的引进力度,同时逐步发展了针对我国内地地质状况和工程地质条件的软土路基处理方法。

软土路基处理技术的应用现状

第一,排水固结法。该种方法又称预压法,学术界到目前为止在真空预压法的有效加固深度方面存在分歧,需要进一步研究真空预压的有效深度。对于冲填土、淤泥、淤泥质土等饱和粘性土路基来说,预压法较为适用。

第二,强夯法。该种方法一般是用来饱和度较低的碎石土、杂填土、粘性土和素填土等各类路基进行加固。在加固原理上,强夯置换和强夯挤密是有差异的,其应用范围也有所不同。60年代我国就引入了强夯法,由于施工速度快、经济、设备简单、效果显著,很快就得到广泛应用。这些年除了强夯挤密法外,强夯置换也得到大力推广。

第三,高压喷射注浆法。这种方法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等路基。它在土层预定深度插入带有特殊喷嘴的注浆管,通过高压喷射混合土体与固化浆液,加固路基土体。

第四,深层搅拌法。该种方法适用于对淤泥质土、淤泥、承载力特征值小于120kpa的粘性土、含水量高的路基以及粉土等软土路基进行处理。使用特制机械沿深度强制搅拌路基土与固化剂,就地成桩加固路基,若使用的固化剂为粉体时又可称为粉体喷射搅拌法。

第五,静动力排水固结法。这是一种在最近几年逐渐发展起来的软土路基处理新技术,该项新技术改进的夯击机具与排水固结法中的排水体系处理含水量较高的软粘土路基。

第六,加筋路基。土工合成材料是加筋路基方法所必不可少的,可以使用土工合成材料充当道路工程中的路基施工处理材料,如果能满足工程要求中的钢筋数量和埋设方式,就能最大程度地提高软土路基的承载能力。

软土路基处理的影响因素

路基状况

第一,土质条件的影响。对于粘性土来说,在施工时应该保证所采用的处理方法不能对地基产生过大的扰动,压实法是较常用的一种方法。对于砂性土来说,由于土地强度在粘性土受扰动后严重降低,因此应该采用挤实砂浆法或振动压实法处理可能发生液化的砂性土。

第二,地基构成情况。应该采用多种方法配合表层处理法对比较厚的软土层进行处理。如果软土层厚度比较小,应该采用简单表层处理法。对于重要的构造物,应该采用开挖换填法进行处理。

公路等级要求的道路性质

如果设计要求的公路等级较低,为了节约资金,可以在路基沉降结束之前先铺设简易公路路面,然后再铺设常规公路路面。局部破坏经常出现在低且宽的路堤上,若采用压重法容易降低路堤的稳定性,而且设计高度也比较大,这时候应该采用换填法;此外深处粘土层的沉降也和路堤设计的高度和宽度呈正相关。

周边环境

公路施工不可避免地会对周边环境造成一定程度的影响,因此我们应该深思熟虑地选择合适的软土路基施工方法。在施工过程中,在路基特别软弱且路堤高度较高的情况下,大的隆起或沉降很可能会在周围路基发生,因此应该从多方面进行考虑,以期控制剪切变形量和减少总沉降量。

结论

综上所述,在我国整个市政道路工程建设中,结合已经进行的施工加固技术和路基处理及其发展过程来看,很有必要在软土路基处理的研究方面加大投入。在工程应用中软土路基的处理技术和方法必然会得到极大发展,而技术发展的关键在于工程实践中的理论研究和经验积累。

参考文献

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[5] 何一山,柴荣亮. 市政工程管线综合优化探讨[J]. 现代装饰(理论), 2011,(02) .

道路工程土工合成材料范文4

关键词:道路工程;软土地基;加固技术

在软土地基上进行道路工程建设,客观增加了施工的难度,为了保证施工的进度、安全、质量,施工单位必须严格按照实际要求,采取相应的软基加固技术。道路软基施工中,加固技术应用的主要目的是通过采取有效的技术措施,进一步改良地基部分的工程性质,进而达到道路工程对于地基变形和稳定的基本要求。同时,在道路软基加固技术的应用过程中,还应注重改善地基土的渗透性与变形特性,提高其抗液化能力、抗剪强度,将各种不利用施工的因素控制在合理的范围内。1道路软土地基的辨别在道路工程建设中,对于软土地基的辨别是十分重要的,而且其流程相对复杂,工程技术人员必须采取先进的勘探和测量方法,否则难以保障软基加固技术方案的科学制定与实施。在道路软土地基的辨别中,必须注重查明地基土的类别、成因与范围等,这对于缩短工期,降低造价、提升质量具有积极的意义。1.1一般情况下,天然细粒土的密度为1.60-1.75g/cm3,但是在我国南方部分地区,尤其沿海、多雨的区域,天然细粒土的密度远远低于常规数值,导致道路工程建设中经常会出现软土地基的情况。对于相同地区的土质而言,受到雨雪天气的影响,其含水量必然会有所增加,这是导致地基土密度减少的主要原因,并逐步形成不利于施工的软土地基。1.2在道路软土地基的辨别中,孔隙比的影响是不容忽视的,特别是含水量与孔隙比之间的关系,必须采取有效的地质勘探手段。通常情况下,软土地基的深度为1-15m,只有采取现代化的勘探仪器和方法,才能保证对于软土地基的准确辨别。1.3液塑限的影响是形成道路软土地基的一个主要因素,道路工程施工中,只要对含水量进行合理的控制,并且采取相应的路基填料,即可获得理想的软基处理效果。2道路软基加固技术的应用

在现代道路工程的建设中,对于软基加固技术的应用必须坚持因地制宜的基本原则,即根据工程项目地基土的实际情况,采取与之相适应的加固技术,全面提升道路工程建设的质量。目前,在国内道路软土地基加固中,采用的技术措施主要包括:灌浆加固技术、加筋地基、静力排水固结法、强夯技术等,施工单位在严格执行工程技术方案的基础上,应重视对于各类技术的不断改革,这是促进国内道路工程行业稳步发展的关键因素。

2.1灌浆加固技术在我国现阶段的道路软基处理中,灌浆加固技术是最为常用的技术类型之一,其具有适用范围广、技术成熟、造价相对较低等特点。灌浆加固技术的基本原理为:使用水泥浆液在软土地基周围进行充填、渗透与压密,通过不断的扩展形成规则浆脉,这是保障软基处理效果的基础条件。由于软基的土体普遍具有不均匀性的特征,所以在灌浆加固技术的应用中需要注意以下两点:1)在灌浆孔不断向外扩张的过程中,要保证形成圆柱状的浆体,钻孔周围的土体必须挤压、充填,通过破坏或剪切浆体附近的土体,以形成性能较为优越的塑性变形区;2)在灌浆操作进行时,要随时进行土体裂缝状况的监控,并且利用水泥浆液的渗透,在软基土中形成数条厚薄不一、方向各异的条状、片状或团块状浆体。由此可见,灌浆加固技术的应用,保证地基土与桩柱体之间形成满足工程质量要求的复合地基,两者的相互作用将起到提高承载力与控制沉降的作用。

2.2加筋地基在道路软土地基处理中,加筋地基技术的基本原理为:通过剔除地基底层一定范围内的软土,并且逐层铺设一定厚度的砂石与土工合成材料,将其作为加筋垫层的地基持力层。在道路软基处理中,加筋地基技术中应用的土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,对于提高软基的处理效果具有积极的影响。在钢筋的埋设施工中,必须注意埋设方式的合理选用,钢筋的数量也要满足施工的实际要求,进而才能有效改善软土地基的承载力。

2.3静力排水固结法静力排水固结法又被称为预压法,是一种新型的软基加固技术。静力排水固结法具有操作简单、安全性高、技术成熟等特点,其主要适用于:淤泥、淤泥质土、饱和黏性土、冲填土等软土地基的加固处理。在软土地基自身的荷载作用下,土层的孔隙相对较小,通过必要的技术手段基础土层孔隙中的水分,当超静孔隙之间的水压力基本消散时,其整体有效应力将明显提高,软土的强度也会随之增加。近年来,静力排水固结法的理论研究不断深入,而且在各类道路软基处理中得到了广泛的应用,其有效深度达到6-10m之间。 静力排水固结法在我国广州、上海、福州、天津等地的道路工程建设中,都起到了较为理想的软基处理效果。2.4强夯技术强夯技术是一种强力加固软土地基的方法,其适用于各种软基的常规处理。强夯技术的基本原理为:通过夯锤自上而下的运动,其落距通常为6m-35m,软土地基在冲击力、振动夯实的作用下,使软基的强度有所提高,而且可以有效降低其压缩性。在国内现代道路工程的软基处理中,强夯技术的应用范围较为广泛,实际效果也十分理想,其应用领域也在进一步拓展。强夯技术主要应用于碎石土、湿陷性黄土、高回填土、砂土、杂土等软土地基的处理中,也可以应用于防止粉砂、粉质粘土的液化,其实效果较为明显。在含水率较大的软土地基处理中,强夯技术应用时必须注意对于夯击沉降量与夯位的合理控制,这是实际应用中必须解决的关键技术问题之一。在国内的道路工程软基处理中,随着强夯技术应用研究的深入,工程技术人员发现其不适用于市区岩土地基的处理,不规范的操作有可能造成对于既有建筑物的振动破坏,以及对周边环境的噪声影响。

3道路软基加固技术的创新发展在我国现代道路工程行业高速发展的背景下,对于软土地基加固技术的应用研究,不但要积极吸取和借鉴国外先进的技术经验,而且要结合国内道路工程建设的现状,加强软基加固技术的创新。在道路软基加固技术的创新发展中,必须加强先进工程技术理念与现代科学技术的应用,并且对现行的技术体系进行必要的改革与完善,逐步提高我国道路软基处理的能力。目前,国内对于道路软基加固技术的应用研究进入了一个全新的时期,特别是各种勘探方法、新型机械设备、新型施工材料的出现,为软基加固技术的创新发展提供了良好的外部环境。同时,从道路工程的本质而言,其余建筑行业有着紧密的联系,所以在软基加固技术的应用研究中,要实现两者之间的互补。

综上所述,现代道路工程软基加固技术的创新发展中,一定要杜绝片面发展的理念,而是要在现有条件的基础上,逐步构建多角度、立体化、全方位的软基加固技术创新发展模式,这对于促进我国道路工程行业的发展具有重要的作用。

参考文献:

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作者简介信息

姓名:王勇,性别:男学历:大专,出生年月:1973年12月生,籍贯:湖南,

道路工程土工合成材料范文5

关键词:软基处理技术;道路工程;应用

中图分类号:U41文献标识码: A

前言

公路施工建设常常用到软基处理技术,因为软基处理技术有很多优点,比如其可以防止路基下沉、路面断裂进而提高施工质量。所以,在施工未开始前,要认真查看,施工路段地质状况,一旦发现有软基情况出现,就必须进一步研究,根据现有的软基处理技术,选择合适工程的技术进行软基处理。

一、软基处理方法在道路施工中的重要性

一般情况下,如果在软土地基上修筑公路时,未对该软土地基进行妥善处理,就会导致地基沉降或者差异沉降过大进而使公路丧失正常的使用功能,并引发一系列的问题,这些问题通常表现为以下几个方面:第一,路堤变形,地下水位升高,最终造成公路路面的毁坏;第二,人工构造物与路堤相衔接的地方发生差异性沉降,引起跳车;第三,地基的抗剪强度大大降低,进而引起路堤侧向整体滑动,而边坡外侧的土地则会隆起。由此可见,在软土地基上修建公路时,必须对该软土地基进行妥善的处理,从根本上改良软土地基的工程性质,改善软土地基的变形性和渗透性,提高软土地基的抗剪度以及抗液化能力,以满足公路工程施工对地基的基本要求,提高软土路基的承载能力,确保公路建成后可以安全使用,实现预期的经济效益和社会效益。

二、软基处理施工技术的应用原则

相比于其他基础施工,软基处理施工的难度更大,随着机械化施工技术的推广,软基处理存在的施工难题,在一定程度上得到了解决,为保证相关施工技术应用的有效性,笔者认为有必要了解施工技术应用的以下原则。

(一)因地制宜原则

不同基础工程,软基处理施工在条件方面往往具有一定的差异性,譬如软基处理面积比较大时候,需要在施工现场修建一定面积的软基处理试验区域,通过对该区域的试验施工,确定采用哪一种软基处理施工技术,以及明确技术应用的注意要点。

(二)环境保护原则

软基处理施工开挖出大量的淤泥,要求将这些淤泥妥善堆放在规定的地点,另外在排除地基内部积水的时候,要尽量避免污染附近水源、农田和居民区域等。 (三)安全施工原则

软基处理工程特殊的施工条件和施工环境,给基础施工带来更多的危险系数,譬如基坑坍塌、滑移等,因此在施工的时候需要兼顾工程的安全管理工作,认真落实各种安全管理规定,并采取强制性的安全措施和安全教育手段,确保工程的危险系数在可控范围之内。

三、软土路基施工技术在公路中的实际应用

以位于某平原区的公路为例,其大部分路段都穿越软土地基,且沿线河网交错、村庄密布、结构物众多、填土高度大,全线软土具有含水量高、压缩性高、强度低、渗透性差的特点。局部路段为深厚软基,部分地段有淤泥,因此软土地基处理设计、施工已成为该公路工程的关键技术之一,直接影响到工程的质量和工期。

针对不同的工程地质条件和不同条件下的稳定和变形问题,在公路施工过程中软基处理普遍采用排水固结、深层搅拌法、超载预压法、真空预压法、路堤加筋法、轻质填料法和桩承式路堤等多种处理方法。上述公路软基的加固处理,要考虑到其特殊性,首先要确保施工技术人员能够严格按照工艺要求、操作规程进行施工。具体施工工序主要包括清除地表土、排除积水、挖除淤泥、填石垫层、压实、路基分层填筑、弯沉及压实度检测、路面施工等。针对上述公路软土(如表1)路基施工,可以主要采用以下几种方法:

表1软土主要物理力学性质

(一)土工合成材料加筋法

土工合成材料加筋是在路堤下部填料中加入土工合成材料等条带网格状抗拉材料,以改善填料的力学性能,提高路堤的稳定性、扩散荷载应力、减少不均匀沉降。目前应用较广的土工合成材料类型有编织土工布、复合土工布、塑料土工格栅、经编土工格栅、玻纤土工格栅、整体式钢丝土工格栅、钢塑土工格栅、土工格室等(见图1)。

图1土工格室

对于土工格栅类型应选择钢塑复合土工格栅,并要求这种土工格栅具备的横向拉抗强度应大于60kN/m,纵向抗拉强度应大于80kN/m,按照施工图铺设土工格栅,在平整的下承层结构上进行全断面土工格栅铺设,铺设过程中应确保不出现破坏情况以及褶皱情况,对于土工格栅结构中投入填料,然后在含水量最合适的情况下进行分层压实处理,压实设备采用压路机,土工格栅在摊铺施工中,采用人工辅助拉直平顺,使其贴近土层结构,确保不发生重叠、褶皱及土工格栅扭曲情况,并确保路堤轴线位于强度较高方向上,土工格栅拼接施工时,位于连接位置的强度不能小于规定的抗拉强度值,格栅衔接长度应确保足够长,并且纵向衔接长度应超过0.6m,横向衔接长度也要超过0.3m,并将表面存在的碎石块及其他杂物清理干净,确保土工格栅结构的土层表面是平整的。摊铺土工格栅完成后2d 内应做好覆盖或回填处理,防止其因为直接暴晒作用或阳光照射时间太长而产生不良影响,回填处理中,第一层填料的压实应采用前置式装载机设备或选择轻型推土机进行压实处理,全部车辆以及施工设备都应按路堤轴线方向位置运行。

(二)排水固结法

排水固结是在软土地基上设置竖向排水体,然后施加荷载,促使地基排水、固结、压密,以提高地基强度,减少在路堤荷载作用下产生工后沉降量的一种方法。排水固结法由加压系统和排水系统两部分组合而成。加压系统是通过外界对软基施加荷载,产生超静孔压,土中的孔隙水因压力差而发生渗流。常用加压系统包括堆载预压、真空预压及降水预压。排水系统是指在地基中设置一些排水通道,缩短孔隙水排出路径,由水平和竖向排水系统构成。水平排水系统常用砂砾垫层,竖向排水系统常用袋装砂井和塑料排水板。(如图2)

图2 塑板搭设现场

(三)换填法

换填法指的就是将软土地基下层一定范围厚度的软土层挖走,然后取砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等质地比较坚硬、强度较高、性能较稳定,同时又具有较强抗腐蚀性的物质加以填充,然后再采取人工或者机械的方式对填充物进行压实,以达到公路工程要求的密实度。如果软土地基下层的软土层比较薄,且在其上修建的公路负荷量比较小时,可以在其上直接放置填充物,然后进行加固,无需挖走软土层,再进行填充。换填法在适用条件上可以对强夯法进行补充,换填法比较适用于软土层较浅的软土地基的处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等地基的处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理,比较低洼的区域的填筑也可以。同时,换填法还具有一些特殊的功能,例如:采用换填法对膨胀地基进行处理,可以成功的消除膨胀地基上的膨胀作用;采用换填法对湿陷性黄土地基进行处理,可以消除湿陷性黄土地基的湿陷性;采用换填法还可以对山区地基岩面倾斜、破碎、高低差、软硬不均匀等问题进行妥善的处理。与此同时,采用换填法对季节性冻土地基进行处理,可以消除冻胀力对地基的破坏。

结语

在公路施工过程中,如果出现大面积软土地基情况,就要运用有效软基处理技术进行施工,施工前按照施工场地详细地质条件、水文气象条件以及公路形状,选取最适合的软基处理方案,避免在公路后期使用过程中,出现路面开裂、断裂及路基下沉等情况,使公路正常投入使用。

参考文献:

道路工程土工合成材料范文6

关键词:地基加固处理 堆填垃圾地基 应用尝试

绪论

地基加固处理技术在建筑工程、道路工程及桥梁工程软弱土地基加固施工中已广泛应用并取得了良好收效,在垃圾土地基处理方面还很少应用。长虹西路延长线改建工程道路工程K0+180~K0+615区段总长度435米范围为生活垃圾、渣土堆填区,在该段道路路基的施工中,采用了多种地基处理技术对堆填垃圾土路基进行了综合加固处理,节约了工程投资,缩短了施工周期。该段道路于2004年8月20日竣工通车以来,历经三个春秋,历经重型交通三年的正常通行,该路段路面质量经多次检查,路面中线高程、横坡、井框与路面高差均无变化。个人认为,这证明了地基加固处理技术在该路段应用成功。本文将对该工程实践加以回顾总结,希望能开拓思路,为以后在其它特殊地基上修建道路进行地基处理方案的选择和实施提供参考。

一 、地基加固处理方法、材料及设备

1.地基加固处理技术

地基加固处理技术根据软弱土特点和所需处理的目的发展起来,在多年实践中已形成了一定理论、方法,相应的应用材料技术、设备技术也得到了长足发展。因此,在采用此项技术前应首先了解其主要方法、常用材料及设备。

2.地基加固处理技术作用机理及常用方法

2.1作用机理

地基处理的作用机理大致有土质改良、土的置换、土的补强等三类。土质改良是指用机械(力学)的、化学、电、热等手段增加地基土的密度,或是地基土固结,这一方法是尽可能地利用原有地基。土的置换是将软土层换填为良质土如砂垫层等。土的补强是采用薄膜、绳网、板桩等约束住地基土,或者在土中放入抗拉强度高的补强材料形成复合地基,以加强和改善地基土的剪切特性。

2.2地基处理的方法

根据其作用和原理大致分为六类,分述如下:

碾压及夯实法是采用重锤夯实,机械碾压,震动压实,强夯(动力固结)。此法利用压实原理,通过机械碾压夯击,把表层地基土压实;强夯则利用强大的夯击能,在地基中产生强烈的冲击波和动应力,迫使土动力固结密实。适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的黏性土,杂填土等,对饱和黏性土应慎重采用。

换土垫层包括砂石垫层,素土垫层,灰土垫层,矿渣垫层。以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料,置换地基表层软弱土,提高持力层的承载力,扩散应力,减小沉降量。适用于处理暗沟、暗塘等软弱土的浅层处理。

排水固结处理法有天然地基预压,砂井预压,塑料排水带预压,真空预压,降水预压等形式。它的作用原理是在地基中增设竖向排水体,加速地基的固结和强度增长,提高地基的稳定性;加速沉降发展,使基础沉降提前完成。适用于处理饱和软弱土层,对于渗透性极低的泥炭土,必须慎重对待。

振密挤密法常见的有振冲挤密,灰土挤密桩,砂桩,石灰桩,爆破挤密等等。它的作用原理是采用一定的技术措施,通过震动或挤密,使土体的孔隙减少,强度提高;必要时,在震动挤密过程中,回填砂、砾石、灰土、素土等,与地基土组成复合地基,从而提高地基的承载力,减少沉降量。适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。

置换与拌入法有振冲置换,深层搅拌,高压喷射注浆,石灰桩等。此法采用专门的技术措施,以砂、碎石等置换软弱土地基中的部分软弱土,或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未处理部分土组成复合地基,从而提高地基承载力,减少沉降量。适用于黏性土、冲填土、粉砂、细砂等;振冲置换法对于不排水剪切强度Cu

土的加筋补强法常见有土工聚合物加筋,锚固,树根桩,加筋土等方法。在地基或土体中埋设强度较大的土工聚合物、钢片等加筋材料,使地基或土体能承受抗拉力,防止断裂,保持整体性,提高刚度,改变地基土体的应力场和应变场,从而提高地基的承载力,改善变形特性。适用于软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土。

3.土工合成材料

土工合成材料是以人工合成的聚合物为原料制成的各类型产品,是道路岩土工程中应用的合成材料的总称。它可置于岩土或其他工程结构内部、表面或各结构层之间,具有加筋、防护、过滤、排水、隔离等功能。土工合成材料的种类有土工网、土工格栅、土工膜袋、土工织物、土工复合排水材料、玻纤网、土工垫等。

采用土工合成材料加筋可提高路堤的稳定性,台背路堤加筋能够减少路基与构筑物之间的不均匀沉降。土工合成材料还可用于坡面防护与冲刷防护。

4.经编增强土工格栅

本工程使用经编增强土工格栅。

经编增强土工格栅是土工合成材料的一种,是经编增强骨架织物经涂覆沥青混合物而成,较一般的机织类、无纺类、合成类等土工织物的性能更加优越,具有高强度、高模量、低蠕变、抗腐蚀、抗老化、抗脆裂及可预设计的等多种特性。在沥青路面的建造和修复上应用经编增强土工格栅可有效提高路面的承载能力,有效地控制车辙、反射裂缝,抗冷热收缩裂缝,延长路面使用,提高使用效率。在路基上应用经编增强土工格栅可大大减少路基的不均匀沉降,提高路基的承载能力,并可大大提高施工效率。

5.蓝派冲击压路机

本工程使用了蓝派冲击压路机。

蓝派冲击压路机依靠冲击力、振动力和静重力三者共同作用进行压实。它的冲击力可达250吨,振动采用振动作用较大的大振幅低频率振动方式。

蓝派冲击压路机的压实有效深度在1米以上,且有效深度范围内压实土密度比较均匀;而重型的振动压路机的压实有效深度仅在0.3米至0.5米之间,每层压实土的密度随深度增加而减小。

蓝派冲击压路机的工作效率与振动压路机相比也较高,每台班平均可完成10000平方米的碾压(按20遍计),是振动压路机的5倍。

蓝派冲击压路机随机配置的连续冲压反应测试系统利用土的动力刚度是土的密度的函数的原理,在土比较软时,在冲击作用下装在冲压机轮子上的仪器测到的减速度值比较低;如果土的密度加大,则土的刚度加大,在冲击作用时,测到的减速度值加大。这种测试仪器可以测到每次冲击的减速度峰值,同时,该系统装有全球定位系统,无论冲压机走到哪里,系统都会表现出这个位置,这样测得了每个位置的减速度峰值,就可以得到一个图形,它表示所有被冲压部位的刚度,也就是对密度的一种反映。这一测试手段无须挖坑取样进行密度、压实度测试,无须配置专用大型设备进行回弹模量测试,比传统的压实度测试手段省时省力,而且能反映大面积的普遍情况(传统测试只能测试一些代表性的点来代表大面积的质量)。

二、长虹西路延长线改建工程概况

长虹西路延长线改建工程是京周公路改造工程的重要组成项目之一,设计起点长虹西路、终点京石高速阎村立交桥匝道,全长770.784m,道路横断面设计为城市干道三幅断面设计,全宽38米。在京周公路改造工程实施过程中,长虹西路延长线工程的顺利实施,是京周公路交通导行,实现进京方向半幅路施工的重要条件之一长虹西路位于房山区良乡镇内,是良乡镇内主要交通干道,同时也是连接镇内其他道路的交通枢纽,对穿镇市到京周公路的交通流量具有重要的局部分流作用。由于京石高速立交上跨线较窄导致良乡至房山的双向交通在此出现拥堵,瓶颈现象严重。将长虹西路延长接至京石立交匝道,可缓解此处的交通压力,同时配合京周路的改造。

因此,只有确保本项工程的顺利竣工并尽早通车,才能保证京周公路改造工程整体组织计划全面实现。作为此项工程的施工负责单位,我们深知本工程在京周公路改造工程系列工程重要作用,必须切实地科学组织、合理安排、严格管理、精心施工,按照业主要求的工期、质量圆满地完成此项工程任务。

三、路基处理方案确定的背景

1.设计文件中关于堆填垃圾范围内路基处理方案

长虹西路延长线改建工程设计文件中指出,现况路段内K0+330-K0+600长270米范围为生活垃圾、渣土填埋坑。若全部挖出工程量较大,在保证道路结构稳定的前提下此段采用路基局部还填,清除垃圾至原状地表高度,(1)在满足路面结构厚度的条件下,再向下换填1米厚天然砂砾,(2)若不满足路面结构厚度,则继续下挖至同时满足路面结构厚度和换填厚度。换填1米厚天然砂砾下铺设土工格栅,以增加路基稳定性。

2.施工现场原貌实况

我公司于二ΟΟ四年五月份,承接了房山区京周公路改建工程长虹西路延长线改建工程项目的施工任务,由于工期紧、任务重,我们立即着手进行各项准备工作,同时进行现场挖探。

我们沿道路桩号按一定间距布设探沟11道,在明显为不良土纸处挖探坑4个,进行全面挖探。经机械挖探后,发现垃圾堆填层深度为3m~7.8m,分布于K0+180~K0+615区段,总长度达435米,分布宽度为道路全宽范围。其分布面积之大,深度之深都远远超出业主及设计的预计,如果全部换填,总换填量预计达九万立方米。

垃圾堆填埋区堆积密实度不一、垃圾组成成分杂(主要以建筑垃圾、生活垃圾为主),且结构松散,堆积物极不均匀,按常规施工方法进行压实处理几乎不可能实施,更无法保证质量。

另外,由于垃圾经多年浸泡腐蚀,恶臭难闻,刮风时,白色垃圾漫天飞舞,不仅影响施工人员的身心健康,同时给周围环境也造成污染,给居民带来诸多不便,如何能尽可能降低垃圾污染也是我们应当关注的问题。

3.业主要求

施工单位应根据现场条件提出几种科学可行的方案,必须保证工程质量,必须可实施保证工程工期,工程造价尽可能降低。

四、地基加固处理方案的确定

1.方案的提出

1.1方案一

对于地基不符合工程要求的情况,传统的做法是全部挖除并换填适宜土,层层压实达到规范要求的密实度,从而保证路基的稳定性和力学要求。

1.2方案二

设计提出的局部换填方案是应用了地基处理方法中“换土垫层法”和“土的加筋补强法”。只要对格栅基底垃圾层进行处理,提高地基的承载力,减少沉降量,使格栅基底平整坚实便于施工并保证格栅有效地发挥作用便可达到设计要求。经有关专家现场查勘并讨论,采用大功率压实设备对垃圾地基进行振冲挤密,可以使土体的孔隙减少,强度提高,在震动挤密过程中,回填灰土与地基土组成复合地基,可以达到如上目的。最终,我们选用了蓝派冲击式压实机并采用30厘米厚5%的石灰土进行回填的“振密挤密法”对格栅基底垃圾层进行处理,从而完善了局部换填方案。

2. 方案比较

2.1经济比较

全部换填工程预计直接工程费为:

(90000-16000)*(35+35)+16000*(35+70)=6860000元

局部换填工程预计直接工程费为:

16000*(35+70)16000*14+8*20000=2064000元

说明:A.垃圾总量预计为90000立方米,清理并消纳费单价为35元;

B. 换填天然砂砾总量预计为16000立方米,单价为70元;

C.换填适宜土单价为35元;

D.30厘米厚灰16000平方米,单价为14元;

E. 蓝派冲击压路机预计8台班,每班按20000元计。

由以上计算可见,采用地基加固处理局部换填方案的施工成本比全部换填方案施工成本要节省三分之二以上。

2.2 工期比较

全部换填施工周期按挖运90000立方米,回填90000立方米,每天4000立方米计,约须44天才能完成全部换填工作;而采用地基加固处理局部换填方案,挖填总量仅为32000立方米,施工周期8天,灰土施工周期4天,强夯施工周期8天,共计20天。由上述可见,采用地基加固处理局部换填方案的施工周期比全部换填方案施工周期要节省一半以上。

2.3技术比较

地基加固处理局部换填方案采用应用比较成熟的地基加固处理方法、先进设备和材料,质量保证和技术先进性要明显优于全部换填方案。

3.方案确定

我们将两种方案上报业主后,业主组织设计、监理及有关专家讨论后,确定采用地基加固处理局部换填方案。

五、方案实施

5.1施工工艺流程

5.2地基加固处理主要过程

5.2.1灰土垫层施工

灰土垫层与清除换填层垃圾同时进行,灰土施工前应进行场地平整预压实,然后再进行30公分厚灰土垫层施作,摊铺时须平整稳压,以便蓝派冲击压实机作业。

5.2.2地基的冲击夯实

灰土垫层完成后应及时开始冲击压实,防止白灰结板失效。为保证地基压实度达到设计要求,选用压实效果较好的蓝派冲击式压实机进行冲击压实作业。经过20遍的冲压后,蓝派冲击压实机随机测试系统显示,土基回弹模量达到了设计标准。经现场实测,垃圾层面下降了15.5,灰土垫层顶面由设计路面下1.66m降至路面下1.815m。

5.2.3灰土整平

经冲击压实后的基面一般不平整,须重新对经过蓝派冲击压实后的基面进行细找平以便下道工序施工。本工程采用T140推土机进行平整、18吨振动压路机进行压实,连续3遍后,基面达到了平整密实。

5.2.4土工格栅铺设

格栅铺设前首先须铺设格栅底基层,基底不能有颗粒(大于5),平整度不大于10mm,压实度不小于90%,以确保格栅铺设平整稳定。本工程采用摊铺30厚砂砾层作为其底基层,经仔细找平压实后达到了要求。

玻纤格栅铺设时须注意,铺设完成后应及时检验及时覆盖,严禁在太阳下暴晒,严禁车辆直接蹂压,覆盖层厚度不小于30且粒径不大于5。另外,纵横搭接不小于10,用配置的钢钉夹垫片固定,钢钉间距不大于1.5m并且要成梅花状,不能出现起鼓现象。

考虑到本工程的特点。我们选择每件规格为4m宽,长50m,以尽量减少接缝数量。在施工过程中,严格按规范进行施工,质控、质检人员不离现场。经监理多次抽检都比较满意,从而作到了完成一段覆盖一段,有效地进行了成品保护。

5.2.5天然砂砾回填施工

天然砂砾层施工是本工程路基处理的一项内容,也保证路基稳定性的关键部位。施工时应分层摊铺碾压成活,进料及摊铺时须严格把关石料的最大粒径,碾压时应调整其含水量至最佳含水量,压路机须选用重型压路机。并做到及时检验,确保天然砂砾层的压实度达到设计要求。

六、结束语

长虹西路延长线改建工程采用地基加固处理方法进行地基的加固处理,在项目部的精心组织和严格管理下,不但节省了投资,缩短了施工周期,确保了本项工程如期竣工,而且为京周公路改造工程的顺利开展奠定了坚实的基础。

结论

本次工程的成功实践为我们在现代技术、现代设备及材料的应用方面提供了一次宝贵的经验。作为具有现代知识的技术人员,应当积极学习应用行之有效的技术成果,不断提高工程项目的技术水平和质量保证能力。

应当指出的是,在应用新的技术成果方面,需要特别注意两点:

一、任何一种理论和技术,都有一定的局限性。例如本文所提的地基处理方法,大多是根据软弱土的特点和所需处理的目的而发展起来的,在具体应用时,切忌只要一种方法在一项工程中应用成功,便盲目套用。应从地基条件、处理的指标及范围、工程费用、工程进度及材料来源、当地环境等多方面进行考虑和研究后,再借鉴使用。

二、任何一种工艺方法都有相应的组织和管理,在应用一种新技术新工艺时,必须科学研究其过程,精心组织严格管理,才能保证新技术新材料有效发挥作用。

参考文献:

[1] 市政工程管理与实务