賈慧穎,馮勛凱

(1.黑龍江省哈同高等級(jí)公路管理處;2.嫩江移民辦)

1 土工合成材料的分類

土工合成材料大體上可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復(fù)合型土工合成材料四大類,每類材料又都具有各自的相關(guān)產(chǎn)品,這使得產(chǎn)品形式紛繁復(fù)雜、多種多樣。

1.1 土工織物

土工織物是采用編織技術(shù)生產(chǎn)的透水性土工合成材料,根據(jù)制作方法的不同又可分為如下幾種：

(1)編織物：采用纏結(jié)、纏繞、扎結(jié)等工藝制作;

(2)機(jī)織物：用機(jī)器編織而成的、具有經(jīng)、緯線的土工織物;

(3)無紡織物：是采用機(jī)械固著法、熱粘法、化學(xué)粘合法將纖維集成在一起的織物;

(4)復(fù)合織物：是采用縫制、針刺等方法將上述產(chǎn)品組合在一起的織物。

土工織物的特點(diǎn)是重量輕、整體連續(xù)性好,可做成較大面積的整體,長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米乃至上千米,并且施工簡(jiǎn)便、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。

1.2 土工膜

土工膜是不透水的一類土工合成材料,可分為瀝青土工膜和聚合物土工膜兩類。含瀝青土工膜主要為復(fù)合型的(含編織型或無紡型的土工織物)。聚合物土工膜視原材料的不同分為塑性土工膜和組合型土工膜。

土工膜的主要特點(diǎn)是透水性極低,其工程特性隨類別、制作方法、產(chǎn)品類型的不同而發(fā)生很大變化。土工膜除具有很好的不透水性外,還有很好的彈性和適應(yīng)變形能力、良好的耐老化能力,尤其適用于水下工程。

1.3 特種土工合成材料

土工格柵、土工網(wǎng)、土工模袋、土工墊和土工室以及輕型土工合成材料統(tǒng)稱為土工合成材料。土工格柵是經(jīng)過拉伸工藝形成的具有方形或矩形格柵的聚合物板材,主要用作加筋材料。土工網(wǎng)是合成材料條帶編織或合成樹脂壓制成的具有較大孔眼、剛度較大的網(wǎng)狀合成材料,也是主要用作加筋材料。土工模袋(簡(jiǎn)稱模袋)是一種雙層聚合物化纖織物制成的袋狀材料,它可以代替模板成型混凝土或砂漿。土工墊和土工室是合成材料特制的三維結(jié)構(gòu),前者多為透水聚合物網(wǎng)墊,后者多為蜂窩狀或網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu),主要用于護(hù)坡或植草綠化。輕型土工合成材料主要是泡沫聚苯乙烯塊,用作路基填料,可減輕自重、減小工后沉降;也可用作防凍層。

1.4 復(fù)合型土工合成材料

土工織物、土工膜和某些特種土工合成材料,以兩種或多種材料形式相互組合起來,便形成復(fù)合型土工合成材料。其特點(diǎn)是將構(gòu)成材料的不同特性綜合起來,從而具有多種工程性質(zhì)。復(fù)合型土工合成材料主要包括如下幾種產(chǎn)品。

(1)復(fù)合土工膜。

土工膜—土工織物組合,稱為復(fù)合土工膜,主要用來防滲、加筋和增加與土面之間摩阻力的作用。

(2)土工復(fù)合排水材。

土工復(fù)合排水材是以無紡?fù)凉た椢锖屯凉ぞW(wǎng)、土工膜或不同形狀合成材料芯材組成的土工應(yīng)用的排水材料,常用的如塑料排水板,用于軟土地基處理,可加速排水固結(jié)。

2 土工合成材料的功能

土工合成材料的種類雖然很多,但其主要功能綜合起來可歸納為過濾、排水、隔離和加筋四種。

2.1 過濾功能

把土工織物置于土體表面或相臨土層之間,可以有效地阻止土顆粒的通過,從而防止土顆粒過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織物自由排出,以免由于孔隙水壓力的升高造成土體的失穩(wěn)破壞。

2.2 排水功能

較厚的針刺型無紡織物和具有多孔隙的復(fù)合型土工合成材料都可以起到排水作用,在土體中形成排水通道,把土中的水分匯集起來,并沿著材料的平面排出,增強(qiáng)土體的水穩(wěn)定性和抗凍性。

2.3 隔離作用

土工織物和土工膜都可以起到隔離作用。把兩種不同粒徑的填料(如土、砂、碎石等)與其他結(jié)構(gòu)分隔開來,從而保持材料和結(jié)構(gòu)各自的完整性,或避免發(fā)生土質(zhì)流失現(xiàn)象。這種功能用于公路路基與地基之間、土石混合壩、石籠及砂袋與軟土地基之間的隔離等。

2.4 加筋功能

土工織物、土工格柵、土工網(wǎng)等都具有很強(qiáng)的加筋功能,可以有效地分布土體的應(yīng)力,增加土體的強(qiáng)度,限制土體的側(cè)限位移,提高土體的整體性及穩(wěn)定性。這方面最好的實(shí)例是利用土工格柵加筋粒料墊層處理公路軟土地基,可以有效地控制土基的工后沉降,避免路基不均勻沉降造成路面開裂破壞。

3 結(jié) 語

公路工程中應(yīng)用土工材料不僅能夠保證工程質(zhì)量,而且許多情況下可以降低工程造價(jià)、加快施工進(jìn)度。在現(xiàn)有技術(shù)措施難以解決問題的情況下,應(yīng)用土工材料可能不僅有利,而且從包括維修養(yǎng)護(hù)等綜合成本來看,也有可能更為經(jīng)濟(jì),當(dāng)然,這在傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)比較中是很難準(zhǔn)確衡量的,需要積累一定的經(jīng)驗(yàn),更需要作出合理的判斷。因此,嚴(yán)格遵守規(guī)范的原則性要求,但不拘泥于規(guī)范具體條文的束縛(況且有些條文本身就留有很大的靈活余地),進(jìn)行一定經(jīng)驗(yàn)積累之下的適度創(chuàng)新,才能真正實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的個(gè)性化、合理化、優(yōu)質(zhì)化。