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關(guān)鍵詞:土工 合成 復(fù)合 聚合物
前 言
在我國(guó),土工合成材料在巖土工程等領(lǐng)域的應(yīng)用歷史較短。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外開(kāi)始采用土
工合成材料結(jié)合植草進(jìn)行邊坡防護(hù)和綠化。目前,土木合成材料已廣泛地運(yùn)用到道路工程、建筑工程、海港工程、礦山工程、軍事工程以及水利工程領(lǐng)域。
一、土工合成材料的分類
土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它是以人工合成的高分子聚合物(如蘇聯(lián)、化纖、合成橡膠等)為原料制成的各種類型的產(chǎn)品?!锻凉ず铣刹牧蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB5020-98)將土工合成材料分為四大類:土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料。
二、土工合成材料的功能
土工合成材料的功能是多方面的,綜合起來(lái)主要有一下幾個(gè)方面:
1、過(guò)濾作用。
把土工織物置于土體表面或相鄰?fù)翆又g,可以有效地組織土顆粒通過(guò),從而防止由于土顆粒的過(guò)量流失而造成土體的破壞;同時(shí)允許土中的水或氣體穿過(guò)織物自由排出,以免由于孔隙水壓力的升高而造成土體的失穩(wěn)等不利后果。這方面的產(chǎn)品有無(wú)紡?fù)凉げ?、有紡?fù)凉げ?。適用于排水盲溝外包過(guò)濾層、擋土墻回填土中排水系統(tǒng)的濾層和道路基層與地基之間的隔離層等。
2、排水作用。
有些土工合成材料可以在土體中形成排水通道,把土中的水分匯集起來(lái),沿著材料的平面排至體外。這方面的產(chǎn)品有瀝青土工膜、聚合物土工膜、復(fù)合土工膜、排水板、排水管等。適用于高填路堤內(nèi)部的垂直排水或水平排水、軟基處理中的垂直排水等。
3、隔離作用。
有些土工合成材料能夠把兩種不同粒徑的土、砂、石料隔離開(kāi)來(lái),或把土、砂、石料與地基或其他建筑物隔離開(kāi)來(lái),以免互相混雜,失去各種材料和結(jié)構(gòu)的完整性,或發(fā)生土粒流失現(xiàn)象。這方面的產(chǎn)品有無(wú)紡、有紡?fù)凉げ?、土工網(wǎng)、土工格柵等。適用于路基與軟弱地基之間的隔離、路基與碎石基層之間的隔離等。
4、加筋作用。
土工合成材料埋在土體中,可以擴(kuò)散土體的應(yīng)力,增加土體的模量,傳遞拉應(yīng)力,限制土體側(cè)向位移;還可增加土體和其他材料之間的摩阻力,提高土體及有關(guān)建筑物的穩(wěn)定性。這方面的產(chǎn)品有土工網(wǎng)、單(雙)向土工格柵等。適用于加固軟弱地基、加強(qiáng)高陡邊坡的穩(wěn)定性、加筋土擋土墻、包裹式擋墻等。
5、防滲作用。
土工合成材料可以防止液體滲漏、氣體揮發(fā),保護(hù)環(huán)境或建筑物的安全。用于防滲的土工合成材料可選用土工膜、符合土工膜、土工織物膨潤(rùn)土墊及復(fù)合防水材料。適用于沿河路堤邊坡防止水進(jìn)入路基土、渠道防滲等。
6、防護(hù)作用。
很多種土工合成材料對(duì)土體坡面可以起防護(hù)作用,可將土工布、混凝土膜袋、織物軟體排等材料用于路基的邊坡防護(hù),防止路面反射裂縫等防護(hù)工程中。做防護(hù)用的土工合成材料很多,如土工布、土工格柵、土工網(wǎng)、土工三維網(wǎng)墊、土工格室、土工織物、土工膜、土工膜袋、聚苯乙烯板塊等。
7、減荷功能。
例如,利用泡沫塑料質(zhì)量輕、變形特大的特點(diǎn),用以代替工程結(jié)構(gòu)中某些部位的填土,可大幅度減小其荷載強(qiáng)度和填土產(chǎn)生的壓力,這就是所謂的減荷功能。
8、隔熱、保溫功能。
有的土工合成材料具有很好的隔熱、保溫性能,在嚴(yán)寒地區(qū)修建的大型渠道和道路工程中,使用這種土工合成材料作為渠道保溫襯砌和道路隔離層時(shí),主要是利用其隔熱、保溫功能。
在實(shí)際應(yīng)用中,土工合成材料通常同時(shí)發(fā)揮著數(shù)種功能,例如,排水和過(guò)濾、隔離和防沖經(jīng)常是聯(lián)系在一起的。
三、土工合成材料材料
1、過(guò)濾及排水。
可根據(jù)工程過(guò)濾、排水需求,合理選用土工符合材料和土工管等。采用土工合成材料作過(guò)濾、排水設(shè)施的主要工程有:
(1)鐵路、公路過(guò)濾、排水設(shè)施。(2)擋墻后排水系統(tǒng)。(3)岸墻后排水系統(tǒng)。(4)隧洞、隧道襯砌后排水系統(tǒng)。(5)土石壩過(guò)渡層,灰壩、尾礦壩過(guò)濾層。(6)防滲鋪蓋下排水、排氣系統(tǒng)。(7)農(nóng)田水利工程、減壓井、農(nóng)用井等外包體。(8)地基處理塑料排水帶預(yù)壓工程。
2、隔離。
(1)鐵路道碴與路基之間的隔離層,或路基與軟弱地基之間的隔離層。
(2)公路基層碎石與路基或地基之間,飛機(jī)場(chǎng)、停車場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)面層與地基之間的隔離層。
(3)在土石混凝土河壩中,隔離不同的筑壩材料。
(4)在裂隙發(fā)育的巖基,或者卵石、砂卵石地基上修建土石壩,用做壩體與地基之間的隔離層,有時(shí)還可起加筋作用。
(5)石籠、砂袋或土袋與軟弱地基之間的隔離層。
(6)人工填土、堆石或材料堆場(chǎng)同與地基之間的隔離層。
(7)其他如在水中(江、河、湖、海)拋填土石方,將土工織物鋪放在水下,其隔離作用。也可起過(guò)濾加固作用;在人行道混凝土板下,有時(shí)也鋪放土工織物作為隔離層等。
四、土工合成材料的儲(chǔ)存與保管
土工合成材料是以高分子聚合物為原料的化纖產(chǎn)品,在陽(yáng)光照射下易老化,使其強(qiáng)度降低。盡管在制造時(shí)采取了一些防止老化的措施,在地下或水下能正常使用幾十年,但和其他物質(zhì)一樣老化是不可避免的,對(duì)永久性建筑物而言,當(dāng)然壽命越長(zhǎng)越好,因此在各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)注意保護(hù),使其老化速度盡可能地減慢。
對(duì)于防汛用土工合成材料,應(yīng)提前備料,需要加工的,如各種型號(hào)尺寸的軟體排、濾水軟體排等,要在汛前加工完畢,存放在專門的倉(cāng)庫(kù)中備用,并要避免陽(yáng)光的直接照射。因土工織物質(zhì)地柔軟,存放在倉(cāng)庫(kù)時(shí),易被老鼠咬,要注意防鼠;葦根等植物會(huì)穿破土工織物,因此倉(cāng)庫(kù)地坪要平整,注意清除雜草。
產(chǎn)品在工地存放時(shí),一般應(yīng)搭設(shè)臨時(shí)存放遮棚,如果工期較長(zhǎng),或由于某種原因,土工合成材料較長(zhǎng)時(shí)間受陽(yáng)光照射,應(yīng)用前要進(jìn)行必要的物理性能指標(biāo)測(cè)試,合格后才能使用。當(dāng)土工合成材料的種類較多、用途不一時(shí)也應(yīng)分別存放,并標(biāo)明性能指標(biāo)和用途等。存放時(shí)還要注意防火等。
五、土工合成材料的施工要求
1、施工前檢查。
2、備料。
3、土工合成材料接面的處理。
4、鋪設(shè)松緊度控制。
5、拼接與連接。
6、鋪設(shè)時(shí)施工人員應(yīng)穿軟底鞋,不得抽煙,以免損傷土工合成材料。
7、鋪設(shè)后要嚴(yán)格檢查,發(fā)現(xiàn)有破損,應(yīng)立即修補(bǔ)或更換。同時(shí)要注意施工時(shí)防止陽(yáng)光的暴曬,鋪設(shè)后應(yīng)及時(shí)鋪設(shè)保護(hù)層。
8、回填不得有損于土工合成材料,盡管鋪設(shè)面清除雜物后土工織物不宜損壞,但也要避免大塊石等硬物的拋砸。土工膜保護(hù)土層厚度一般為300~400mm,寒冷地區(qū)應(yīng)適當(dāng)加厚。
9、觀測(cè)儀器的安裝等要根據(jù)施工情況及時(shí)進(jìn)行,施工中要注意保護(hù)。
關(guān)鍵詞:水庫(kù)土壩除險(xiǎn)加固 土工合成材料 綜合處理 新技術(shù)
1我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)概況
1.1水庫(kù)概況
我國(guó)現(xiàn)有各類水庫(kù)84926座,其中大型水庫(kù)415座,屬水利部門管理的342座,中型水庫(kù)2618座,小型水庫(kù)81893座,而土壩占水庫(kù)總數(shù)的70%。目前全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)有37000座,約占全國(guó)現(xiàn)有水庫(kù)總數(shù)的44%。
1.2病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固基本情況
國(guó)家對(duì)水庫(kù)加固十分重視,1998年以來(lái)中央對(duì)2381座病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固,目前已經(jīng)完成了2190座大型水庫(kù)和中型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固任務(wù)。小型水庫(kù)加固工作正在有序進(jìn)行。
2病險(xiǎn)水庫(kù)存在的主要問(wèn)題
1.1水庫(kù)基本組成
絕大多數(shù)水庫(kù)主體建筑物由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成,大壩作為最重要的永久建筑物,主要起攔蓄來(lái)水的作用;溢洪道和輸水洞均有下泄來(lái)水的作用,但溢洪道主要用來(lái)下泄來(lái)勢(shì)較大的洪水,保證水庫(kù)的防洪安全,輸水洞一般用來(lái)有序利用水庫(kù)蓄水,發(fā)揮水庫(kù)興利效益。
1.2病險(xiǎn)水庫(kù)存在主要問(wèn)題
參閱部分水庫(kù)安全鑒定結(jié)論和水利部安全管理中心的核查意見(jiàn),病險(xiǎn)水庫(kù)土壩一般主要存在以下問(wèn)題。(1)大壩壩頂欠高,水庫(kù)大壩防洪能力不滿足規(guī)范要求;(2)大壩壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。(3)大壩浸潤(rùn)線不正常,運(yùn)行過(guò)程中,出現(xiàn)滲流異?,F(xiàn)象;
3 水庫(kù)土壩加固的研究
在全國(guó)已建的水庫(kù)中,土石壩占70%,本文主要研究土工合成材料在土壩除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用,并通過(guò)實(shí)例體現(xiàn)新技術(shù)、新措施的優(yōu)勢(shì)。大壩,它的安全不僅關(guān)系到發(fā)揮防洪、供水等效益,也關(guān)系到下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,因此大壩加固亦是工程的的重點(diǎn)。大壩加固主要解決:壩高不滿足防洪安全的問(wèn)題、壩坡不穩(wěn)定和大壩滲漏的問(wèn)題。
本文提出采用當(dāng)代先進(jìn)加固技術(shù)――土工合成材料對(duì)土壩加固,并介紹了其主要特點(diǎn)。
3.1土工合成材料簡(jiǎn)介
土工合成材料是一種新興的巖土工程材料,可以分成土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和特種土工合成材料。它以人工合成的聚合物,如塑料、化纖、合成橡膠等為材料,制成各類各型產(chǎn)品,至于土體內(nèi)部,表面或者各層土體之間,發(fā)揮加強(qiáng)或者保護(hù)土體的作用。目前,土工合成材料已經(jīng)在水利水電、建筑、公路、鐵路、港口等工程中推廣使用。
3.2土工合成材料的功能概述
土工合成材料的應(yīng)用非常廣泛,總結(jié)起來(lái)有下列五種基本功能:
1過(guò)濾作用,即把土工織物置于土體表面或相鄰?fù)翆又g,可以有效地阻止土顆粒的通過(guò),從而防止了由于土顆粒的過(guò)分流失而造成的滲透變形;2排水作用。有些土工合成材料可以收集土體中的水分,并沿著土工合成材料內(nèi)的通道,把水排出土體中,加速土體固結(jié),或者減小土體內(nèi)的滲透壓力;3加筋作用, 主要是一些特種土工合成材料,埋設(shè)在特定的方向,利用其抗拉強(qiáng)度,限制側(cè)向位移,增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性;4防滲作用。土工膜和某些復(fù)合型土工合成材料,可以防止液體滲透、氣體的擴(kuò)散。5防護(hù)作用,多種土工合成材料鋪設(shè)在建筑物表面,可以防止水流的沖刷。
由于以上功能,土工合成材料廣泛使用在各種土木工程中,在水庫(kù)除險(xiǎn)加固中,也嘗試針對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題,采用土工合成材料對(duì)土壩加固。
3.3土工合成材料在土壩上、下游壩坡穩(wěn)定問(wèn)題上的應(yīng)用
壩高不滿足防洪要求、壩坡不穩(wěn)定的處理,傳統(tǒng)的做法是:加大壩高,上、下游壩坡培厚。這種方法有以下后果:放緩的壩坡占用上、下游空間,導(dǎo)致水庫(kù)上游庫(kù)容減少、下游占用大量耕地,弊端在大壩較高時(shí)體現(xiàn)的尤其明顯。如果采用新技術(shù)將新型材料――土工格柵分層植入上、下游壩坡,增大壩坡填土的抗拉、抗壓力度,起到增大壩坡穩(wěn)定性的效果,僅對(duì)壩頂進(jìn)行局部加高,不進(jìn)行上、下游壩坡培厚,則可達(dá)到節(jié)約耕地、少占水庫(kù)庫(kù)容,減少工程投資的效果。此外,土工格柵加固法,還具有施工便捷,工期短,不受氣候影響等優(yōu)點(diǎn)。
廣州岑村水庫(kù)為一?。?)型水庫(kù),位于鐵爐山公園西南側(cè),總庫(kù)容25.18萬(wàn)方,岑村水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩,壩頂高程42.5m,壩基高程29.0m,最大壩高13.5m,頂寬7m,有交通要求。上游游壩坡1:1.5,下游壩坡1:1.5,除險(xiǎn)加固中,該水庫(kù)大壩上、下游壩坡均不滿足穩(wěn)定要求,若采取上、下游覆壩的方法,則:將減少近2.5萬(wàn)方興利庫(kù)容;同時(shí)下游存在拆遷問(wèn)題,難以解決,效果不佳。設(shè)計(jì)中采用對(duì)水庫(kù)大壩上、下游壩坡分層植入土工格柵的辦法,以增加壩坡整體穩(wěn)定性,使壩坡穩(wěn)定問(wèn)題得到很好解決,同時(shí),減少了施工用地,減少工程投資76萬(wàn)元,取得很好的社會(huì)效益。該大壩填填土受力原理見(jiàn)下圖:
3.4 土工合成材料在土壩防滲問(wèn)題上的應(yīng)用
土壩滲漏是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題,一般采取做混凝土防滲墻或帷幕灌漿進(jìn)行處理。該方法防滲效果較好,但存在對(duì)地質(zhì)勘探要求高、投資大、施工難的問(wèn)題。采用易于施工,也較為經(jīng)濟(jì)的上游壩坡鋪設(shè)一層土工膜防滲是很好的處理辦法。這種方法對(duì)地質(zhì)勘探要求很低,施工便捷、周期短,投資較小,效果很好。
我國(guó)廣西田村水庫(kù)土石壩,壩高48米,壩頂長(zhǎng)139米。原設(shè)計(jì)用粘土作為心墻防滲體,但施工中,壩高筑到10米后,陰雨綿綿,致使粘土含水量高,無(wú)法使用。則改用溢洪道開(kāi)挖的風(fēng)化砂填筑心墻,在其表層鋪設(shè)土工膜,并將土工膜底端埋設(shè)在上游面粘土內(nèi)。很好的克服了施工難的問(wèn)題,并取得很好防滲效果。
3.5合成材料在水利工程其他方面的應(yīng)用
我國(guó)三峽工程,一期圍堰和二期圍堰的上部都采用了復(fù)合土工薄膜心墻防滲結(jié)構(gòu)。一期圍堰土工薄膜的底端與圍堰下部的柔性材料防滲墻相連接;二期圍堰土工薄膜的底端與圍堰下部的塑性混凝土防滲墻相連接。在這個(gè)世紀(jì)大工程的施工過(guò)程中立了功。
最近以來(lái),人們對(duì)土工合成材料加筋土結(jié)構(gòu)在與環(huán)境保持和諧一致方面也作了嘗試,用土工格柵加筋、帶有面板的加筋體表面依然很美觀,特別是在加筋體表面鋪設(shè)三維植草網(wǎng)墊之后,更能美化環(huán)境,可見(jiàn)合成材料應(yīng)用領(lǐng)域還有很大開(kāi)拓空間,應(yīng)該重視并延伸。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述土工合成材料有以下優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):
1性能優(yōu)越
土工合成材料應(yīng)用于土體結(jié)構(gòu)之后,高分子材料的優(yōu)勢(shì)都能充分發(fā)揮,產(chǎn)生良好的效果;
2施工方便、快速
土工合成材料本身重量輕,多為卷材,鋪設(shè)或者安裝都很方便。特別是早期在土工膜的接縫方面,只是簡(jiǎn)單的搭接或粘合劑粘結(jié),現(xiàn)在已經(jīng)可以焊接,超聲波接縫等等。此外與土方回填碾壓及混凝土澆筑相比,土工合成材料的鋪設(shè)受天氣的影響小。
3耐久性好,及時(shí)需要更換土工合成材料,也比較方便。
4價(jià)格低廉,使用土工合成材料,往往比其他工程措施要經(jīng)濟(jì)廉價(jià)。
目前我國(guó)土壩的除險(xiǎn)加固工程措施還比較傳統(tǒng),大量新技術(shù)、新材料沒(méi)有得到推廣和應(yīng)用,客觀上對(duì)國(guó)家資金造成一定程度的浪費(fèi),同時(shí),也不利于新興土工合成材料產(chǎn)業(yè)在水利行業(yè)的發(fā)展,通過(guò)以上對(duì)合成材料的優(yōu)勢(shì)和具體實(shí)踐應(yīng)用,希望合成材料在水利工程上的應(yīng)用更加廣泛?!?/p>
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關(guān)鍵詞: 土工合成材料 加筋土擋土墻 設(shè)計(jì) 破壞
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1 擋墻的破壞形式
土工合成材料加筋土擋墻的破壞形式主要有三類: ①外部穩(wěn)定性破壞; ②內(nèi)部穩(wěn)定性破壞; ③加筋土擋墻的變形破壞。目前國(guó)內(nèi)外加筋土擋墻的設(shè)計(jì)主要是基于①、②進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算的。
外部破壞一般表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)、傾覆等, 其力學(xué)行為與重力式擋墻相似, 破壞的主要表現(xiàn)形式有平面滑動(dòng)、傾覆破壞、地基破壞和深層滑移。內(nèi)部破壞發(fā)生在加筋土體的內(nèi)部, 主要表現(xiàn)為拉筋材料的拉斷破壞、拔出破壞以及由于拉筋和面板連接處的局部應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件的構(gòu)造強(qiáng)度發(fā)生的連接件破壞。變形破壞是指加筋土結(jié)構(gòu)雖未發(fā)生整體失穩(wěn), 但由于其變形過(guò)大而喪失正常的使用功能, 主要包括加筋土擋墻墻面的過(guò)大變形和地基的沉降破壞兩種形式。在實(shí)際工程中, 加筋土支擋結(jié)構(gòu)的破壞往往表現(xiàn)為綜合性的破壞,各種破壞形式互相交叉、互相轉(zhuǎn)化。
2 設(shè)計(jì)方法概述
土工合成材料加筋土擋墻的設(shè)計(jì)方法很多, 但可歸納為極限平衡法、極限狀態(tài)法和有限單元法三種。極限平衡法和極限狀態(tài)法是用于分析加筋土擋墻極限破壞時(shí)的穩(wěn)定安全系數(shù), 有限元法則用于分析加筋土擋墻在工作應(yīng)力狀態(tài)和極限破壞狀態(tài)時(shí)拉筋材料的拉力分布與土體變形情況。一個(gè)完整的加筋土擋墻的設(shè)計(jì)分析應(yīng)包含極限平衡分析、工作應(yīng)力狀態(tài)分析及墻體變形量的估算等內(nèi)容。
2.1極限平衡法
目前, 土工合成材料加筋土擋墻的設(shè)計(jì)方法普遍采用極限平衡分析方法。該方法是對(duì)加筋土擋墻進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算, 即分析計(jì)算墻體整體結(jié)構(gòu)內(nèi)、外部穩(wěn)定破壞所需的拉筋材料強(qiáng)度及應(yīng)力分配。外部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析是將加筋土體視為具較高強(qiáng)度的復(fù)合土體, 再依據(jù)傳統(tǒng)重力式擋土墻外部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析方法進(jìn)行計(jì)算。內(nèi)部穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析是以錨固楔體法為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法, 先假設(shè)側(cè)向土壓力分布狀況, 再計(jì)算不同深度處平衡該側(cè)向土壓力所需的拉筋材料的強(qiáng)度及應(yīng)力分配。
德國(guó)建筑研究所的DIBt ( Deutches Institutefur Bautechnik) 設(shè)計(jì)方法已在歐洲廣泛使用, 并流行到其它地方。該方法基于錨固楔體法, 但其又有自身的特點(diǎn)。加筋土體墻背側(cè)向土壓力設(shè)計(jì)采用庫(kù)侖土壓力理論, 土體強(qiáng)度采用有效內(nèi)摩擦角, 基礎(chǔ)承載力則采用Meyerhof 分布形式。計(jì)算時(shí)考慮了改進(jìn)的太沙基承載力公式, 且考慮由主動(dòng)土壓力產(chǎn)生的合力偏斜作用。內(nèi)部穩(wěn)定型分析采用雙楔體法, 先估計(jì)拉筋的布置, 只著重考慮拉筋的拔出破壞, 采用的破裂面是折線型的,假設(shè)滑動(dòng)面上部沿加筋體邊緣且在墻面的不同高度
處, 每隔3°即有一個(gè)計(jì)算面。此外還有兩種特殊的面,在兩層拉筋之間而不與拉筋相交的面以及滑動(dòng)面為拉筋面, 見(jiàn)圖1、圖2。按照以上各個(gè)不同的計(jì)算面來(lái)驗(yàn)算拉筋的拔出穩(wěn)定性, 從而確定拉筋的布置。
極限平衡法簡(jiǎn)單、易行, 所以設(shè)計(jì)單位多采用該方法。但是由于極限平衡法需要對(duì)拉筋、土體、滑動(dòng)面做出許多假定, 加上人為隔離強(qiáng)度與變形, 與實(shí)際情況差異較大, 導(dǎo)致極限平衡法計(jì)算結(jié)果精度較差, 只能將極限平衡法看作半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法。因此, 通過(guò)積累工程經(jīng)驗(yàn)和進(jìn)行試驗(yàn)研究、理論分析, 對(duì)極限平衡法進(jìn)行合理的修正, 使其更接近工程實(shí)際。
2.2 極限狀態(tài)法
在極限平衡設(shè)計(jì)方法中, 直接以土的峰值強(qiáng)度( 或殘余強(qiáng)度) 為指標(biāo), 給定一個(gè)保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞的總體安全系數(shù), 沒(méi)有或很少考慮結(jié)構(gòu)的變形。而對(duì)于廣泛應(yīng)用的土工合成材料加筋土擋墻來(lái)說(shuō), 如果在設(shè)計(jì)中不考慮其變形, 顯然是不合理的。
極限狀態(tài)法自20 世紀(jì)80 年代在結(jié)構(gòu)工程中開(kāi)始使用, 90 年代在巖土工程得到應(yīng)用。在極限狀態(tài)法中, 一個(gè)特點(diǎn)是同時(shí)考慮強(qiáng)度和變形, 即臨界極限狀態(tài)ULS( ultimate limit state) 承受靜載荷與活載和功能極限狀態(tài)SLS( serviceability limit state) 。另一個(gè)特點(diǎn)是引入風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)( 即分項(xiàng)安全系數(shù)) 來(lái)代替整體安全系數(shù)。對(duì)基于極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的土工合成材料加筋土擋墻來(lái)說(shuō), 一是可以考慮不同極限狀態(tài)下的各種材料之間的應(yīng)變兼容性, 同時(shí)還可以考慮內(nèi)外部環(huán)境對(duì)材料耐久性的影響。
隨著土工合成材料在加筋土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和發(fā)展, 其特殊張拉應(yīng)變特性要求設(shè)計(jì)上將加筋土結(jié)構(gòu)的邊界變形及內(nèi)部應(yīng)變協(xié)調(diào)性直接( 而不再是間接) 作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來(lái)控制和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)思想因此應(yīng)運(yùn)而生, 其核心是引入了臨界極限狀
態(tài)分析、功能極限狀態(tài)分析以及分項(xiàng)修正系數(shù)PF( Partial Factors) 的概念。規(guī)范BS8006(1995)/FHWA(1997)/AASHTO(1997)/NCMA(1997)等部分采用了極限狀態(tài)法的思想或在不同程度上已初步解釋了極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以及分項(xiàng)修正系數(shù)的概念。按照BS8006, 對(duì)平面狀或條帶狀拉筋材料的加筋土擋墻來(lái)說(shuō), 其設(shè)計(jì)方法分為錨固楔體法與粘結(jié)重力式法( Coherent Gravity) , 采用的方法與拉筋材料的延伸性有關(guān)。BS8006 規(guī)定在所有設(shè)計(jì)情況下, 分項(xiàng)安全系數(shù)在考慮完全破壞的極限狀態(tài)下其值應(yīng)> 1.0, 若改為功能極限狀態(tài), 則其值為1.0; 設(shè)計(jì)荷載則由土體及拉筋材料的復(fù)合性質(zhì)來(lái)提供阻抗能力, 土體強(qiáng)度乘以分項(xiàng)安全系數(shù)則為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。拉筋材料若為金屬時(shí), 其設(shè)計(jì)強(qiáng)度
僅需將材料極限抗拉強(qiáng)度除以分項(xiàng)安全系數(shù)即得; 至于土工合成材料拉筋, 則需將拉伸蠕變斷裂強(qiáng)度與拉伸蠕變應(yīng)變控制強(qiáng)度分別除以分項(xiàng)安全系數(shù)后, 取最小者為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
2.3 有限元分析方法
土工合成材料加筋土擋墻的有限元分析是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題, 涉及到填料、拉筋、地基以及拉筋與填料和拉筋與地基的相互作用等因素。土工合成材料加筋土擋墻的數(shù)值計(jì)算方法主要分為三類: ①將拉筋單元與土單元分開(kāi)考慮, 拉筋單元與土體單元之間設(shè)接觸面單元; ②拉筋與土體合成為一體, 作為復(fù)合材料考慮;③將拉筋作為外荷載考慮, 直接作用在土體單元上(僅土體單元)。與極限平衡法相比, 有限元分析的優(yōu)越性是將加筋土擋墻的變形協(xié)調(diào)和應(yīng)力平衡結(jié)合在一起, 克服了傳統(tǒng)的極限平衡法將兩者完全分開(kāi)的局限。該方法不僅能計(jì)算出土體中各點(diǎn)的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)力水平, 提供受荷后土體與拉筋的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng),還能在計(jì)算中考慮土體的非均質(zhì)和非線性、土體與拉筋隨時(shí)間的變化、施工程序和荷載變化情況, 而且還可以模擬某些復(fù)雜性質(zhì)和過(guò)程。這些都彌補(bǔ)了極限平衡法的不足, 但是由于有限元法的參數(shù)需要進(jìn)行復(fù)雜的試驗(yàn)來(lái)確定, 加上難以對(duì)破壞進(jìn)行定量的判斷, 限制了有限元法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】土工織物;防汛搶險(xiǎn);應(yīng)用
引言
每年七八月份汛期, 各地堤壩工程險(xiǎn)情迭出。在汛期中如何針對(duì)不同的險(xiǎn)情應(yīng)用土工合成材料進(jìn)行搶險(xiǎn)防汛是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它以人工合成的聚合物,如塑料、化纖、合成橡膠等為原料,制成各種類型的產(chǎn)品,置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間,發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用,給我國(guó)防汛搶險(xiǎn)工作帶來(lái)了新的發(fā)展方向。
一、防汛搶險(xiǎn)中常用的土工合成材料
土工合成材料可分為土工膜、土工織物、復(fù)合型土工合成材料特種和土工合成材料等類型。我國(guó)在利用土工織物和天然纖維材料進(jìn)行防汛護(hù)堤、搶險(xiǎn)、堵口方面已有很久的歷史,但利用土工合成材料來(lái)防汛搶險(xiǎn)還是一項(xiàng)新技術(shù)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和對(duì)土工合成材料功能和特點(diǎn)的逐漸認(rèn)識(shí)、研究,土工合成材料將越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于水利水電工程的搶險(xiǎn)等工程中。
土工合成材料品種繁多,防汛中應(yīng)用最廣的有下列數(shù)種:( 1 )土工膜,由聚乙烯( P E ) ,聚氯乙烯( P V C ) 等制成的基本不透水片材,與土工織物結(jié)合形成各種復(fù)合土工膜,可用作隔水層或擋水軟體排。( 2 ) 土工織物,分為有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢飪纱箢悾删酆衔锏木郾?( P P ) ,聚醋( P E T ) 纖維或扁絲等織成或鋪成,為透水材料。( 3 ) 土工網(wǎng),由聚丙烯、高密度聚乙烯( H D P E ) 等壓制成板后,再經(jīng)沖孔,然后通過(guò)單向或雙向拉伸而成的帶方孔或長(zhǎng)孔的、具有高拉伸強(qiáng)度和較高拉伸模量的加筋片材,它可以用于填土加筋。
除此之外,還有各種加工制成品,為了防汛需用,將上述材料加工成專用制品如下:( 1 ) 土工管袋,高強(qiáng)有紡?fù)凉た椢锟p制成的類似于土枕的長(zhǎng)管袋,直徑一般在1 . 0 m以上乃至5 m,長(zhǎng)度數(shù)十米至百米,靠泵人江河泥沙,通過(guò)管壁排水,管內(nèi)泥沙固結(jié),形成連續(xù)堤身,可以用作護(hù)岸或形成圍堤或圍堰;( 2 ) 軟體排,用大面積的土工織物縫制成的單片排或雙片排,單片排可在周邊連接混凝土塊作壓重。 ( 3 )防汛袋,用經(jīng)表面加糙的有紡織物縫制成的袋體,其中可以填充土石料,操作方便,大小宜便于個(gè)人搬動(dòng) ;( 4 ) 土枕,即長(zhǎng)土袋,一般直徑在0.4--1.0 m之間,長(zhǎng)度不限,可用作壓載,穩(wěn)定性優(yōu)于土袋;( 5 ) 石籠,以土工網(wǎng)或土工格柵縫制成的類似于鉛絲籠的空管,內(nèi)填充石塊作護(hù)岸幫俄載;( 6 ) 吸水速凝子捻,以有紡?fù)凉た椢锟p制成的有要求形狀的管袋體,其中裝有高效保水材料S A P 充水后幾分鐘內(nèi)即吸水膨脹形成塑性膠凍體,能自立用作防水子捻。
洪水期間堤防工程可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情:(1)由于風(fēng)浪沖擊或水位壅高發(fā)生險(xiǎn)情;(2)堤身發(fā)生漏洞、裂縫、坍塌;(3)背水坡發(fā)生滲水、脫坡、管涌、流土;(4)臨河堤岸發(fā)生淘刷、坍塌;(5)水位上漲超過(guò)防洪標(biāo)準(zhǔn),堤防可能發(fā)生漫溢。采用土工織物防汛搶險(xiǎn)是一項(xiàng)新技術(shù).它具有成本低、抗沖耐磨、強(qiáng)度高、施工方便、重量輕,是防汛搶險(xiǎn)的理想材料,在防汛搶險(xiǎn)中廣泛應(yīng)用。
二、工織物在防汛搶險(xiǎn)中的應(yīng)用
(一)高水位大面積風(fēng)浪險(xiǎn)工搶護(hù)
一般水域較寬的堤段,遇大風(fēng)激起波浪,水借風(fēng)勢(shì)、推波助瀾,沖刷堤岸,融蝕堤土。當(dāng)?shù)谭琅R水坡風(fēng)浪沖刷嚴(yán)重時(shí),首先要進(jìn)行護(hù)堤防浪。利用土工織物的搶護(hù)方法是:在臨水坡面鋪墊抗老化土工布軟排體.一布一膜土工布,鋪設(shè)時(shí)布朝上、膜朝下。上部周定在堤頂,下部護(hù)至坡谷以下0.6m,一般考慮下部護(hù)至險(xiǎn)情以下lm,采用寬幅土工布制排非常方便。這種搶險(xiǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)是布排迅速,洪水過(guò)后可立即拆除,妥善保管再用。
堤防土工布鋪設(shè)方法一般在堤頂開(kāi)溝填土夯實(shí)或打樁,用防滑釘錨固:下部在坡腳一端.必須壓緊在護(hù)坡齒墻下面.固定排體在土體上。土工布的寬度可依堤防臨水坡受風(fēng)浪沖擊范圍而定,一般不小于4m,寬的可達(dá)8、9m,鋪?zhàn)o(hù)寬度不夠時(shí).應(yīng)按需要預(yù)先粘結(jié)或焊好。如果順堤長(zhǎng)度不夠時(shí)可以搭接,并應(yīng)在鋪設(shè)中釘壓牢固,必要時(shí)每隔3-5m壓一組裝土編織袋,以免被風(fēng)浪揭開(kāi)。鋪設(shè)前應(yīng)將鋪設(shè)范圍的堤坡清理干凈。土工布的四周可用平頭釘釘牢,在險(xiǎn)情嚴(yán)重時(shí),可用土袋壓蓋并加強(qiáng)觀察,隨時(shí)采取補(bǔ)救措施。
(二)管涌險(xiǎn)情的搶護(hù)由于滲流的應(yīng)用,汛期堤壩及地基基礎(chǔ)薄弱處往往發(fā)生滲透變形,產(chǎn)生管涌、流土、滑坡等險(xiǎn)情,如不及時(shí)處理,就將危及堤壩安全。但在防汛搶險(xiǎn)時(shí),有時(shí)來(lái)不及試驗(yàn),只能憑經(jīng)驗(yàn)處理使用土工織物對(duì)管涌險(xiǎn)情的搶護(hù),其施工方法是: a. 將泉眼周圍或嚴(yán)重散浸的地面整理平整清除草皮雜物以及尖角石塊。b . 如泉眼小,可以用整塊的土工織物蓋住泉眼,如泉眼較大或連片泉眼,則應(yīng)將土工織物互相搭接并用線縫起來(lái),或采用化學(xué)粘合。搭接寬度一般為5 - 2 0 c m 。在松軟的土基或水下施工時(shí),搭接寬度應(yīng)取4 0 - 6 0 c m 。c . 將土工織物蓋在泉眼上面,即以重物將其固定,再由周圍向中央壓易透水的2 - 4 c m粒徑的小卵石或小石子,厚度3 0 - -5 0 c m石子上面再壓塊石或混凝土塊,最后形成中心高,四周低的壓重體。d . 鋪放土工織物的面積取決于泉眼的大小和嚴(yán)重滲水段的范圍,其面積應(yīng)大于需要保護(hù)的滲水范圍0 . 5 m以上。
(三)滲水(散浸)搶護(hù)。堤防滲水是常見(jiàn)的險(xiǎn)情之一,如不及時(shí)處理有可能發(fā)展成為管涌、滑坡、漏洞等險(xiǎn)情。搶護(hù)滲水的原則是:臨河截滲,背河導(dǎo)滲。降低浸潤(rùn)線使土壤干燥,促進(jìn)堤身穩(wěn)定.切忌用粘土在背水坡壓滲。水情預(yù)報(bào)水位不再上漲時(shí),應(yīng)加強(qiáng)觀察,注意險(xiǎn)情變化,可暫不處理。若滲出嚴(yán)重或已開(kāi)始滲出渾水.必須迅速處理,防止險(xiǎn)情擴(kuò)大,主要有兩方面:
1.背水反濾、導(dǎo)滲溝。對(duì)背水坡濾水修筑反濾設(shè)施是將滲入堤內(nèi)的水盡快由
背水坡排出,但不允許帶走泥沙,如此可降低浸潤(rùn)線干燥土壤、穩(wěn)定堤坡。土工布是能夠保護(hù)土粒不被水流帶走并起導(dǎo)滲作用的最好材料,采用符合濾層要求的土工布時(shí)。錨固方式可在護(hù)坡頂部挖槽,沿槽邊和槽底將土工布端頭鋪好,再填土夯實(shí),也可用防滑釘、木樁等將土工布釘在土體上。必要時(shí)在槽底中加打短樁,槽深和寬不宜小0.4m。
在背水坡開(kāi)縱橫向Y型溝和人型溝等,溝的尺寸和間距應(yīng)根據(jù)具體情況而定。溝底應(yīng)平整、順暢,導(dǎo)滲溝的底坡一般與堤坡相同.溝底平整順直。土工布外露長(zhǎng)度以能遮蓋透水材料并適當(dāng)搭接0.2m以上為宜。土工布長(zhǎng)寬不足時(shí)可采取搭接型式,搭接寬度不應(yīng)小于0.5m。透水材料鋪好后覆蓋塊石草袋、土工編織袋或上鋪席片麥秸稻草,然后壓土保護(hù)。保護(hù)層不得小于0.5m在緊急情況下,也可用土工布包梢料捆成枕放在導(dǎo)滲溝內(nèi),然后上面鋪蓋土沙保護(hù)層。
2.臨水截滲。在現(xiàn)場(chǎng)缺乏粘土料且水深較淺時(shí),采用一布一膜土工布加保護(hù)層在迎水坡截滲。施工方法:首先對(duì)鋪設(shè)范圍內(nèi)堤線和堤腳附近的地面清理干凈,以免造成土工布的破壞。土工布的寬度視堤坡尺寸應(yīng)預(yù)先粘結(jié)或焊接,以鋪滿滲水段堤坡并伸入臨水堤腳以外lm以上為宜。長(zhǎng)度不夠可以搭接,搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5m。鋪設(shè)前可將土工布卷在寬8―10m的鋼管滾筒上,置于臨水堤肩。每次滾鋪前把土工布的下邊折疊粘牢形成卷筒,并插入直徑4―5cm的鋼管使其下沉展鋪。土工布鋪好后壓一層土袋,從最下端壓起,逐漸向上平鋪嚴(yán)壓,不留空隙,作為土工布的保護(hù)層并起防浪作用。鋪設(shè)人員應(yīng)穿軟底鞋,以免破壞土工布,并密切注意防火。
(四)漏洞搶險(xiǎn)。對(duì)于施工質(zhì)量差,堤身內(nèi)存在洞穴、樹(shù)根等隱患。在高水位壓力下堤防背水坡及坡腳附近發(fā)生穿堤漏水孔洞,如漏洞流出的是渾水,或者由清變渾,或渾濁程度逐漸增大,表明漏洞迅速發(fā)展,若不及時(shí)搶堵就會(huì)出現(xiàn)滑坡、坍塌甚至很快潰決的危險(xiǎn),這是一種嚴(yán)重的險(xiǎn)情。搶護(hù)漏洞的原則:前堵后導(dǎo),臨背并舉,搶早搶小,一氣呵成。進(jìn)口封堵采用一布一膜土工布制成軟排體,一般排體寬5m。沉入上游坡面,兩邊用防滑編織袋裝土壓載使之穩(wěn)固。起到防水隔滲的作用。
在漏水孔洞出口處,應(yīng)將反濾土工布覆蓋在堤防背水坡漏洞出口處,并在其上部加壓重物進(jìn)行堵漏,也可在漏洞出口上側(cè)堤坡或堤頂打短樁掛土工布排水,并在排體上用土袋壘砌圍井。采用土工布的主要作用是保土濾水,所以鋪設(shè)不能太密也不能太稀。
結(jié)束
近幾年土本織物以其特有的特點(diǎn)迅速在國(guó)內(nèi)打開(kāi)市場(chǎng),主要因其價(jià)格低、重量輕、運(yùn)輸方便、施工簡(jiǎn)易,土工織物在水利工程中得到了廣泛應(yīng)用,具有搶險(xiǎn)迅速、有效的優(yōu)點(diǎn),尤其應(yīng)在中小型工程中推廣。
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所以,在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過(guò)程中道路將會(huì)成為社會(huì)發(fā)展的決定的因素。以下將介紹道路的功能、種類、及道路修筑過(guò)程和影響因素。
關(guān)鍵詞: 社會(huì)發(fā)展、城鎮(zhèn)道路、城鎮(zhèn)道路的修筑、養(yǎng)護(hù)、
中圖分類號(hào): TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一.按城鎮(zhèn)道路的功能分類為:
快速路、主干路、次干路、支路
快速路又稱城市快速路,完全為城市交通功能服務(wù),是為解決城市大容量、長(zhǎng)距離、快速交通的主要道路。
主干路也是為交通功能為主,為連接城市主要分區(qū)的干路,是城市道路網(wǎng)的主要骨架。
次干路是城市區(qū)域通干道,為區(qū)域交通集散服務(wù),兼有功能服務(wù),結(jié)合主干路組成道路網(wǎng)。
支路為次干路與居住小區(qū)的連接線路,解決局部交通,直接與兩側(cè)建筑物出入口相連,以服務(wù)功能為主。
二.按力學(xué)特點(diǎn)分類
按力學(xué)特性將道路分為柔性路面和剛性路面。
柔性路面荷載作用下產(chǎn)生的彎沉變形大、抗彎強(qiáng)度小,在反復(fù)荷載作用下產(chǎn)生累計(jì)變形,它的破壞取決于極限垂直變形和彎拉應(yīng)變。柔性路面的主要代表是各種瀝青類路面。
剛性路面在行車荷載作用下產(chǎn)生板體作用,抗彎拉度大,彎拉變形很小,呈現(xiàn)較大的剛性,它的破壞取決于極限彎拉強(qiáng)度。它的主要代表是水泥混凝土路面。
三.以下將介紹柔性路面的建筑與養(yǎng)護(hù)(即各類混凝土路面道路)
一)首先介紹瀝青路面道路結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)及施工
1.瀝青路面的結(jié)構(gòu)組成
瀝青路面道路的構(gòu)造分為,面層、墊層、基層三部分。
1)面層是直接通大氣和行車接觸的層位,承受行車荷載較大的豎向力、水平力、和沖擊力的作用,同時(shí)又受降水的侵蝕作用和溫度變化的影響。
2)基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層,主要受車輛荷載的豎向力,并把由面層下傳的應(yīng)力擴(kuò)散到墊層或土基。
3)墊層是介于基層和土基之間的層位,其作用為改善土基的溫度和濕度狀況,保證面層和基層強(qiáng)度穩(wěn)定性和抗凍脹能力,擴(kuò)散由基層傳來(lái)的荷載應(yīng)力以減少土基所產(chǎn)生的變形。
二)城鎮(zhèn)交通對(duì)各層面的要求
1.,墊層,對(duì)墊層材料的強(qiáng)度要求不一定高,但其水溫星必須要好。
2.基層,應(yīng)當(dāng)具備有足夠的,均勻一致的承載力和較大的剛度,有足夠的抗沖刷能力,堅(jiān)實(shí)、平整、整體性好,不透水性好,抗凍性應(yīng)當(dāng)滿足設(shè)計(jì)要求。
3.面層的平整度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求,
面層必須滿足在設(shè)計(jì)年限內(nèi)有足夠抗疲勞破壞和塑性變形的能力。
面層有足夠的溫度穩(wěn)定性,夏季不變軟,冬季不開(kāi)裂。
面層有足夠的抗滑能力,另外,面層還應(yīng)當(dāng)具有不透水性和降低噪音的性能,如現(xiàn)在常使用的OGFC材料。
瀝青混凝土是由瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、填充材料,纖維穩(wěn)定劑按照一定的比例拌合而成。
四.城鎮(zhèn)道路路基的施工
1.施工特點(diǎn)
道路施工是屬于露天作業(yè),受自然條件影響大,在工程施工區(qū)域內(nèi)專業(yè)類型多,結(jié)構(gòu)物多各專業(yè)管線縱橫交錯(cuò)專業(yè)之間專業(yè)之間和社會(huì)之間配合工作繁多干擾多,致使影響道路施工的因素多。
2.施工內(nèi)容
城鎮(zhèn)道路路基工程包括路基、及有關(guān)的土石方、沿線的輔助物,如:擋土墻,路肩,邊坡排水管線等項(xiàng)目。
3.施工方式
路基施工以機(jī)械作業(yè)為主,人工配合為輔,人工配合土方作業(yè)時(shí)必須設(shè)專人指揮,采用流水會(huì)分段平行作業(yè)。
路基的基本類型包括:路塹、路堤、半挖半填三種。
路塹,即是原地面高于道路的設(shè)計(jì)要求,需要挖出部分的地表土,使得道路在挖土碾壓后的標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。在施工前都應(yīng)當(dāng)先清理地表,清除地表面的腐殖土、淤泥,凍土塊或鹽漬土。
路堤即是在原有的地面修筑道路標(biāo)高高于現(xiàn)有的地面,這就需要在原有地面的基礎(chǔ)上,修筑道路,并且達(dá)到道路設(shè)計(jì)的標(biāo)高。在施工前先排除地面積水,疏干,將樹(shù)根坑、糞坑等部位進(jìn)行技術(shù)處理。即分層碾壓,達(dá)到要求。
半埋半挖即是原有的地面不平整,再修住一段道路是,同一路段,有時(shí)高于設(shè)計(jì)高度,有時(shí)低于設(shè)計(jì)高度,并且有時(shí)會(huì)在修筑道路的同一路面,即是道路同一橫截面一半開(kāi)挖,一半填土。
石方路基修筑石方路堤應(yīng)先進(jìn)行地面清理,先碼砌邊部,然后逐層水平砌筑石料,確保邊坡穩(wěn)定。先修筑試驗(yàn)段,以確定松浦厚度,壓實(shí)機(jī)具組合、壓實(shí)遍數(shù)及沉降差等施工參數(shù)。填石路基宜使用12t以上的振動(dòng)壓路機(jī)等,路基范圍內(nèi)管線構(gòu)筑物四周的溝槽宜回填土料。
路基的施工
1)準(zhǔn)備工作
要在施工前根據(jù)交通導(dǎo)行方案設(shè)置圍擋,導(dǎo)行交通。
需要進(jìn)行施工控制樁放線測(cè)量建立放線控制網(wǎng),恢復(fù)中線,補(bǔ)丁轉(zhuǎn)角樁、路兩側(cè)外邊樁等工作。
地下管線、涵洞(管)等構(gòu)筑物是城鎮(zhèn)道路路基工程中必不可缺少的組成部分涵洞(管)等構(gòu)筑物可與路基同時(shí)進(jìn)行,但新建的地下管線必須遵循“先地下,后地上”、“先深后淺”的原則。既有地線管線等構(gòu)筑物的拆改、加固保護(hù)。
修筑地表水和地下水的排除設(shè)施,為后續(xù)的土石方工程創(chuàng)造條件。
質(zhì)量檢查與驗(yàn)收項(xiàng)目:主控項(xiàng)目為壓實(shí)度和彎沉值;一般項(xiàng)目有路基允許偏差和路床,路堤邊坡等要求。
瀝青混凝土道路的基層施工
1.材料要求
應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范的規(guī)定,不得使用沼澤土、泥炭土、有機(jī)土做路基填料。
2.填筑
1)填筑應(yīng)當(dāng)分層進(jìn)行。下層驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行上層填筑。
2)對(duì)過(guò)濕土翻松、晾干,或?qū)τ谶^(guò)干土均勻加水,使其含水量接近最佳含水量范圍之內(nèi)。
五、道路的施工要點(diǎn)
1.要先鋪試驗(yàn)段,以便獲取路基施工相關(guān)的參數(shù)。
2.實(shí)驗(yàn)的目的有
確定路基預(yù)沉量值,合理選用壓實(shí)機(jī)具,按壓時(shí)要求。確定壓實(shí)遍數(shù),確定路基寬度內(nèi)每層虛鋪厚度,根據(jù)土的類型、溫度、設(shè)備及場(chǎng)地條件,選擇壓實(shí)方式。
在路基填筑的過(guò)程中,會(huì)遇到地下管道,在施工過(guò)程中需要進(jìn)行一定的技術(shù)處理,再進(jìn)行施工作業(yè)。
1.當(dāng)管道位于路基范圍內(nèi)時(shí),其溝槽的回填土壓實(shí)度應(yīng)符合GB50263-2008的規(guī)定。
2.當(dāng)管道結(jié)構(gòu)頂面至覆土厚度在500-mm時(shí),應(yīng)對(duì)管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。
3.當(dāng)管道結(jié)構(gòu)頂面至覆土厚度在500-800mm
4.路基壓實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)管道結(jié)構(gòu)采取加固措施。在城鎮(zhèn)道路施工中常用的基層 材料有石灰穩(wěn)定土類基層、水泥穩(wěn)定土基層、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土基層。
路基的施工
路基施工材料的攪拌
城區(qū)施工應(yīng)當(dāng)采用廠拌方式,不得使用路拌,,這樣既可以保證配合比正確,減少污染,而且可以達(dá)到文明施工的要求。
運(yùn)輸和攤鋪
拌成的穩(wěn)定土混合料應(yīng)當(dāng)及時(shí)鋪筑現(xiàn)場(chǎng),
運(yùn)輸中應(yīng)當(dāng)采取措施防止水分蒸發(fā)和防治揚(yáng)塵。
在雨期施工應(yīng)防止石灰、水泥和混合料淋雨,降雨時(shí)應(yīng)當(dāng)停止施工,已攤鋪的應(yīng)及時(shí)碾壓密實(shí)。壓實(shí)后,應(yīng)當(dāng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù),保持路基的濕潤(rùn)直到 上層結(jié)構(gòu)施工為止。在穩(wěn)定土養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)封閉交通。
為了保證路基更加堅(jiān)固、耐用,有時(shí)可以在路基施工時(shí)添加土工合成材料。
土工合成材料的功能:加筋、防護(hù)、過(guò)濾、排水、隔離等。
土工合成材料的種類:土工網(wǎng)、土工隔柵、土工模袋、土工織物、土工復(fù)合排水材料、玻纖網(wǎng)、土工墊等。
土工材料的作用:路堤加筋、臺(tái)背路基填土加筋、過(guò)濾與排水、路基保護(hù)。
土工合成材料的質(zhì)量要求
土工合成材料應(yīng)具有:質(zhì)量輕、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗微生物侵害、施工方便等。
1)土工合成材料的施工在整平好的下承層上按路堤底寬全斷面攤鋪,攤平時(shí)拉直平順,緊貼下承層,不得出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊。在斜坡上攤鋪是應(yīng)保持一定的松緊度。
2)鋪設(shè)土工聚合物應(yīng)在路堤每一邊留足夠的錨固長(zhǎng)度,回折覆蓋在壓實(shí)的填料上面。
3)為保證土工合成材料的整體性,當(dāng)采取搭接法連接搭接長(zhǎng)度宜為0.3-0.9m,采用縫接法時(shí),粘接寬度不小于5.mm。粘接強(qiáng)度不低于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度。
4)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),一方面注意土工合成材料破損時(shí)必須立即修補(bǔ)好,另一面上下層接縫應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開(kāi),錯(cuò)開(kāi)長(zhǎng)度不小于50mm。
5)在土工合成材料堆放及攤鋪過(guò)程中,盡量避免長(zhǎng)時(shí)間暴露和暴曬,以免性能劣化。
6)鋪設(shè)質(zhì)量應(yīng)當(dāng)滿足規(guī)范要求。
城鎮(zhèn)道路的面層施工
一.準(zhǔn)備工作
1)鋪筑瀝青混合料前, 基層表面噴灑透層油,在透層油完全深入基層后方可以鋪筑面層。
2)雙層或多層熱拌瀝青混合料面層之間應(yīng)噴灑粘層油,或在水泥混凝土路面、瀝青穩(wěn)定碎石基層、舊瀝青路面上加鋪瀝青混合料是,應(yīng)在既有結(jié)構(gòu)、路緣石和檢查進(jìn)等結(jié)構(gòu)與瀝青混合料連接面噴灑粘層油。
3)瀝青混合料面層不得在雨、雪天及環(huán)境最高溫度低于5度是施工。
運(yùn)輸:
1)為防止瀝青混合料粘結(jié)運(yùn)料車車廂板,裝料前應(yīng)噴灑一薄層隔離劑。
2)運(yùn)料車輪胎上不得粘有泥土等可能污染路面的物質(zhì),施工時(shí)發(fā)現(xiàn)瀝青混合料不符合施工溫度要求或結(jié)團(tuán)成塊、已遭雨淋現(xiàn)象不得使用。
3)應(yīng)該按照施工方案運(yùn)輸和布料,高等級(jí)道路,攤鋪前運(yùn)料車不得低于5輛。
二.攤鋪?zhàn)鳂I(yè)下面介紹機(jī)械施工的方法
1)熱拌瀝青混合料應(yīng)當(dāng)采用履帶式或輪胎式瀝青攤鋪機(jī),并對(duì)攤鋪機(jī)的受料斗噴灑隔離劑。
2)攤鋪機(jī)在開(kāi)工前應(yīng)當(dāng)提前預(yù)熱,穩(wěn)定不低于100度。
3)攤鋪機(jī)應(yīng)當(dāng)緩慢、均勻、連續(xù)不斷的攤鋪,不允許變換車速或中途停頓,以提高平整度,減少瀝青混合料的離析。
4)攤鋪機(jī)應(yīng)當(dāng)以自動(dòng)找平方式。
5)熱拌瀝青混合料的最低溫度應(yīng)當(dāng)符合規(guī)范要求。
三.壓實(shí)成型與接縫
在瀝青路面碾壓成形的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)遵循:先快后慢、先輕后重、先靜后動(dòng)、先低后高、輪跡重合的施工步驟。
瀝青路面解封的處理:
1)瀝青路面應(yīng)當(dāng)緊密、平順。上下縫應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開(kāi)150mm(熱解縫)300-400mm(冷接縫)。采用梯隊(duì)攤鋪時(shí),應(yīng)將已鋪部分100-200mm暫不鋪,作為后壓部分的基準(zhǔn)面,然后跨縫壓實(shí)。
2)高等級(jí)道路的表面橫向接縫應(yīng)采用垂直的平接縫。
四.開(kāi)放交通
按《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GJJ1-2008規(guī)定,熱拌瀝青混合料路面應(yīng)待攤鋪層自然降溫至表面低于50攝氏度以后,方可以開(kāi)放通行。
注: