土工格室是由高强度聚乙烯焊接或组装而成三维蜂窝状结构,荷载作用下不仅可通过与土体上下接触面的摩擦提供侧向约束力来约束土体的侧向变形,而且可与格室内填料共同构成一具有一定抗弯、抗剪和抗压能力的柔性筏板基础,能有效扩散路堤荷载、改善软基应力分布、限制软土的侧向挤出,稳固公路路基土工格室,从而提高软基承载力、减少沉降及不均匀沉降。因此,该土工合成材料已广泛应用于公路、铁路等软基加固工程,成功解决了桥头跳车、软基沉陷、翻浆、塌方等常规方法难以处理的工程问题。目前,对于土工格室加筋体的变形计算较为常用的方法是将其视为置于弹性地基上的有限或无限长梁,而后采用弹性地基梁理论进行解答。置于软基上的土工格室加筋体受路堤荷载、车辆荷载等竖向荷载作用产生挠曲变形时,格室加筋体与其上下表面土体界面间将产生较大的摩阻力,该摩阻力反过来又将影响格室体筋材拉力及竖向变形的大小。而传统弹性地基梁理论由于不计入水平向地基反力的影响而未能考虑筋土界面摩阻效应影响,因此无法反映土工格室加筋体的实际受力变形状态。
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。
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,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,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,承受载重土工格室,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,土工格室,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。