土工格室公路工程应用技术指南

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，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，土工格室河道治理应用，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。

　

土工格室柔性挡墙极限主动土压力计算方法

土工格室柔性挡墙极限主动土压力计算方法

　　利用有限元法分析了土工格室柔性挡墙水平变位特征，得到了墙体中部水平变位的分界点，提出了主动土压力的计算方法。分界点上部位移模式接近，采用库仑主动土压力理论计算上部的土压力，分界点下部位移模式接近绕墙脚的转动，采用水平微分单元法计算下部的土压力，并比较了计算结果与实测结果。比较结果表明:土压力计算结果与实测结果沿墙高的分布形态及增长趋势基本一致，计算值比实测值略偏小一些，偏差小为0.2kPa，大为2.9kPa，平均偏小为1.2kPa，可见土压力计算方法可靠。

　　土工格室柔性挡墙作为一种新型柔性支挡结构，土工格室河道治理，特点在于施工完后，表面可以进行绿化，克服了刚性支挡结构物表面不能进行绿化的缺陷。同时，由于其墙身具有一定的柔性，可与土体协调变形，能够释放部分土压力，使墙后土体的土压力重新分布，向有利于整体稳定的方向发展。但是，由于其作用性状耦合了墙体、加筋层、墙后填土、地基四部分影响因素的相互作用，故其受力与变形性状比较复杂。在挡墙土压力研究方面，相关刚性挡墙土压力的研究比较多，相关柔挡墙土压力的研究比较少，而且大多还局限在锚桩墙和基坑开挖支护方面。土工格室柔性挡墙是采用土工格室与填料组成的复合体叠砌而成，墙体本身具有一定的柔性，与锚桩墙和基坑支护等柔性结构在材料特性、边界条件上存在很大的差异。加筋土挡墙属于柔性挡墙，土工格室河道治理质量，相关的研究比较多，相关的设计施工已写入规范，但其作用机理与土工格室柔性挡墙的作用机理存在本质的区别。

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，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，土工格室河道治理形式，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。

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