土工格室在塔里木沙漠公路中的应用
土工格室作为一种加固土和沙粒的材料早应用于海湾战争的临时道路,我国1993年试生产产品后,在塔里木沙漠公路中进行了实验,目前已将土工格室固沙作为沙漠等级公路(二、三级)的结构推广应用。
1、试验路段的自然地貌
试验路位于塔里木沙漠公路K105+200K107+200之间,即塔中路K181+221K183+215间。该路东侧为复合新月型沙丘链,沙丘类型复杂,相互叠置,沙丘链的高度约数10米。西侧为塔中路,两者中线距离36.8M,塔中路西侧为数百至一千米的丘间地。试验路通过的地带地形较平坦,地表有零星芦苇和红柳,试验路沿线有地下潜水,低洼处水位较高,地表下约2M处可见地下水
2、土工格室的材质试验
腾格里沙漠。冬季严重干旱.夏季酷热少雨”.日温差可达30度,年温差可达60度-七月份大部分地区极端高温在40度以上,地面温度可选70度以上,一月份极端温度可达零下30度,为此对土工格室进行了高温、低温老化性能试验,耐紫井线老化试验。
(1)材料耐高温老化试验证明:A、高温条件F的拉伸强度与低温条件下接近,相差5.2%;B、与常温条件下的拉伸强度相比,高温时差为3.4%,低温时差为-3.4%;C、与原强度值相比,2400小时后,高温强度增加3.4%,低温强度损失l、7%。
(2)焊缝耐温度老化试验表明,~2400d、时低温(零下25度)后t焊缝强度降低-强度损失6 65%。
(3)土工格室在现场露天堆放、曝晒、经历一夏、一冬.材质拉伸强度~25MPA-焊缝 强度为150KG/CM,均在正常强度范围
3、填充施工方法
将格室充分张拉开后用钢杆固定,质量管理用装载机在格室内填沙、碾压。
4、经济效益
仅用土工格室固沙即可用作临时道路,施工车辆可在其上直行,也可掉头,在其上铺设5CM左右沙砾石即可成为质量相当好的道路。采用10㎝土工格室至少可代替10㎝沙砾石,10㎝土工格室每公里用旦11.8吨,而10㎝沙砾石每公里运输旦为1200吨。与现场修筑公路相比,可减少运量40%,同事避免了大量石料运输车对新建沙漠公路的破坏。当沙漠公路(肖塘为零公里)接近190公里时,土工格室方法与土工织物包裹沙砾石的方法造价持平,愈往沙漠腹地延伸,其优势愈明显。
土工格室+碎石桩处治软土路基设计计算方法
通过对土工格室+碎石桩双向增强体复合地基这一新型地基处治技术的承载机理的分析研究,稳固公路路基土工格室,结合实际工程,以振动沉管碎石桩+土工格室为例,探讨了处治高速公路软土路基的技术方法。在此基础上,针对土工格室垫层与碎石桩复合地基共同工作构成荷载传递和支撑体系以提高地基承载能力的特点,土工格室,建立了考虑格室体水平加筋作用的土工格室+碎石桩双向复合地基的简化计算模型,并给出了一便于工程应用的双向增强体复合地基承载力设计计算方法。后将该方法应用于京珠高速公路临长段地基处治实践。理论分析及实际工程实践表明,土工格室+碎石桩复合地基处治软土地基可充分发挥碎石桩的竖向承载能力及土工格室的水平加筋特性,两者共同工作可有效提高地基承载力。
近年来,多元型复合地基,如土工格室+碎石桩双向(竖向和水平向)增强体复合地基处理技术的出现与成长,为地基处理技术的发展开辟了一条新的途径。该技术在碎石桩复合地基上加设一层土工格室碎石垫层,可充分发挥水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基各自的优点。目前已在国内外的高速公路路基加固、台背填土加固、不良地质条件的旧路加宽改造等工程中得到了广泛应用。目前,对单一型复合地基(只采用水平向增强体或竖向增强体的复合地基)的研究已有不少,其计算理论,如沉降理论、承载力理论等已有不少成果。然而对于双向增强体复合地基的设计理论与方法的研究尚处于初级阶段。土工格室+碎石桩双向增强复合地基的受力特性及承载机理不同于单一型复合地基,其设计理论不可简单套用一般的单一型复合地基的设计理论。为此,本文拟从土工格室+碎石桩双向增强体复合地基的处理原理与方法入手,针对其受力特性,给出一便于工程应用的土工格室+碎石桩复合地基设计计算方法。
土工格室简介
1、 概述
土工格室是一种具有独特立体网状结构的新型土工合成材料,工程上常用的主要有二类。一类是由土工格栅装配构成的土工格室,另一类是由改性聚烯烃为原材料经挤出成型分切,再由超声波焊接而成的土工格室。目前,我国使用的土工合室基本上是改性聚烯烃片材经超声波焊接而成的产品。由于该类土工格室的生产流程长、成型工序多、应用环境复杂多变。因此,构成该产品的原材料及制成品应满足以下要求: ①材料本身除具有较好的力学性能外,还需具有较好耐低温、高温、耐酸碱腐蚀、耐霉变和抗老化性能; ②为适应土工格室的制备工艺要求,还需具有较好的可焊接性; ③整个网络体系强度需一致; ④具有较好的组件连接功能,以保证土工格室整体强度的一致性。 由于我国目前实行的聚烯烃土工格室技术标准较低,在原材料选取、生产工艺流程上还没有统一标准,特别是在工程应用上还未制定出相应的技术规范,各研究和设计单位针对同一产品所检测出来的结果存在差异。造成差异的原因主要是试验方法不尽相同所致,极大地制约着土工格室在土木工程领域的推广使用。为此,对土工格室材料性能的试验检测方法进行研究,确定其取值范围是十分必要的。
1、原材料及基本特性
由于土工合成材料受使用环境和使用费用的限制,土工合成材料一般选用通用树脂材料作原料,如聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚苯乙烯等。在工程上使用的土工格室产品一般选用的材料是高密度聚乙烯和乙烯丙烯共聚的聚丙烯材料。