摘要：由于软土的天然含水量高，孔隙大，压缩性高，抗剪强度低，容易产生地基破坏和过大的沉降和变形，需对软土地基进行处理和加固。将土工织物、土工网、土工格栅铺设于软土地基，从而提高地基的稳定性和承受的荷载，在碎石垫层顶部分别铺设土工网处理软土地基基础，以提高地基承栽力和减小地基不均匀沉降。
关键词：土工合成材料 软土地基 土工织物
1、土工合成材料在工程中的应用状况
随着我国国民经济的高速发展，土工合成材料作为一种新型建筑材料，在工程软基处理中得到广泛应用，尤其在公路工程中，边坡稳定护坡、道路翻浆防治、路基路面综合排水等方面，有效地减少地基的不均匀沉降，提高地基的稳定性。土工合成材料是以人工合成的聚合物为原料制成的各种类型产品，是岩土工程中应用的合成材料的总称。可置于岩土或其它工程结构内部、表面或各结构层之间，具有加强、保护岩土或其它结构功能的一种新型工程材料。由于土工织物具有质量轻、有柔性、强度高、整体性强、不易腐烂等良好的耐久性和力学性能，并具有成本低，制造、运输、施工方便等优点，自七十年代以来在岩土工程领域得到很快的发展，迄今已广泛应用于土木工程的各个领域。
2、土工合成材料的种类
2．1土工膜
土工膜一般可分为沥青和聚合物(合成高聚物)两大类。含沥青的土工膜目前主要为复合型的(含编织型或无纺型的土工织物)，沥青作为浸润粘结剂。聚合物土工膜又根据不同的主材料分为塑性土工膜、弹性土工膜和组合型土工膜。大量工程实践表明，土工膜的不透水性很好，弹性和适应变形的能力很强，能适用于不同的施工条件和工作应力，具有良好的耐老化能力，处于水下和土中的土工膜的耐久性尤为突出。土工膜具有突出的防渗和防水性能。
2．2土工织物
土工织物的制造过程是首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的土工织物。土工织物按制造方法可分为有纺(织造)土工织物和无纺(非织造)土工织物。有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成。无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列，再经过加工而成。按照联结纤维的方法不同，可分为化学(粘结剂)联结、热力联结和机械联结三种联结方式。土工织物突出的优点是重量轻，整体连续性好(可做成较大面积的整体)，旋工方便，抗拉强度较高，耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。缺点是未经特殊处理，抗紫外线能力低，如暴露在外，受紫外线直接照射容易老化，但如不直接暴露，则抗老化及耐久性能仍较高。
2．3土工格栅
土工格栅是一种主要的土工合成材料，与其他土工合成材料相比，它具有独特的性能与功效。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆土工格栅常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅分为玻璃纤维类和聚酯纤维类两种类型。
2．3．1塑料类
此类土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材，按其制造时拉伸方向的不同可分为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔，然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成，而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。由于土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向，加强了分子链间的联结力，达到了提高其强度的目的。其延伸率只有原板材的10％～15％。如果在土工格栅中加入炭黑等抗老化材料，可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能。
2．3．2玻璃纤维类
此类土工格栅是以高强度玻璃纤维为材质，有时配合自粘感压胶和表面沥青浸渍处理，使格栅和沥青路面紧密结合成一体。由于土石料在土工格栅网格内互锁力增高，它们之间的摩擦系数显著增大(可达08～10)，土工格栅埋人土中的抗拔力，由于格栅与土体间的摩擦咬合力较强而显著增大，因此它是一种很好的加筋材料。同时土工格栅是一种质量轻，具有一定柔性的平面网材，易于现场裁剪和连接，也可重叠搭接，施工简便，不需要特殊的施工机械和专业技术人员。
3、在施工中的作用机理
软土基的地层结构，一般可分为单层结构、双层结构和多层结构三种。单层结构是指从地表往下至基岩基本上是同一类土，粘性土的单层结构均质地层不会发生渗透变形，而均质的砂性土单层结构在靠近背水坡的地面易发生渗透变形，远离堤段的地方则是安全的。双层结构(常称二元结构)是指地层大致由两种土层组成，上层透水性较弱，其下为较厚的透水性较强的土层，当地层受深泓切割直接与江水连通时，往往是最容易出现渗透失稳状态的。多层结构往往是弱、较强、弱、较强、强透水层的组合，即在深度上有弱透水层与透水地层相间，而深部则往往是砂卵石等强透水层，这种地层也比较常见。土工织物在加固软土地基中具有反滤、排水、防护、加筋、隔离等功能。
1）反滤
土工织物具有细小的孔隙通道，将其置于土体表面或相邻土层之间，水可通过织物，而土粒被阻挡住，从而避免土粒过量流失而造成的土体破坏及由于孔隙水压力升高而造成的土体失稳。
2）排水
有些土工织物可在土体中形成排水通道，把土中的水分汇集起来，沿着材料的平面排出土体外。较厚的针刺无纺土工布和一些具有较多孔隙的复合土工布都可起排水作用。目前在港口工程中已广泛使用。
3）防护
用土工织物充填袋筑堤、用土工网石笼护坡棱体、用土工织物软体排护坡、固滩等，可起到防护作用。
4）加筋
加筋就是将土工织物按照一定的方式埋入土中，使土工织物与土之间良好地结合，可扩散土体应力，传递拉应力，增强土体与筋材之间的摩阻力并限制土体侧向位移，增加土体的抗剪强度，从而提高土体及有关建筑物的稳定性。
4总结
土工合成材料是以人工合成的聚合物为原料制成的各种类型产品，是岩土工程中应用的合成材料的总称。具有加强、保护岩土或其它结构功能的一种新型工程材料。可置于岩土或其它工程结构内部、表面或各结构层之间，由于土工织物具有质量轻、有柔性、强度高、整体性强、不易腐烂等良好的耐久性和力学性能，并具有成本低，制造、运输、施工方便等优点，在工程中已取得了良好的经济、社会和环境效益。
参考文献;
[1] 张树仁．港口工程．土工织物及其应用．1997
[2] 《工程地质手册》编写委员会.工程地质手册(第三版)[M」，北京:中国建筑工业出版社，1992
[3] 《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册(第二版) [M] .北京:中国建筑工业出版社，2000
论文作者:丁亚北
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/20
标签：土工论文; 织物论文; 格栅论文; 结构论文; 材料论文; 聚合物论文; 地基论文; 《防护工程》2018年第31期论文;