理论教育 土工合成材料加固法在桥梁下部施工中的应用

土工合成材料加固法在桥梁下部施工中的应用

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:在近二十年中,这类材料相继在岩土工程中应用获得成功,成为建材领域中继木材、钢材和水泥之后的第四大类材料,目前已成为土工加筋法中最具代表性的加筋材料。根据实测的结果和理论分析,认为土工合成材料加筋垫层的加固原理主要是:1)增强垫层的整体性和刚度,调整不均匀沉降。

土工合成材料加固法在桥梁下部施工中的应用

目前,土工合成新材料中,具有代表性的有土工格栅、土工网等及其组合产品。在近二十年中,这类材料相继在岩土工程中应用获得成功,成为建材领域中继木材、钢材和水泥之后的第四大类材料,目前已成为土工加筋法中最具代表性的加筋材料。

土工合成材料一般具有多种功能,在实际应用中,往往是一种功能起主导作用,而其他功能则不同程度地发挥作用。土工合成材料的功能包括:隔离、加筋、反滤、排水、防渗和防护六大类,各类土工合成材料在应用中的主要功能见表3-3。

3-3 各类土工合成材料的主要功能

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注:P表示主要功能,S表示辅助功能。

一、土工合成材料的排水作用

用土工合成材料代替砂石能起到排水作用。具有一定厚度的土工合成材料具有良好的三维透水特性,利用这一特性可以使水经过土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走。土工合成材料也可和其他排水材料(如塑料排水板等)共同构成排水系统或深层排水井,起到排水作用,如图3-14所示。

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图3-14 土工合成材料用于排水过滤

具有相同孔径尺寸的无纺土工合成材料和砂的渗透性大致相同,但土工合成材料的孔隙率比砂高得多。(www.daowen.com)

此外,土工合成材料放在两种不同的材料之间、用在同一材料不同粒径之间、地基与基础之间会起到隔离作用。不会使两者之间相互混杂,从而保持材料的整体结构和功能。

二、土工合成材料的加筋作用

当土工合成材料用作土体加筋时,其基本作用是给土体提供抗拉强度,主要应用范围于土坡、堤坝、挡土墙及地基等。

在加固地基方面,由于土工合成材料有较高的强度和韧性,且能紧贴于地基表面,使其上部施加的荷载能均匀分布在地层中。当地基可能产生冲切破坏时,铺设的土工合成材料将阻止破坏面的出现,从而提高地基承载力。当受集中荷载作用时,在较大的荷载作用下,高模量的土工合成材料受力后将产生一垂直分力,抵消部分荷载。由于软土地基的扭性流动,铺垫土周围的地基向侧面隆起。如将土工合成材料铺设在软土地基的表面,由于其承受拉力和土的摩擦作用,而增大侧向限制,阻止侧向挤出,从而减小变形和增大地基的稳定性。

利用土工合成材料在建筑物地基中加筋已开始在我国大型工程中应用。根据实测的结果和理论分析,认为土工合成材料加筋垫层的加固原理主要是:

1)增强垫层的整体性和刚度,调整不均匀沉降。

2)由于垫层刚度的增大,扩大了荷载扩散的范围,使垫层底部应力减小并均匀分布。

3)约束下卧软弱土地基的侧向变形。

铺设土工合成材料时,下卧层顶面应均匀平整,以防止土工合成材料被刺穿顶破。铺设时端头应固定,如回折锚固。应避免长时间暴晒或暴露,边沿宜用搭接法(缝接法和胶接法)。缝接法的搭接长度宜为300~1000mm,基底较软者应选取较大的搭接长。当采用胶接法时。搭接长度应不小于100mm,并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。

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