时间：2023-06-04 10:48:05
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇土工合成材料，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料，它是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、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料分为土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料等类型。
土工合成材料在土工程中的应用，主要有反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋等多种作用。但必须指出，在工程实际应用中是几种应用的组合，有的是主要的，有的是次要的。例如，对松砂或软土地基上的铁路路基，其隔离作用是主要的，而反滤和加筋作用是次要的；而软土地及上的公路路基，则加筋作用是主要的，而隔离和反滤作用是次要的。以下分别阐述各种作用。
一、反滤作用
在渗流出口区铺设土工合成材料作为反滤层，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。对这方面国内外都进行过不少研究。
多数土工材料在单向渗流的情况下，在紧贴土工合成材料的土体中，发生细颗粒逐渐向滤层移动，同时还有部分细颗粒通过土工合成材料被带走，遗留下较粗的颗粒，从而与滤层相邻一定厚度的土层逐渐自然形成一个反滤带，阻止土粒的继续流失，最后趋于稳定平衡。亦即土工合成材料与其相邻接触部分土层共同形成了一个完整的反滤系统。将土工合成材料铺放在上游面快事护坡下面，起反滤和隔离作用；同样也可铺放在下游排水体（如电排水或棱体排水）周围起反滤作用，以防止管涌；也可铺放在均匀土坝的坝体内，起竖向排水作用，这样可有效的降低均质坝的坝体浸润线，提高下游坝体的稳定性，渗流水沿土工合成材料进入水平排水体，最后排至坝体外。具有这种排水作用的土工合成材料，要求在纵向（即土工合成材料本身的水平方向）有较大的渗透系数。
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的多，土工合成材料的密度约为砂的1／10，因而当土工合成材料和砂具有相同的反滤特征时，则所需土工合成材料质量要比砂少90%。此外，土工合成材料滤层的厚度为砂反滤层1／100至1／1000，其所以能如此，是因为土工合成材料的结构保证了它的连续性。为此，在具有相同反滤特征条件下，土工合成材料的质量仅为砂层的1／1000至1／10000。
二、排水作用
具有一定厚度的土工合成材料有良好的三维透水特征，它除了可作透水作用外，还可使水经过土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，构成水平排水层。
三、隔离作用
在修筑道路时，一般路基和路床顺次施工，运营时由于荷载压力和雨水的通过，使路基材料、路床材料和一般材料都混合在一起，使原设计的强度、排水和过滤的功能减弱，为了防止这种现象的发生，可将土工合成材料设置在二种不同特性的材料间，不使其混杂，但又能保持统一的作用，起渗透膜的作用，防止软弱土层侵入路基的碎石，不然会引起翻浆冒泥，最后使路基和路床的设计厚度减小，导致道路的破坏。
在铁路工程中，铺设土工合成材料后籍以保持轨道的稳定性，并减少养护费用。土工合成材料也可用于材料的储存和堆放，避免材料的损失和劣化，对废料还可有助于防止污染。
用作隔离的土工合成材料，其渗透性应大于所隔离土的渗透性，在承受动载作用时，土工合成材料还应有足够的耐磨性，当被隔离材料或土层间无水流作用时，也可用不透水的土工膜。
四、防渗作用
土工膜和复合土工合成材料可以防止液体德尔渗漏，气体的挥发和保护环境。可用于土石坝和库区的防渗；渠道、隧道和涵管周围防渗；防止各类大型液体容器或水池的渗漏和蒸发；可用于修筑施工围堰等。
五、防护作用
土工合成材料对土体或水面可起防护作用，如防止河岸或海岸被冲刷；防止土体的冻害，防止水面蒸发或空气中的灰尘污染水面。
六、加筋作用
当土工织物或土工隔栅埋设在土体内适当位置，依靠它们与土界面的相互作用（摩阻与咬合），限制了土体的侧向位移，提高了土体的强度和稳定性，其应用范围有：加固土坡和堤坝、地基及挡土墙。
土工合成材料在路堤工程中的作用有：1、可使边坡变陡，节省占地面积；2、防止滑动路堤通过路堤和地基土；3、防止路堤下因承载力不足而破坏；4、跨越可能的沉陷区。
由于土工合成材料有较高的强度，又具有较好的柔性，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，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。在软土地基上家和后可能会产生蠕变，对铺设土周围的地基土会引起侧面隆起。如将土工合成材料铺设在软土地基的表面，由于土工材料承受拉力和土的磨擦作用，组织了地基土的侧向挤出，从而减小了变形增大了地基稳定性。在沼泽地、泥炭土和软粘土上建造临时道路是土工合成材料最为重要的用处之一。
在挡土结构的土体中，每隔一定垂直距离铺设加筋作用的土工合成材料时，对临时性的挡墙，可只用土工合成材料包裹着砂来填筑。另外，由于这种类型的墙面往往是不平整的，所以通常用表土覆盖的墙面同时也可防止日光紫外线的照射对土工合成材料的强度损伤。对于长期使用的挡墙，往往都采用混凝土墙板。■
参考资料
[关键词] 边坡防护 边坡病害 侵蚀机理 土工合成材料
问题的提出
从20世纪80年代开始，我国的公路基础设施实现了跨越式的发展，取得了举世瞩目的成就。随着我国基础设施的大力发展，在公路、铁路等部门都涉及到大量的边坡问题，因此对边坡的正确认识、合理设计、适当治理，把边坡失稳造成的灾害降到最低限度意义重大。目前，土工合成材料发展很快，应用范围不断扩大，工艺水平日新月异，使得新产品常常成为展览品。各种土工合成材料，包括土工薄膜、土工织物、土工栅条、土工网格、土工模袋，在填土衬垫、陡坡和竖直挡土墙的加固、排水系统、软土路基、侵蚀控制、堤防和大坝等方面补充或替代了传统的设计。
路基边坡病害分析及防护设计原则
1.边坡破坏产生的危害。①边坡破坏带来系列的工程问题和环境问题，严重的中断交通，甚至造成人员伤亡，给国家和人民的利益带来巨大的损失。②边坡的浅层破坏造成边坡落石，还危及行车安全，导致人员伤亡事故有时发生。③边坡深层破坏带来的后果更加严重。除在公路建设和养护期间需要花费大量的人力和财力进行处治外，还往往中断交通。处治后发生病害的边坡在进行处治时，技术和施工难度增加。④路堤边坡破坏往往导致路面断板、开裂，这种现象较为普遍，严重的情况是出现路堤整体滑动和中断交通，除给公路运营管理部门带来直接的经济损失外，还给用路者带来难以估量的间接损失。
2.路基边坡病害的原因分析。（1）气候因素。气候因素有气温、降水、风速、风向、最大冻土深度等。在大面积的土质或风化岩质坡面上，由于温差对地表的影响，加上雨水直接冲刷坡面，极易风化剥落，导致堑坡水土大量流失，或坡面产生裂缝，发生浅层溜方。（2）水文因素。水文因素如地表水的排泄，河流常水位、洪水位，有无地表积水和积水时间长短，河岸淤积情况；水文地质因素有地下水埋深、移动规律，有无层间水、裂隙水、泉水等。（3）土质因素。沿线地质因素，如岩石的种类、风化程度和裂隙情况，岩石走向、倾向、倾角、层理和岩层厚度以及有无断层或其他不良地质现象。
土是建筑路基及边坡的基本材料，不同的土类具有不同的工程性质。砂粒土的强度构成以内摩擦力为主，强度高，受水的影响小；黏性土的强度形成以黏聚力为主，强度随密实程度的不同变化较大，并随湿度的增大而降低；粉土类土毛细现象强烈，强度和承载力随着毛细水上升和湿度的增大而下降。对于黄土质砂黏土或其他黏土质土，因其透水性弱、崩解性强、经雨水浸泡后土体表层含水量达到和状态时，易使边坡失稳而溜方；若路堤填料不合格，又没有进行土质改良，将导致边坡结构层断裂破坏。
土工合成材料在路基边坡防护中的应用
土工合成材料的种类。土工合成材料大体可以分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料四大类，每类材料又都有各自的相关产品。
1.土工织物特点。土工织物是采用编织技术生产的透水性土工合成材料，他的特点是重量轻、整体连续性好。可做成较大面积的整体，长度可达数百米。并且施工简便、抗拉强度高、耐腐蚀和微生物侵蚀性好。
2.土工膜的分类及特点。土工膜是一种不透水的土工合成材料，可分为沥青土工膜和聚合物土工膜两类。土工膜的主要特点是透水性极低，其工程特性随类别、制作方法、产品类型的不同而发生很大的变化。土工膜还有很好的弹性和应变能力、良好的耐老化能力，尤其适用于水下工程。
3.关于土工材料的说明。土工格栅、土工网、土工模袋、土工垫和土工室以及轻型土工合成材料统称为土工合成材料。土工格栅是经过拉伸工艺形成的具有方形或矩形格栅的聚合物板材，主要用作加筋材料。土工网是合成料条带编织或合成树脂压制成的具有较大孔眼、刚度较大的网状合成材料，是主要的加筋材料。土工模袋是一种双层聚合物化纤织物制成的袋状材料，他可以代替模板成型混凝土或砂浆。土工垫和土工室是合成材料特制的三维结构，前者多为透水聚合物网垫，后者多为蜂窝状或网状三维结构，主要用于护坡或植草绿化
4.土工复合材料。土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料，以其两种或两种以上的土工材料互相结合起来，成为土工复合材料。土工复合材料可将不同构成材料的性质结合起来，更好地满足具体工程的需要，能起到多种功能的作用。如复合土工膜，将土工膜和土工织物按要求制成土工膜―土工织物组合物，称复合土工膜。土工膜主要用来防渗，土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。不同的工程有不同的综合功能要求，故土工复合材料的品种繁多，可以说土工复合材料是当前和今后一段时期发展的大方向。
土工合成材料发展前景
土工合成材料有诸多功能，又有重量轻，体积小，强度高，耐腐蚀等特点，尤其是缺砂少石的地区更有其用武之地。但土工合成材料毕竟是一门非常年轻的新技术，对其生产、试验、设计、施工工艺等在世界范围内还没有完全统一，很多人对这种新型建筑材料还不甚了解，但土工合成材料毕竟是富有生命力的新生事物，况且世界对土工合成材料的研究与应用已达相当高的水平，在不远的将来，其效能一定能蓬勃发展，为社会主义建设作出重大贡献。
总之，搞好铁路、公路建设，确保公路边坡稳定、安全、搞好环境保护，要深入了解公路边坡破坏的型式与机理，针对不同工程对象的土质、水文、气候等特点，灵活采用不同的防护型式，加强设计，加强施工建设管理，建安全之路、建生态之路、优美之路。
参考文献：
[1]杨航宇，朱赞凌，罗志聪.公路边坡防护与治理[M].人民交通出版社.
[2]王道雄.土工合成材料在公路工程中的应用[M].人民交通出版社.
关键词：水库土坝除险加固 土工合成材料 综合处理 新技术
1我国病险水库概况
1.1水库概况
我国现有各类水库84926座，其中大型水库415座，属水利部门管理的342座，中型水库2618座，小型水库81893座，而土坝占水库总数的70%。目前全国病险水库有37000座，约占全国现有水库总数的44%。
1.2病险水库除险加固基本情况
国家对水库加固十分重视，1998年以来中央对2381座病险水库进行了除险加固，目前已经完成了2190座大型水库和中型水库的除险加固任务。小型水库加固工作正在有序进行。
2病险水库存在的主要问题
1.1水库基本组成
绝大多数水库主体建筑物由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成，大坝作为最重要的永久建筑物，主要起拦蓄来水的作用；溢洪道和输水洞均有下泄来水的作用，但溢洪道主要用来下泄来势较大的洪水，保证水库的防洪安全，输水洞一般用来有序利用水库蓄水，发挥水库兴利效益。
1.2病险水库存在主要问题
参阅部分水库安全鉴定结论和水利部安全管理中心的核查意见，病险水库土坝一般主要存在以下问题。（1）大坝坝顶欠高，水库大坝防洪能力不满足规范要求；（2）大坝坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求。（3）大坝浸润线不正常，运行过程中，出现渗流异常现象；
3 水库土坝加固的研究
在全国已建的水库中，土石坝占70%，本文主要研究土工合成材料在土坝除险加固中的应用，并通过实例体现新技术、新措施的优势。大坝，它的安全不仅关系到发挥防洪、供水等效益，也关系到下游人民生命财产的安全，因此大坝加固亦是工程的的重点。大坝加固主要解决：坝高不满足防洪安全的问题、坝坡不稳定和大坝渗漏的问题。
本文提出采用当代先进加固技术――土工合成材料对土坝加固，并介绍了其主要特点。
3.1土工合成材料简介
土工合成材料是一种新兴的岩土工程材料，可以分成土工织物、土工膜、土工复合材料和特种土工合成材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为材料，制成各类各型产品，至于土体内部，表面或者各层土体之间，发挥加强或者保护土体的作用。目前，土工合成材料已经在水利水电、建筑、公路、铁路、港口等工程中推广使用。
3.2土工合成材料的功能概述
土工合成材料的应用非常广泛，总结起来有下列五种基本功能：
1过滤作用，即把土工织物置于土体表面或相邻土层之间，可以有效地阻止土颗粒的通过，从而防止了由于土颗粒的过分流失而造成的渗透变形；2排水作用。有些土工合成材料可以收集土体中的水分，并沿着土工合成材料内的通道，把水排出土体中，加速土体固结，或者减小土体内的渗透压力；3加筋作用, 主要是一些特种土工合成材料，埋设在特定的方向，利用其抗拉强度，限制侧向位移，增强土体的稳定性；4防渗作用。土工膜和某些复合型土工合成材料，可以防止液体渗透、气体的扩散。5防护作用，多种土工合成材料铺设在建筑物表面，可以防止水流的冲刷。
由于以上功能，土工合成材料广泛使用在各种土木工程中，在水库除险加固中，也尝试针对工程实际问题，采用土工合成材料对土坝加固。
3.3土工合成材料在土坝上、下游坝坡稳定问题上的应用
坝高不满足防洪要求、坝坡不稳定的处理，传统的做法是：加大坝高，上、下游坝坡培厚。这种方法有以下后果：放缓的坝坡占用上、下游空间，导致水库上游库容减少、下游占用大量耕地，弊端在大坝较高时体现的尤其明显。如果采用新技术将新型材料――土工格栅分层植入上、下游坝坡，增大坝坡填土的抗拉、抗压力度，起到增大坝坡稳定性的效果，仅对坝顶进行局部加高，不进行上、下游坝坡培厚，则可达到节约耕地、少占水库库容，减少工程投资的效果。此外，土工格栅加固法，还具有施工便捷，工期短，不受气候影响等优点。
广州岑村水库为一小（2）型水库，位于铁炉山公园西南侧，总库容25.18万方，岑村水库大坝为均质土坝，坝顶高程42.5m，坝基高程29.0m，最大坝高13.5m，顶宽7m，有交通要求。上游游坝坡1:1.5，下游坝坡1:1.5，除险加固中，该水库大坝上、下游坝坡均不满足稳定要求，若采取上、下游覆坝的方法，则：将减少近2.5万方兴利库容；同时下游存在拆迁问题，难以解决，效果不佳。设计中采用对水库大坝上、下游坝坡分层植入土工格栅的办法，以增加坝坡整体稳定性，使坝坡稳定问题得到很好解决，同时，减少了施工用地，减少工程投资76万元，取得很好的社会效益。该大坝填填土受力原理见下图：
3.4 土工合成材料在土坝防渗问题上的应用
土坝渗漏是一个严重的问题，一般采取做混凝土防渗墙或帷幕灌浆进行处理。该方法防渗效果较好，但存在对地质勘探要求高、投资大、施工难的问题。采用易于施工，也较为经济的上游坝坡铺设一层土工膜防渗是很好的处理办法。这种方法对地质勘探要求很低，施工便捷、周期短，投资较小，效果很好。
我国广西田村水库土石坝，坝高48米，坝顶长139米。原设计用粘土作为心墙防渗体，但施工中，坝高筑到10米后，阴雨绵绵，致使粘土含水量高，无法使用。则改用溢洪道开挖的风化砂填筑心墙，在其表层铺设土工膜，并将土工膜底端埋设在上游面粘土内。很好的克服了施工难的问题，并取得很好防渗效果。
3.5合成材料在水利工程其他方面的应用
我国三峡工程，一期围堰和二期围堰的上部都采用了复合土工薄膜心墙防渗结构。一期围堰土工薄膜的底端与围堰下部的柔性材料防渗墙相连接；二期围堰土工薄膜的底端与围堰下部的塑性混凝土防渗墙相连接。在这个世纪大工程的施工过程中立了功。
最近以来，人们对土工合成材料加筋土结构在与环境保持和谐一致方面也作了尝试，用土工格栅加筋、带有面板的加筋体表面依然很美观，特别是在加筋体表面铺设三维植草网垫之后，更能美化环境，可见合成材料应用领域还有很大开拓空间，应该重视并延伸。
4 结语
综上所述土工合成材料有以下优点和优势：
1性能优越
土工合成材料应用于土体结构之后，高分子材料的优势都能充分发挥，产生良好的效果；
2施工方便、快速
土工合成材料本身重量轻，多为卷材，铺设或者安装都很方便。特别是早期在土工膜的接缝方面，只是简单的搭接或粘合剂粘结，现在已经可以焊接，超声波接缝等等。此外与土方回填碾压及混凝土浇筑相比，土工合成材料的铺设受天气的影响小。
3耐久性好，及时需要更换土工合成材料，也比较方便。
4价格低廉，使用土工合成材料，往往比其他工程措施要经济廉价。
目前我国土坝的除险加固工程措施还比较传统，大量新技术、新材料没有得到推广和应用，客观上对国家资金造成一定程度的浪费，同时，也不利于新兴土工合成材料产业在水利行业的发展,通过以上对合成材料的优势和具体实践应用，希望合成材料在水利工程上的应用更加广泛。■
参考文献
1．张光斗，王光纶《水工建筑物》。水利电力出版社，1992
2．潘家铮，何《中国大坝50年》中国水利水电出版社，2000
3.白永年《中国堤坝防渗加固新技术》中国水利水电出版社，2001
关键词：土工合；成材料；岩土工程
土工合成材料是岩土工程中的高分子聚合物为原料制成的各种人工合成材料的总称，是具有良好物理化学特性的水工性能。随着当前社会发展过程中，各种技术手段的不断应用，水工合成材料的应用和发展也在日益的提高与变化，被广泛的应用在当前各种建筑工程中。目前土木合成材料已经被广泛的应用在道理工程、建筑工程、海港工程、矿山工程、军事工程以及水利工程等多个领域。
一、土工合成材料的功能
土工合成材料的功能是多方面的，其主要的功能有以下几点：
1、过滤功能
把土工织物释放在土体表面或者相邻土层之间，可以有效的组织土颗粒通过，从而防止由于土颗粒过量流失造成的土体破坏，同时允许土中的水或者空气穿过织物自由的排出，以免由于孔隙水压力的升高而造成土体的失稳等不利的后果。
2、排水功能
有些土木合成材料可以在土体中形成排水通道，把土中的水分汇集起来，沿着材料的平面排至体外，这方面的产品有沥青混凝土膜、混合土工膜，排水板风，适用于高填路堤内部的垂直排水或者水平排水、软基处理的过程中垂直排水等。
3、隔离功能
有些土工合成材料能够把两种不同粒径的土、砂、石料隔离开来，或者吧土、砂、石料与地基或者其他建筑物隔离开来，以免相互混杂，失去各种材料和结构的完整性，发生土粒流失现象。.
4、加筋作用
土工合成材料埋在土中，可以扩散土体的预应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制土体侧向位移，还能够增加土体和其他材料之间的摩擦力，提高土体及其有关建筑物的稳定性。
二、土工合成材料的应用
1、过滤及其排水
可以根据当前工程过滤、排水的需要，合理的选用土工织物、土工符合材料和土工管等，采用土工合层材料进行过滤、排水设施的主要工程有：
在铁路、公路过滤和排水设施的施工的过程中被广泛的应用，成为当前公路施工的主要手段和方法，更是提高公路施工质量和施工效率的前提和关键。
2、隔离
在水工合成材料使用的过程中，其在各种道路和路基的施工中都能够有效的将软土地基和路基进行隔离，产生相应的隔离层，在公路基层施工的过程中是利用其进行地基和路基碎石进行隔离的主要方式和方法。
三、土工合成材料的施工技术
1、土工合成材料的储存与保管
土工合成材料是以高分子聚合物为原料的化纤产品，在阳关照射下容易老化，使得强度降低，尽管在制造的过程中采用了相应的防止老化措施，然而在地下或者水下能够正常使用几十年和其他物质一样老化是不可必满的，对永久性的建筑物而言，当然是手民越长越好，因此其储存与保管就先的非常重要。
2、渗土工合成材料的铺设技术
土工合成材料自广泛用于岩土工程建设以来，在水利水电工程建设中引起不小的变革，这不仅反映在水利水电工程的材料使用上，而且反映在设计原理、计算方法、施工工艺和工程管理上。防渗土工合成材料主要用于垂直铺膜防渗和坡面铺膜防渗，因铺设结构形式的不同，其施工工艺和铺设技术也不尽相同。
3、土工合成材料的施工要求
在施工的过程中首先对使用前的各个设备和材料的使用型号。规格进行严格的检查，其是否能够达到设计要求，用作过滤、垫层、排水层的过程中，对各种具有裂纹、老化的土工成品都不能使用。
在备料的过程中要根据工程部位、大小按照施工的要求进行裁剪和拼接；防渗用土工膜尽量的采用宽幅度，以减少剪裁量，最好是使用预先拼接成的要求尺寸。捐灾钢管上后运至工地。
土工合成材料在接触面的处理中饭，只要铺设面在施工的前面进行处理，清除表面的各种污物和能够损伤土工材料接触面的英武，使得地面平整，土工合成材料在使用的过程中是不易被损坏的，。所以在进行土工织物施工的额过程中要清楚各种表面物体。
铺设土工合成材料是一种连续性、整体性，左后腰与其他结构的连接，特别是土工膜防渗应当与安珀和其他一切防渗体密接，构成完全封闭体系，土工织物当付款和长度达不到要求的时候，要做好接缝。结构，接缝的方法是有搭接、封接和粘接。
4、常见的各种问题
经常遭受石块或其它尖棱物的穿刺破坏；由于土工薄膜缺少约束支持，在承受水压力和土压力时易于被鼓破；薄膜受到下层气体或液体的顶托产生应力集中导致破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土移、浪击和水位变化等因素的影响，可能引起界面滑动，使土工薄膜产生过度拉伸，撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。只要按照施工规范和施工组织设计施工，确保施工质量，就可避免或减少类似问题的出现。
四、土工合成材料的施工质量控制
1、土工膜防渗工程接缝检查
接缝粘合质量与其他结构结合的牢固性等检查的方法有目测法、现场见咯发和抽样测试法。
目测法是观察有无漏接，接缝是否五烫伤、五褶皱，是否拼接均匀的主要手段和方法。
现场检漏法应对全部焊缝进行监测，常用的有真空阀和重启法，真空非法是利用吸盘、真空泵的方法进行检查的系统设备。在监测的过程中通过局部刷净、涂肥皂水放入吸盘，通过抽出空气至真空进行监测，然后关闭气泵，看吸盘顶部是否具有透明罩内的肥皂水泡产生，真空度有无下降，若有，说明有漏气，应该及时的补救。
2、土工化合物的检点
检查所用的土工织物的质量和规格是否合格，搭接宽度和缝合质量是否符合设计要求、。
3、土工织物防护工程检点
检查所有的材料品种和规格以及性能是否符合设计要求，抽检施工中所用的各种物料尺寸、质量、结构重量风是否与设计要求相符；检查施工方法是否符合施工规范，对土工合成材料是损坏等。在完工之后检查水上、水下跑护体的范围、高度以及厚度和各种不同类型的防护工程施工质量是否具有设计要求相符合。更要检查被防护工程在施工的过程中能够周围环境影响因素是否否和设计的要求。
关键词 土工合成材料；防渗；排水；应用
中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）56-0155-01
土工合成材料是以人工合成的聚合物（包括各种塑料、合成纤维、合成橡胶）为原料制成的土工织物和土工膜等产品。土工合成材料具有重量轻、整体性好、产品规格化、强度高、耐腐蚀性强、运输和储运方便、施工简易等优点。应用于土石坝工程可收到节省工程投资、缩短工期的效果。土工合成材料具有防渗、排水、过滤、加筋、隔离、防护等多种功能，是一种很有发展前景的新型坝工材料。随着其日益广泛的应用，产品品种不断增加，质量性能不断提高。我国国家技术监督局与建设部也已了GB50290――98《土工合成材料应用技术规范》。
1土工膜
土工膜为高分子聚合物或由沥青制成的一种相对不透水薄膜。聚合物薄膜所用的聚合物有合成橡胶和塑料两类。合成橡胶薄膜可用尼龙丝布加筋，其抗老化及各种力学性能都较好，但价格比塑料薄膜贵。水利工程上采用的塑料薄膜主要是聚氯乙稀和聚乙烯制品，此外，还有各种复合型土工膜，如将土工薄膜与土工织物复合成一体，土工织物能起缓冲受力作用，可弥补土工膜强度的不足，又能改善接触面的抗磨性能。土工膜的渗流系数一般都在1×10-8cm/s以下。土工膜早期应用于渠道防渗，20世纪60年代以后应用于土石坝，在前苏联及法国等欧洲国家应用较多。据报道，前苏联曾在150多座土石坝中使用土工膜防渗，效果良好。1984年西班牙建成的波扎弟洛斯拉莫斯堆石坝，坝高97m，使用土工膜防渗运行良好，现已加高到期134m。
应用土工膜作土石坝防渗体时，可以铺设在上游面，并在其上部和下部分别设置上垫层和下垫层，再在表面加防护层。防护层可采用砂砾料、干砌或浆砌块石、混凝土块等；上垫层可采用砂砾料、沥青混凝土、土工织物或土工网等；下垫层可采用压实细粒土、土工织物、土工网、土工格栅等。当土工膜具有足够强度和抗老化能力时，也可不设防护层、上垫层；复合土工膜可不设下垫层。采用土工膜的坝坡坡度受垫层和土工膜间的摩擦系数所控制，一般比较平缓，用料较多，但铺设和检修较方便。也可将土工膜直立铺设于坝体中部，此时坝坡坡度可不受其影响，薄膜也不易损坏，但以后的维修更新不便。土工膜多用于斜墙坝。在土工膜防渗体设计施工中，要注意许多细部构造问题，以保证其防渗效果，如尽量采用复合型土工膜，膜厚不宜小于0.5mm,对于重要工程应适当加厚；对于次要工程,可以适当减薄,但最小不得薄于0.3mm；做好底部、周边与不透水地基或岸坡的结合，一般采用锚固槽的连接方式；铺设时应保持松弛状态，以避免高应力造成的破坏；注意薄膜的粘结或焊接工艺，以保证连接质量。土石坝上游防渗土工膜铺设通常有平直坡形、折坡形、锯齿形、台阶形4种方式。施工工序主要有准备工作、铺设、拼接、质量检验和回填。土工膜防渗系统应进行稳定性验算及膜后排渗能力校核。
土工膜的老化和使用寿命问题为工程界所关注。通过大量室内和现场试验研究表明，薄膜埋设于土石坝内中，与温度、紫外线、大气等老化因素基本隔绝，加上抗老化剂的应用，可以认为，老化并不严重。前苏联在有关规程中规定：聚乙烯薄膜可用于使用年限不超过50年的建筑。从试验室加速老化试验的结果推算，埋在坝内的聚乙烯薄膜可使用100年。欧美国家也有类似的经验。
2土工织物
土工织物为用聚酯（PES）、聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚乙烯醇（PVA）等高分子聚合物纤维制造的透水性织物，但其中不得掺有棉、毛、丝、麻等天然纤维，因其强度较低，耐久性能较差。按加工工艺的不同，可区分为织造土工织物和非织造（无纺）土工织物两类。用途较广的是非织造土工织物，它的纤维呈不规则或随意排列，用化学粘合、热力粘合、机械粘合等方法制成。其最大优点是强度没有明显的方向性，不像纺织物沿经线、纬线的强度高，与经线、纬线斜交方向的强度低。土工织物已较普遍地应用于排水反滤系统与护坡垫层。土工织物的渗流系数一般为10-3~10-4cm/s，与面板堆石坝对垫层料的要求相近。但应用土工织物作反滤层，要防止其被细粒土淤堵失效，宜尽可能用在易修补部位，如护坡下面的垫层、坝下游排水沟下面的反滤层、下游贴坡排水的反滤层等处。应用土工织物加筋垫层，可增加坝坡的稳定性。在施工中应特别注意：当有往复水流时,织物后面的土料不易形成天然滤层,需要铺薄砂层予以改善.此外,土工织物是聚合材料,紫外线直接照射会引起降解等破坏作用,故应尽早覆盖保护.传统用粒状材料建竖向或斜向反滤或排水体质量很难保证,采用土工织物不仅能保证质量而且施工方便.
3其它土工合成材料
由两种或两种以上土工合成材料复合而成的土工复合材料，包括复合土工膜、复合土工织物、复合防排水材料（排水带、排水管）等，可用于防渗、反滤、排水、加筋及防护等方面。土工特种材料为根据特殊需要加工而成的制品，包括土工格栅、土工带、土工格室、土工网、土工模袋、土工网垫、土工织物膨润土垫（GCL）、聚苯乙烯（EPS）等，主要用于防护、加筋等方面。
土工合成材料是一种很有发展前景的新型坝工材料，随着其产品品种的不断增加，具有防渗、排水、过滤、隔离、防护等多种功能，越来越得到广泛的应用，值得在土石坝工程中大面积推广使用。
参考文献
【关键词】水利工程；施工；土工合成材料
水利工程在目前我国的社会发展起着越来越重要的作用，对于促进工农业生产十分关键。然而我国作为一个水资源较为紧张的国家，因此在目前的水利工程建设中对于节能环保要求也提出了新的看法。因此，在目前的水利工程建设中，以新材料、新技术为主进行施工受到人们的关注。土工合成材料作为目前工程项目中最为常见的一种，成为当前水利工程施工人员研究和探讨的热点话题之一。
1.土工合成材料概述
1.1材料概念
土工合成材料是随着科学技术和各种化学材料综合形成的一种新型岩土工程，这种工程模式是以合成纤维、塑料和橡胶等化学聚合物为基础原料形成的一种综合性材料体系，是通过将这些合成材料置放在土体以及各种土体结构之间，从而形成一种具备保护条件和土体土体条件的工作模式和方法。这种方法在目前的应用中已经形成了土工膜、土工织物和土工符合材料等多种类型体系，同时在水工建筑结构的施工中应用较为广泛，已成为了目前建筑工程施工项目中最值得我们关注和研究的话题。这主要是由于土工合成材料在应用的过程中具备着重量轻、施工和搬运方便且施工强度高、耐腐蚀性能好以及价格低廉的优势而引起的。
1.2使用范围
近年来的社会发展中，随着人们对于各种建筑结构施工要求的不断提高，其施工质量和施工技术也得到了人们的高度重视和关注。就目前的社会发展而言，这种材料已成为目前土木工程和岩土工程施工的关键所在。尤其是在水利工程的基层施工中，其主要使用者防渗墙结构、坝体结构和渠道衬砌施工之中。同时，伴随着节能、环保和可持续发展社会观念的提出，这种材料在施工中由于其节能环保优势好而得到得到人们的关注与重视。我国作为一个农业大国，在改革开放的多年时间里，由于水利工程整体性和抗渗性不科学而造成了施工质量和施工效益影响，更是造成严重的水资源浪费现象。因此，在目前的水利工程建设中，各种新材料的应用受到人们的重视，而土工符合材料也得到人们的关注。
2.土工合成材料施工技术
土工合成材料的应用是出自于岩土工程建设的一种新型材料体系，其在水利工程建设中发挥着不可忽视的作用与意义，同时其在应用的过程中不仅是在各种基础结构之中的应用，同时更是广泛的应用在各种主体结构施工模式。而且在施工的过程中，由于施工材料的不同而对于工程的设计原理、物料使用量的计算以及施工工艺等方面都提出了新的认识和要求。防渗土工合成料作为目前最为常见的一种，其在目前工程施工中得到了人们的重视，同时对于施工方法的研究也成为我们关注的重点。下面就施工中存在的各方面要求进行了系统、深入的总结和研究。
2.1坡面铺膜防渗
在目前的土工合成材料施工的过程中，坡面铺膜是最为常见的工程模式，其在施工的过程中，施工技术和施工体系是最为关键的模式。就当前的就当前的水利工程施工而言，其多数工程项目都是以土石坝为主的坝体结构模式，这种施工方式的选用对于整个工程的施工而言极为关键，同时在施工的过程中还需要对焊接工艺进行系统控制。焊接技术的应用直接决定着焊接工程质量，同时也决定着整个工程的施工效益要求。因此，在施工的过程中复合土工膜的施工极为关键和重要。
2.2堤身削坡与堤脚开挖
堤身削坡和堤脚开挖可采用人工配合机械施工，堤身按设计要求进行削坡，使其坡度达到设计标准，削坡后仔细清面，尽可能将坡面清理干净，整体上满足平整度要求，堤身堤顶分别开挖止滑槽。堤脚基础按设计断面开挖，达到相对不透水层后再向下开挖1m，宽1m深的沟槽，并清理开挖断面，同时做好基坑排水及基坑边坡稳定工作。完成以上工作后，施工和测量人员再进行堤坡规格检查，并做好实地施工记录和填写堤坡工程验收单，请监理工程师验收签证后，即可铺膜。
2.3施工铺设复合土工膜
在进行坝体土工膜铺设时，可以是顺坝轴方向铺设，最好是垂直坝轴线铺设。但是为了减少焊缝的长度，通常采用顺坝坡铺方案。对于高坝来讲，土工膜铺设通常采用坝上部分垂直坝轴线来铺设，不但能满足应力最小要求，也能满足焊缝少的特点；坝底可采用顺坝铺设，以减少焊缝。复合土工膜铺设时，要按设计及规范要求，从堤顶铺到坡底基槽，并埋入相对不透水层。铺设完毕后，应尽快回填堤脚和上部护坡，以避免开挖断面局部土质差而产生滑坡，铺膜时，注意张驰适度，避免应力集中和人为损伤，要求土工膜与地基结合面务必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皱。
3.渗土工合成材料在工程施工中常出现的问题
防渗土工合成材料在工程施工中经常出现的问题有：经常遭受石块或其他尖棱物的穿刺破坏；由于土工薄膜缺少约束支撑，在承受水压力和土压力时易于被鼓破；薄膜受到下层气体或液体的顶托产生应力集中导致破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土移、浪击和水位变化等因素的影响，可能引起界面滑动，使土工薄膜产生过度拉伸、撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。只要按照施工规范和施工组织设计施工，确保施工质量，就可避免或减少类似问题的出现。
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
关键词：土工布；有效孔径；测试方法；分析
土工布是用合成纤维纺织或经胶结、热压针刺等无纺工艺制成的土木工程用卷材，也称土工纤维或土工薄膜。土工布根据加工方法不同可以划分为机织土工布、针织土工布、非织造土工布[1]。最为常用的是非织造土工布，它是使用机械的、化学的、热力的或者其他的方法，使纤维网固结在一起而形成的纤维结构材料[2]。
非织造土工布独特的纤维三维网络结构使其具有良好的排水性能和保沙土性能，以此代替传统的砂砾渗滤层，不仅可以节省投资而且还能缩短施工周期。土工布渗滤层设计及选用的重要依据是其透水性能和保土性能，而这两个性能的重要特征指标为其孔径。准确测定土工布的孔径有利于工程上更加合理地选用土工材料。本文结合实际工作经验，对土工布孔径测试方法归纳如下。
1 孔径参数
孔径参数主要包括有效孔径、特征孔径、平均孔径、最大孔径、最小孔径、泡点孔径、孔径分布、孔隙率等 ［3］。
1.1 有效孔径（Oe）
JTG E50—2006《公路工程土工合成材料试验规程》中的定义如下：能有效通过土工织物的近似最大颗粒直径，例如O90表示土工织物中90%的孔径低于该值[4]。GB/T 14799—2005《土工布及其有关产品有效孔径的测定》中定义则如下：有效孔径是能有效通过土工布的近似最大颗粒直径，例如O90表示土工布中90%的孔径低于该值[5]。
1.2 等效孔径EOS（或称表观孔径AOS）
SL/T 235—1999《土工合成材料测试规程》中定义如下：以土工织物为筛布对颗粒料进行筛析，当一种颗粒料的过筛率（通过织物的颗粒料重量与颗粒料总重量之比）为5%时，则该颗粒粒径尺寸定为土工织物的等效孔径[6]。GB 50290—1998《土工合成材料应用技术规范》及SL/T 225—1998《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》中定义如下：土工织物的最大表观孔径[7-8]。JTJ/T 019—1998《公路土工合成材料应用技术规范》中定义如下：用于表示织物型土工合成材料孔隙大小的指标。采用不同的筛余率标准，可得到不同的等效孔径值[9]。
1.3 特征孔径
土工布的孔眼尺寸，相当于90%的土颗粒通过土工布时的最大颗粒尺寸[10]。该定义适合于土工布及其有关产品有效孔径测定中的湿筛法。
1.4 泡点孔径
滤布一侧的气体穿过滤布到达另一侧的水中而产生气泡，用此方法计算出滤布孔径[11]。
1.5 最大泡点孔径
当气体穿过滤布到达水中产生第一串气泡时的泡点孔径[11]。
1.6 孔径分布
对于给定试样，根据孔隙直径分布，计算某一孔径所对应孔隙的百分数[12]，可用来表征不同孔径在整个孔径分布中所占比例。
1.7 孔隙率
材料的孔隙体积与总体积的比值，反映土工布空隙程度的指标，它是影响土工布渗透性等水力性能的重要因素[13]。
目前，在各标准中，关于等效孔径、特征孔径的定义基本一致，均为用颗粒的尺寸来表示孔径的尺寸。泡点孔径则需要根据测量气泡出现时的压力差来计算出等效孔径。
2 孔径测试方法
土工布孔径测试方法分为直接法和间接法，直接法包括显微镜法、图像分析法等；间接法主要有干筛法、湿筛法、泡点法、水动力法和水银压入法等[14]。关于各方法的原理及其评价如表1所示。
直接法例如显微镜法。该法直接、直观和可靠，可以直接得出孔径的数量及大小，不会改变试样的原始状态，不污染损伤试样，尤其适用于薄型织物，但投影面上孔隙分布无法反映织物内部孔隙结构，因此此法只适合于规则的织物，且测试结果具有一定的随机性，代表性不足。
对于孔隙不规则的土工布测试一般用间接法。计算法虽然通过数学模型的建立及推理，具有一定的合理性，但参数的测定也不能脱离试验。水银压入法水银有毒且危害环境，负压排水法用水作为测孔介质方便无污染，但一直存在织物亲水性的问题难以解决；泡点法可获得较好的孔径分布曲线，却没有很好的模拟实际使用情况；渗透法虽省时、可靠，却不能获得孔隙分布曲线。鉴于各方法各有优劣，目前，国内外普遍采用的为筛分法。筛分法分为干筛法、湿筛法和动力水筛法。干筛法存在静电现象，影响结果的准确性；湿筛法试验条件接近实际工作条件，但水流不易控制，操作复杂；动力水筛法则需时太长。此3种方法各有其优缺点，干筛法由于方法较成熟，经验积累多，是目前国内用得最多的方法。
3 孔径测试标准
目前，国内外已有的孔径测试的标准、试验方法及适用范围如表2所示。
国内关于孔径测试的方法标准一共有4个，分为干筛法、湿筛法、泡点法、毛管流动孔隙仪法。其中GB/T 24219—2009适用范围限制为机织过滤布，而GTT TM 017—2010毛管流动孔隙仪法的适用范围为孔径为0.013μm～500μm的所有非织造材料，相比之下，干筛法、湿筛法的适用范围比较广泛。国内产品标准采用最多的也为筛分法，各产品标准采用的方法标准情况如表3所示。国内产品标准采用最多的为GB/T 14799—2005《土工布及其有关产品 有效孔径的测定 干筛法》，其次是湿筛法GB/T 17634—1998《土工布及其有关产品 有效孔径的测定 湿筛法》，主要在国标中采用。另外，交通部JTG E50—2006《公路工程土工合成材料试验规程》及水利部SL/T 235—1999《土工合成材料测试规程》中应用的方法均为标准自带方法，试验方法为干筛法，基本原理与GB/T 14799—2005相同。
4 结论
土工布越来越多地被用作公路、铁路、土木、水利等工程材料。孔径是土工布水力学特性中的一项重要指标，它反映土工织物的过滤性能，既可评价土工织物阻止土颗粒通过的能力，又反映土工织物的透水性，而土工布孔径的测定结果与其所选用的测试方法密切相关。目前国内外土工布孔径大小及分布测试方法各不相同，各有优缺点。因此研究土工布孔径测试方法对进一步推动土工布在工程建设中的应用具有非常重要的意义。
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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。
参考文献
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[4] 陈榕. 土工格栅加筋特性及其加筋结构计算方法研究[D]. 大连理工大学, 2011 .
加快了新材料的推广应用步伐，特别是不透水土工布在防渗工程中得到了广泛应用。结合施工实践，浅谈高等级不透水土
工布的应用技术。
关键词：西站交通枢纽三布二膜复合土工膜地铁覆土换填
中图分类号：C913.32文献标识码：A
1111．前言．前言．前言．前言
天津西站交通枢纽工程南广场（一期）景观设计范围约97000m2，南广场公交车场建于其东侧地面层。
公交车场占地面积约12000m2，场地占压地铁1号线西站站，包含2004年新建箱体结构和局部上世纪七、
八十年代建设的老箱体结构。现状地面标高为大沽高程2.02m～2.63m，规划地面标高为大沽高程+4.5m
左右，地铁车站上方需增加覆土2～2.5m，增加荷载近50kN/m2，在新的规划标高条件下，对地基进行了
轻型材料换填处理。
为满足地铁1号线箱体结构顶板压弯裂缝宽度及顶板抗压强度要求，路基换填方案采用等荷载替换
法对箱体结构顶板上部填土进行替换，使之既满足结构顶板相关要求，亦满足规划路面高程对填土高度
要求，即：通过采用不同容重材料进行组合并使总填筑厚度满足规划路面高度要求，同时保证填料对箱
体顶板的压力（自身重力）及填料自身的抗浮均满足要求。主要换填材料为：现浇轻质泡沫混凝土，它
的突出特点就是在混凝土内形成泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。
由于泡沫混凝土存在较多孔隙的特性，且处于地下环境，因此，保证泡沫混凝土不长期受到地下水
的浸泡而使其特性改变成为本工程质量控制的一个要点。
2222．设计依据．设计依据．设计依据．设计依据
图1设计换填工程分层设置图
设计中采用了三布二膜不透水土工布做为大面积防水材料，即像“包饺子”一样，将轻质泡沫混凝
土全部包裹在不透水土工布中，防止地下水的侵蚀、长期浸泡，造成轻质泡沫混凝土容重变化，形成工
程缺陷。
3333．三布二膜不透水土工布．三布二膜不透水土工布．三布二膜不透水土工布．三布二膜不透水土工布
3.13.13.13.1土工合成材料土工合成材料土工合成材料土工合成材料
我国GB50290―98《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料分为以下四大类：土工织物、土
工膜、土工复合材料和土工特种材料。三布二膜不透水土工布是一种土工复合材料。
3.1.1土工织物（geotextile）
土工织物是一种透水性材料，按制造方法不同，可进一步划分为以下各种类型：
单丝
织造（有纺）多丝
裂膜
土工织物热粘合
非织造（无纺）化学粘和
机械粘和（针刺）
编织
图2土工织物分类
3.1.2土工复合材料(geocomposite)
土工复合材料是两种或两种以上的土工合成材料组合在一起的制品。这类制品将各组合料的特性相
结合，以满足工程的特定需要。不同的工程有不同的综合功能要求，故土工复合材料的品种繁多，可以
说土工复合材料是当前和今后一段时期发展的大方向。
复合土工膜(compositegeomembrane)俗称复合防渗膜，是将土工膜和土工织物（包括织造和非织造
型）复合在一起的产品。应用较多的是非织造针刺土工织物，其单位面积质量一般为200～600g/m2。复
合土工膜在工厂制造时可以有两种方法，一是将织物和膜共同压成；另外也可在织物上涂抹聚合物以形
成二层（俗称一布一膜）、三层（二布一膜）、五层（三布二膜）的复合土工膜。
3.23.23.23.2三布二膜不透水土工布的性能指标三布二膜不透水土工布的性能指标三布二膜不透水土工布的性能指标三布二膜不透水土工布的性能指标
在《公路工程土工合成材料长丝纺粘针刺非织造土工布》（JT/T519-2004）中，针对长丝纺粘针刺
非织造土工布在产品规格系列与尺寸偏差、性能指标、外观疵点的评定、试验方法等方面都作出了相应
规定。
本工程所应用的三布二膜不透水土工布主要用于防渗功能，其中，土工布作为土工膜的保护层，保
护防渗层不受损坏。其控制指标为：单位面积质量＞1600g/m2，单层膜材厚度≥0.5mm；单层长丝纺粘针
刺土工布重量≥200g/m2；断裂强度＞30kN/m，断裂伸长率30%～80%；CBR顶部破坏力≥5.4kN；撕破力
≥0.84kN；剥离强度≥6N/cm；耐静水压＞1.6Mpa；垂直渗透系数：≤10-12cm/s;抗冻性（脆性温度）不
低于-30°C；
3.33.33.33.3三布二膜不透水土工布的生产三布二膜不透水土工布的生产三布二膜不透水土工布的生产三布二膜不透水土工布的生产
3.3.1三布二膜土工布的生产工艺
预热纠偏基布退卷
复
合
螺杆挤压机挤压成膜PE切片
成品入库包装计量成卷测量定级
YN
处理
图3复合土工膜生产工艺流程
长丝纺粘针刺土工布和土工膜在分别达到设计要求的情况下，基材通过生产设备热挤压，形成复合
土工膜，即生产出了三布二膜不透水土工布。
3.3.2材料幅宽及长度的选择
本换填工程所需复合土工膜的面积较大，约19000，而复合土工膜一般为成卷材料，故需要考虑
两方面问题：其一，成卷材料的接头连接；其二，成卷材料的搬运、施工。既要减少搭接头连接以保证
接头处理较高的施工质量，又要满足施工过程中材料的方便搬运及施工，此成为材料幅宽和长度选择的
重点。综合考虑了工程特点、三布二膜土工布米质量、接头施工工艺等，通过优化计算，确定了本
工程所采用的成卷材料幅宽4m，单卷幅长20m，幅周甩毛边15cm。每卷4m×20m×1.6kg/=128kg的重
量可用四人搬运、施工；幅周甩毛边15cm用于搭接头连接。同时，卷材摊铺方向与开挖带的长边方向成
一致，即垂直于地铁线路方向和换填范围长方向，这样可在大工作面具备条件下，形成单缝连接长度最
大，使得幅接头连接施工最大顺延，形成自动化施工。
4444．三布二膜不透水土工布的施工．三布二膜不透水土工布的施工．三布二膜不透水土工布的施工．三布二膜不透水土工布的施工
4.14.14.14.1储存、运输土工布储存、运输土工布储存、运输土工布储存、运输土工布
储存：产品应贮存在干燥、阴凉、清洁的库房内，并远离热源。
运输：产品在运输过程中应避免日晒、玷污、重压、强烈碰撞和刮伤等，并保持外包完好无损。
4.24.24.24.2土工布的铺设方法土工布的铺设方法土工布的铺设方法土工布的铺设方法
①采用人工滚铺；布面要平整，并适当留有变形余量。
②复合土工膜的两层内膜的幅接头采用新型的JIT800型双轨热熔焊接机进行熔接。焊接施工时注意
调整好电流、电压，并由有施工经验的专业人工进行操作；内膜焊接时保证基面平整，以便自动化施工。
焊前必须进行试焊，并进行拉力试验，定量测试焊缝的撕裂强度和抗剪强度。在监理工程师确认合
格后，方准按照一定的工序进行正式焊接。
通过测算，此类机器在焊接时，内膜熔焊深度较一般设备提高约1/3，熔接强度很大，且熔焊速度
提高约20%，这成为一项重大优势，并取得了较好的施工效果。
③复合土工膜的无防布与内膜幅接头连接采用叠放胶粘结进行连接，施工中必须保证专用粘结胶涂
刷均匀、饱满，且粘结固定直待胶风干起到粘结作用为止。
④土工布只能用土工布刀进行切割（钩刀），如在场地内切割，对其他材料须采取特殊保护措施，以
防由于切割土工布而对其造成不必要的损坏。
⑤三布二膜不透水土工布共计无纺布三层、土工膜两层，搭接头处（10层）连接必须保证熔接牢固、
粘结可靠，每层施工完成后必须经过跟踪检验，合格后才能进行下步施工。
5555．小结．小结．小结．小结
三布二膜不透水土工布做为复合土工膜材料中的一种类型，虽生产技术和施工技术已很成熟，但此
种材料在国内市场上应用较少，如此高质量、高标准、高性能的材料应用于天津西站交通枢纽工程，且
用于轻质泡沫混凝土换填地铁覆土工程中，在天津市还是首例。为了达到满足设计标准，达到质量合格
要求，我们进行了大量的试验、数据采集、技术咨询等，在各方面条件准备充足后再进行大面积施工。
同时，我们采取了跟踪质检的方式，由有责任心的专业质检员负责，会同监理工程师，对现场进行实时
检验，不放过一条焊缝的检查，并形成检查记录。工程施工结束后，经过统计，质检焊缝总长度约5500
延米，合格率达97%以上，有效的保证了整体施工质量。
并且，我们以“确保每道工序施工质量”为控制方向，以“保证整体施工质量”为控制目标，按期、
按质、按量的完成了轻质泡沫混凝土换填整体施工，取得了较好的效果，具有很高的社会经济效益，并
受到了各单位的一致好评。
参考文献：
【关键词】土工格栅；软土基加固；应用
引言
土工织物加筋垫层加固软土地基是一种经济效益高、安全可靠且简单易行的方法。目前相关文献对土工织物加筋垫层加固软土地基的介绍大多为定性及经验，缺乏严谨的测试数据说明。
相对于桩基，土工格栅受力作用的原理和计算方法没有那么成熟，土工格栅作为主题加固措施的应用较少。在工程中，其承载作用的是桩土符合地基，土工合成材料只是作为改善符合地基桩同受力条件的辅助措施。然而，在实际工程中，对于工程建设经费不足且工期紧的工程来说，土工格栅经济效益高且简单易行，不失为一种值得推广应用的方法。
1、工程概况
拟建挡土墙为C30钢筋混凝土挡土墙，墙高5m，要求地基的承载力为200kPa，基础埋深不小于1.73m，而基底的地质情况自上而下为：①Qal4淤泥质粉质粘土，褐黄色，流塑为主，局部软塑，C=8kPa，φ=10°，σ0=80kPa，厚度约1～2m；②Qal4粉质粘土，褐黄色，软塑，C=18kPa，φ=16.5°，σ0=120kPa，厚约5～10m；③Qal4细砂，密实，饱和，σ0=150kPa，厚约2～4m，含淤泥质土及有机质；④卵石层，厚度分布不均，约0～2.2m，稍密；⑤风化中砂岩。从地质资料看，显然地基要做加固处理。
加固通过换填法用砂砾石进行换土处理，不过由于垫层的松散型，结合以往经验，用砂石垫层处理的地基通常存在均匀性差和陈将达等缺陷，出现上部结构出现裂缝和不均匀沉降的现象。该工程为高度较大的5m高的扶壁式钢筋混凝土挡土墙，若出现裂缝或不均匀沉降将造成严重后果，埋下安全隐患。考虑到这点，决定对垫层进行加筋处理。综合经济效益和技术要求，首先清除①Qal4淤泥质粉质粘土层，再对砂砾石垫层进行加筋强化处理。
加筋处理方法：开挖至基底设计标高，并铺一层200mm厚的碎石垫层后重型压实，然后在其上铺1层土工格栅，再在其上铺设100mm厚砂砾石并压实；第二层用装砂石的土工织物袋铺设，其空隙用矿渣填平，铺设100mm厚砂砾石，并压实；再在其上铺设第二层土工格栅，上铺100mm厚的碎石，压实，直到垫层顶的设计标高。本工程垫层共计，2层土工格栅，一层土工袋装砂砾石，3层碎石垫层。
2、工程设计验算
本验算不考虑挡土墙的抗滑动验算对地基的要求，只验算挡土墙所要求的地基承载力，工程实际中另有措施。
根据上述理论分析，确定各项设计参数，并验算设计合理性。如下：
（1）按照垫层的应力扩散方法计算：
Pz—相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值（kPa）；
b—条形基础底面的宽度（m）；
pk—相应于荷载效应标准组合时，基础底面的平均压力值（kPa）；
pc—基础底面处土的自重压力值（kPa）；
Z—基础底面下垫层的厚度（m）；
θ—垫层的压力扩散角（°）。
公式（1）中，由该挡土墙设计标准图可知，b=3.3m，要求基底最小容许承载力为200kPa，可取Pk=200kPa，Pc=18×1.8=32.4kPa，z=0.6m，查阅规范可知θ=0，计算Pz=3.3×（200-32.4）/3.3=167.6kPa，考虑到垫层的应力扩散作用时，基底承载力至少要达到167.6kPa，才能满足挡墙设计要求，而基底承载力只有σ0=120kPa，纯粹换填（换填厚度在合理值之内）无法达到设计要求的地基承载力
（2）现考虑垫层内加铺土工格栅，暂不考虑垫层和土工格栅的共同作用，只考虑土工格栅在基底的加筋作用，由公式（2）计算加筋土复合地基的极限承载力如下：设计时其地基极限承载力Ps+c的公式如下
（2）式中：
α、β—基础的形状系数，一般取α=1.0，β=0.5
c—土的黏聚力；
p—土工合成材料的抗拉强度；
b—基础宽度；
Nc、Nq—与内摩擦角有关的承载力系数，一般取Nc=5.3，Nq=1.4；
θ—基础边缘土工合成材料的倾斜角，一般为10°～17°；
r —假想圆的半径，一般取3m，或为软土层厚度的一半，但不能大于5m。
公式右边第一项是没有土工合成材料时，原天然地基的极限承载力；第二项是在荷载作用下，由于地基的沉降使土工合成材料发生变形而承受拉力的效果；第三项是土工合成材料阻止隆起而产生的平衡镇压作用的效果。实际上，第二项和第三项均为由于铺设土工合成材料而提高的地基承载力。
所用土工格栅型号为单向拉伸聚丙烯TGDG120，每延m拉伸屈服力为120kN/m，屈服伸长率10%，2%伸长率时拉伸力36kN/m，5%伸长率时拉伸力为72kN/m。保证土工格栅满铺基底垫层内，同时保证土工格栅铺设后，两侧各回折不小于2m。
Ps+c=120+2×2×120/3.3×sin15°+2×0.5×120/3×1.4=213.6（kPa），满足设计要求地基承载力200kPa（挡墙设计已考虑结构安全系数）的要求。
如果考虑基底垫层的应力扩散作用、垫层碎石和土工格栅的共同作用另加土工袋装砂砾石作用，加筋土复合地基的实际承载力要比按照上述公式计算出的数值更大，实际更偏于安全。
3、土工格栅的施工注意事项
（1）土工格栅要预算其初期应力，其端部要有稳固的锚固来发挥土工织物的抗拉强度，锚固的牢固程度与承载力和地基中的应力分布均匀度成正比，锚固愈牢固，承载力提高愈多，地基中的应力分布也愈均匀。端部折起铺设的长度保证土工织物端部的固定，施工时，把端部折起包裹砂体，这样可以增加其握裹力，从而确保其使用期间不被拔出。
（2）施工程序对土工格栅的加筋效果有重要作用。施工时要提前让土工格栅处于受拉状态，只有在变形时土工格栅的抗拉强度才得以发挥，故在施工过程中要尽量拉平拉紧土工格栅，避免把土工格栅折皱。按照以下施工程序可以确保土工格栅在受荷初期有足够的应变：首先铺土工格栅，然后拉平拉紧两端，两端折起包裹砂砾并在两端填砂，然后在中心填砂，两端砂增高后，最后中心填砂。
（3）土工格栅加筋垫层要充分发挥袋装垫层的搞弯性好、扩散效果好、挠曲刚度大和平铺垫层的整体性、连续性好的优点。所以在施工中可以采用水平铺土工格栅与土工织物碎石袋垫层交替铺设。
（4）第一层碎石摊铺后应进行重型压实，而在土工格栅上填料摊铺压实时，宜采用轻型机械。为达到加筋土的加固效果，必须对加筋土施工工艺、施工质量进行严格控制。此法施工快，机具简单，投资省，经过几年的使用，表明加固效果良好。
Abstract： In this paper， the mechanism of soft ground of road embankment reinforced with geosynthetics is analyzed， at the same time，based on the construction practice of two kinds of reinforced embankment， it is concluded that reinforcement can improve the embankment bearing capacity， ruduce the settlement as well as ensure more uniform settlement， and goecell is more effective than geogrid.
关键词： 路堤；软土地基；加筋；机理
Key words： embankment；soft ground；reinforcement；mechanism
中图分类号：TU471.8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）35-0111-02
0 引言
软土地基上的土工合成材料加筋路堤在国外是一种应用较多的结构形式，实践证明，它是一种行之有效的加固措施，可以提高路堤的稳定性和承载力。近年来，路堤加筋机理引起各国学者的广泛关注，国内部分研究单位对此也作了一些研究和探讨，但是由于加筋材料的特殊性以及它们与土之间相互作用的复杂性，加筋路堤的理论研究还不够成熟，理论研究严重滞后于工程实践，路堤加筋的设计往往还停留在概念设计上。因此深入研究土工合成材料的作用，对于改进路堤加筋的设计方法具有很大的现实指导意义。本文详细分析了路堤软基土工合成材料加筋的机理，并结合工程实例，将平面加筋和立体加筋相比较，从而透过现象看本质，探求路堤加筋的作用机理，为工程应用积累资料并提供参考。
1 路堤加筋机理
加筋作用的发挥主要依赖于筋材拉力的发挥，而拉力的产生与激活主要取决于三方面的因素，即：①加筋路堤填料所引起的水平推力；②地基土在填土竖向荷载作用下产生的侧向变形；③地基土由于固结沉降，使路堤在横截面上受弯，从而产生拱的效应。故加筋的作用相应体现在这三个方面。
1.1 降低水平荷载，提高地基承载力
对于软土地基来说，最主要的荷载是填土的自重产生的竖向荷载，其次是路堤填土由轴线向两侧产生的水平向推力，由于这个水平向推力[1][2]，使得地基承受竖向荷载的能力下降，水平荷载对地基承载力的影响如图1所示，地基上的不排水抗剪强度为Su，则承载力系数（Nc=？滓/Su）在外推剪力的影响下几乎减小了一半左右。而采用加筋材料的主要作用就是承担这个外推剪力。因此，在加筋路堤中采用一层或几层土工合成材料加筋体来承担水平荷载，能显著提高地基承载力。
1.2 增强地基约束力，提高承载力
由于土体是松散颗粒的堆积物，因此在未加筋的时候，就无法承受拉应力，因此就不能约束表面地基土在路堤竖向荷载作用下产生的侧向变形。约束地基表面土体的变形，能够提高地基土的承载力[3][4]。而是否对表面地基土有约束作用，相当于基础底部粗糙或光滑两种极端情况。在以下两种情况下，基底粗糙（即地基表面水平位移有约束作用）对提高地基土竖向承载力有特别显著的作用：①地基土的强度随深度增加较明显；②软土层较薄。或是以上两种情况的组合。
如图2所示为地基土不排水强度随深度线性增加（Su=Su0+？籽z）时，将Nc表示成无量纲？籽B/Su0的函数。当地基的强度随深度增加时，基底粗糙的情况使地基土能够承担更大的竖向荷载。
需要说明的是，只有当加筋的土工合成材料必须首先全部承担了作用于地基的外推剪力时，才能对地基表面的土体具有侧向限制作用。当筋体的拉力不能全部抵销外推剪力时，剩下的部分就以外推力的形式作用于地基土体的表面。
1.3 增强路堤填土的土拱效应，调整不均匀沉降
地基在路堤填料竖向荷载的作用下会产生固结变形，形成固结沉降，在未加筋路堤上，地基表层将产生“锅底状”的沉降变形，于是路堤在横断面上将受弯矩的作用，但是填料不能承受拉力，堤底将产生长拉裂缝。而在加筋路堤中，由于加筋体能够承受拉力，使得土拱能够得到足够的拱脚水平力，可以形成有效的土拱效应，路堤在横截面上就像一根受弯矩作用的梁，而筋体的作用就类似于钢筋混凝土中钢筋一样，承担了拉力，调整了地基的沉降变形，将路堤横截面上的“锅底状”沉降曲线调整为“平底锅状”，显著减少了沉降和不均匀沉降。土拱效应使得地基所受竖向压力重新分布，增强了路堤的稳定性。
2 现场试验研究
2.1 试验段基本情况介绍
某高速公路全长50km，设计行车速度120km/h。全线广泛分布有软土地基，为解决由于不均匀沉降造成的结构物沿横向和纵向开裂问题，国内首次在全线结构物下部铺设土工格室，使用面积达到35000m2。由于土工格室在处理软基应用上是一种新尝试，为此选择作试验，用来研究土工格室加筋结构的施工特性，以便检验设计，指导施工。在这试验段中修筑两种主要加筋路堤结构，试验段共100m长，两种结构分别为50m。1#、2#检测坑为检测土工格栅加筋试验段，3#、4#监测坑为检测土工格室加筋试验段。
2.2 数据的分析
回弹模量：
为了检测路基的承载力，在现场用直径为30cm的承载板，在原土基以及采用土工格栅和土工格室垫层处理后的地基上进行承载力测试，其对应各个层顶面回弹模量见表1。
从中可以看出，经过加筋后的地基回弹模量得到明显增加。与未经处理地基相比，格栅加筋以及格室加筋地基（取其均值）分别提高了105.8%、125.3%，这表明通过加筋作用可以有效地提高地基的承载力，地基的工程性质得到了明显的改善，其中土工格室的加筋效果要优于土工格栅。
3 结语
①通过以上分析，可知加筋对于路堤有三方面的作用：降低水平荷载，提高地基承载力；增强地基约束力，提高承载力；增强路堤填土的土拱效应，调整不均匀沉降。
②实践证明，立体加筋的处理效果比平面加筋更佳，更能有效地增加地基承载力，其原因主要是其具有一定的厚度，具有较强的抗弯能力，从而有效地扩散了路堤荷载，大大提高了地基土的承载力。
③立体加筋是一个新事物，对它的工程设计理论国内还是一片空白，现有的规范中没有相应的设计标准，我们有必要深化对它的认识，从而形成合适的设计计算方法。
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