67地基处理第20讲

地基处理耿永常2第二十讲土的加筋技术—土工聚合物3一、土的加筋技术概述几个概念：土的加筋土的加筋：：土的加筋是指在软弱土层中沉入碎石桩（或砂桩），或在人工填土的路堤或挡墙内铺设土工聚合物（或钢带、钢条、尼龙绳等）；或在边坡内打入土锚（或土钉、树根桩等）作为加筋，使这种人工复合的土体，可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，借以提高地基承载力、减少沉降和增加地基稳定性。筋体筋体：：这种加筋作用的人工材料称为筋体。加筋土加筋土：：由土和筋体所组成的复合土体称为加筋土。4•如图20.1所示为几种土的加筋技术的工程应用。•后面我们将分别介绍土工聚合物、加筋土挡墙和土钉技术。图20.1几种土的加筋技术的工程应用(a)加筋土挡墙；(b)土工聚合物加筋土堤；(c)土锚加固边坡；(d)土钉；(e)树根桩稳定边坡；(f)碎石桩加固路基一、土的加筋技术概述5二、土工聚合物产品类型•土工聚合物是岩土工程领域中的一种新型建筑材料，是由聚合物形成的纤维制品的总称。•土工聚合物根据加工制造不同，可分为以下几种：(1)有纺型土工织物；(2)编织型土工织物；(3)无纺型土工织物；(4)土工膜；(5)土工格栅；(6)土工垫；(7)土工网；(8)土工塑料排水带；(9)土工复合材料。6三、土工聚合物特性与试验1.1.基本特性基本特性（1）产品形态（2）物理性质（3）力学性质（4）水理性质（5）耐久性72.2.试验及检测方法试验及检测方法（1）物理性质试验单位面积质量试验厚度试验及孔隙率计算孔径试验三、土工聚合物特性与试验8（2）力学性质试验①条带拉伸试验②握持拉伸试验③撕裂试验④顶破强度图20.2为填筑过程中土工聚合物可能的受力状态。图20.2填筑过程中土工筑聚合物可能的受力状态(a)顶破；(b)刺破；(c)穿透三、土工聚合物特性与试验9⑤刺破试验⑥落锤穿透试验⑦直接剪切摩擦试验⑧抗拔摩擦试验三、土工聚合物特性与试验10（3）水理性质试验①垂直渗透系数试验，如图20.3所示装置。图20.3测试土工聚合物渗透性的装置示意图三、土工聚合物特性与试验11②水平渗透系数试验，如图20.4所示装置。图20.4测试土工聚合物导水性的试验装置示意图三、土工聚合物特性与试验12四、土工聚合物应用在工程上的作用工程上的应用渗漏排水作用对两种不同材料起隔离作用网孔渗透起过滤作用利用土工聚合物的强度起加筋作用131.1.排水作用排水作用（见图20.5）•一定厚度的土工织物具有良好的三维透水特性，利用这种特性除了可作透水反滤外，还可使水经过土工聚合物的平面迅速沿水平方向排走，构成水平排水层。图20.5土工聚合物用于排水的曲型实例四、土工聚合物应用在工程上的作用142.2.隔离作用隔离作用土工聚合物设置在两种不同特性的材料间，不使其混杂，但又能保持统一的作用。铁路工程中→保持轨道稳定，减少养护费用；道路工程中→起渗透膜功能；地基加固方面→将新旧地基层分开，能增强地基承载力，又利于排水和土体固结；材料的储存和堆放→避免材料损失和劣化。四、土工聚合物应用在工程上的作用153.3.反滤作用反滤作用•在渗流出口区铺设土工聚合物作为反滤层，这和传统的砂砾石滤层一样，均可提高被保护土的抗渗强度。四、土工聚合物应用在工程上的作用图20.6土工聚合物用于护坡工程图20.7土工聚合物用于土坝工程164.4.加筋作用加筋作用（1）用于加固土坡和堤坝•可使边坡变陡，节省占地面积•防止滑动圆弧通过路堤和地基土•防止路堤下面发生因承载力不足而破坏•跨越可能的沉陷区（2）用于加固地基（3）用于加筋土挡墙四、土工聚合物应用在工程上的作用17五、设计计算1.1.作为滤层时的设计作为滤层时的设计主要因素土工聚合物的有效孔径土工聚合物的透水性能2.2.土工聚合物作为加筋时的设计土工聚合物作为加筋时的设计•地基加固•路堤加固•加筋土挡墙，下一讲作详细讲解。18六、施工技术1.1.施工方法施工方法(1)铺设土工聚合物时应注意均匀和平整；在斜坡上施工时应保持一定的松紧度；在护岸工程坡面上铺设时，上坡段土工聚合物应搭接在下坡段土工聚合物之上。(2)对土工聚合物的局部地方，不要加过重的局部应力。(3)土工聚合物用于反滤层作用时，要求保证连续性，不使出现扭曲、折皱和重叠。(4)在存放和铺设过程中，应尽量避免长时间的曝晒而使材料劣化。(5)土工聚合物的端部要先铺填，中间后填，端部锚固必须精心施工。(6)第一层铺垫厚度应在0.5m以下，但不要使推土机的刮土板损坏所铺填的土工聚合物。当土工聚合物受到损坏时，应予立即修补。192.2.连接方法连接方法•采用搭接法时，搭接必须保持足够的长度，一般在0.3~1.0间。搭接法施工简便，但用料较多。•缝合法是指用移动式缝合机，将尼龙或涤纶线面对面缝合，缝合处的强度一般可达纤维强度的80%，缝合法节省材料，但施工费时。•胶结法是指使用合适的胶结剂将两块土工聚合物胶结在一起，最少的搭接长度为100mm，粘结在一起的接头应停放2h，以便增强接缝处强度。这种连接可使接缝处强度与土工聚合物的原强度相同。•采用U形针连接时，其强度低于使用缝合法或胶结法。六、施工技术20思考题