土工格室公路工程应用技术指南
土工格室是一种具有立体网状结构的新型土工合成材料。采用该种材料的组成的柔性结构体系具有整体强度高、刚度大、抗腐蚀、耐老化等优良的特性。与其它土工材料构成的结构层相比回弹模量和变形模量可提高一倍以上,土工格室批发,地基承载能力大于180kPa,与现有的加固方法相比,工程总造价可降低10~15%。并可以实现公路沿线的生态恢复功能,达到绿化、美化环境的目的。2001年至2004年课题组通过对土工格室柔性结构层系统的力学性状试验、室内模型试验、数值优化及实体工程的现场测试分析等,对其力学与工程应用性状进行了大量的研究工作,取得了许多有价值的研究结论。2005年12月该课题被验收鉴定为国际先进水平,2007年被中国公路学会评为交通公路科技进步叁等奖。
为了深化研究并推广应用该成果,为相应规范(或规程)修订和增补提供必要的基础数据和科学依据。我们编写出了这本《土工格室公路工程应用技术指南》手册,旨在方便设计单位、施工单位、监理单位、建设单位、质检单位等工程各参建单位参考运用,我们相信随着项目的进一步推广,将会取得更加显著的经济、社会效益。
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,南充土工格室,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,三维土工格室,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。
土工格室加固饱和黄土地基承载力试验研究
文章通过对土工格室结构层作用机理分析,采用室内模型试验方法,以土工格室规格、格室填料类型为主要影响因素,开展了土工格室加固饱和黄土地基承载力性状室内模型试验,通过试验结果分析,公路仰坡土工格室,给出了土工格室加固饱和黄土地基承载力参数值及有关控制参数。并将试验结果应用于实体工程,取得了较好的工程效果。实践证明土工格室用于处治饱和黄土地基是一种简单、实用的地基加固方法。
在黄土地区高等级公路建设中,饱和黄土地基是经常遇到的特殊土地基问题。由于饱和黄土具有弱渗透性、强度低、高压缩性、触变性敏感、承载力低等工程力学特性,呈现出一定的软土性状,无法满足工程要求,必须进行加固处理。对饱和黄土地基加固而言,常用的处治加固方法主要是换填和抛石挤淤,这两种处治方法工程量大,工期较长,费用相对较高。近年来,土工合成材料用于处理软土地基,已取得了较好工程处治效果。而用土工格室加固饱和黄土地基,则是一种新的加固方法。