第13讲 土工合成材料及其在工程中的应用

第一节 概述

土工合成材料是指：岩土工程和土木工程中应用的土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料的总称。土工合成材料的作用是：将其置于岩土或其他工程内部、表面或各结构层之间，起到加强、保护岩土或其他结构的作用。

一、土工合成材料的种类 1.土工网

合成材料条带或合成树脂压制成的平面结构网状土工合成材料。 2.土工格栅

聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔网格、较高强度的平面网状材料。 3.土工膜袋

双层聚化纤织物制成的连续袋状材料。可以代替模板用高压泵把混凝土或砂浆灌入模袋之中，最后形成板状或其他形状结构

4.土工织物

透水性的平面土工合成材料，按照制造方法分为无纺（非织造）土工织物

和有纺土工织物。无纺土工织物是由细丝或纤维按定向或非定向排列并结合在一起的织物；有纺土工织物是两组平行细丝或纱按一定方式交织成的织物。

5.土工复合排水材料

是指以无纺土工织物和土工网、土工膜或不同形状的合成材料芯材复合而成的土工排水材料。

6玻纤网

指以玻璃纤维制成的平面网状材料。 7.土工垫

以热塑性树脂为原料，经挤出、拉伸等工序形成的相互缠绕、并在节点上相互熔合、底部为高模量基础层的三维网垫。

二、土工合成材料的具体作用 1.排水 2.反滤 3.分隔 4.加固 5.防护 6.其他作用

第二节 土工合成材料在公路工程中的应用要求与施工技术

一、路堤加筋施工技术要点

（一）材料选择

用于路堤加筋的土工合成材料可采用土工格栅、土工织物、土工网。当土工合成材料单纯用于加筋的目的时，宜采用强度高、变形小、糙度大的土工工格栅。所选用的土工合成材料，应具有足够的抗拉强度；对土工织物，还应该

具有较高的刺破强度、顶破强度和握持强度等。

（二）结构形式

1.土工合成材料不宜直接设置于原地基表面上，宜在原地表设置30cm～50cm砂垫层或其他透水性较好的均质土料后，再铺设土工合成材料。

2.多层土工合成材料加筋的路堤，各层土工合成材料之间的间距，不宜小于一层填土最小压实后度，且不大于60cm。

3.加筋材料的最小铺设长度不宜小于2m。 （三）施工要点

1.土工合成材料加筋路堤的施工，应以能充分发挥合成材料的加筋效果为原则

2.土工合成材料在铺设时，应将强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向。 3.土工合成材料之间的联接应牢固，在受力方向联接处的强度不得低于材料设计抗拉强度，且其叠合长度不应小于15cm。

4.土工合成材料的铺设不允许有褶皱，应用人工拉紧，必要时可采用插钉等措施固定土工合成材料于填土层表面。

5.铺设土工合成材料的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物；在距土工合成材料8cm以内的路堤填料，其最大粒径不得大于6cm。

6.土工合成材料在摊铺后应及时填筑填料，以避免其受到阳光过长时间的直接暴晒。一般情况下，间隔时间不超过48小时。

7.填料应分层摊铺、分层碾压，所选填料及其压实度应达到规范要求。 8.土工合成材料上的第一层填土摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机。一切车辆、施工机械只容许沿路堤的轴线方向行驶。

9.对于软土地基，应采用后卸式卡车沿加筋材料两侧边缘倾斜填料，以形成运土的交通便道，并将土工合成材料张紧。填料不允许直接卸在土工材料上

面，必须卸在已摊铺完毕的土面上，卸土高度以不大于1m为宜，以免造成局部承载能力不足。卸完土后应立即摊铺，以免出现局部下陷。

填成施工便道后，再由两侧向中心平行于路堤中线对称填筑，宜保持填土施工面成U型。

第一层填料宜采用推土机或其他轻型压实机具进行压实；只有当已填筑压实的垫层厚度大于60cm后，才能采用重型压实机械压实。

10.对于非软土地基，填料的摊铺与填筑可从路堤的中线位置开始，对称地向两侧填土。

11.加筋路堤的边坡防护应和路堤的填筑同步进行。 二、台背路基填土加筋施工技术要点 1.台背填筑的施工应按如下程序进行

清基→地基压实→将土工合成材料锚固、摊铺、张紧并定位→分层摊铺、压实填料至下一层土工合成材料的铺设标高→进行下一层土工合成材料锚固、摊铺、张紧与定位。

2.在进行台背填筑施工之前，首先应清除构造物基础底面以上的未压实土，整平后用压路机沿横向压实。

3.土工合成材料的摊铺应沿线路的纵向进行，将已锚固在台背上的成卷的加固材料自台背向外展开至设计长度，并设法张紧，使之产生一定的相对伸长后采取有效措施定位，使其与下部已压实土连为一体。

4.相邻两幅土工合成材料应相互搭接，搭接宽度以不小于20cm为宜；搭接部位应用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字型穿绑，或采用其他有效方法联接。联接强度不低于土工合成材料自身强度的60%，不同层面的联接位置应相互错开，以增强整体效应。

5.台背填料应在最佳含水量的条件下用压路机分层压实，每层压实厚度不

宜大于30cm；；在大型压路机压不到的部位，则采用小型压实机具分层压实，压实厚度不大于15cm。

6.施工时应设法避免运料车及其他施工机械在已摊铺并张紧定位的土工合成材料上直接碾压，以免车轮对土工合成材料产生推移或造成损伤。

7.在进行台背填筑以前，台背区以外的路基尚未填筑，台背填筑的施工长度一般应大于50m，如台背区以外的路基已经填筑压实，则应将已填筑压实路基端部开挖成台阶，以保证新老压实区沉降变形的均匀性。

8.土工合成材料应贮存在不被日光直接照射和被雨水淋泡处，根据工程进度和日用量按日取用。

三、过滤与排水施工技术要点 （一）材料选择

1.土工合成材料可单独或与其他材料配合，作为过滤体和排水体用于暗沟、渗沟、坡面防护等公路工程结构中。

2.用于过滤的土工合成材料宜采用无纺土工织物，用于排水的土工合成材料可采用无纺土工织物、塑料排水板等。

土工织物的单位面积质量宜为300g/m2 ～500g/m2。 （二）施工要点

1.土工织物的联结可根据实际工程情况，采用缝合法或搭接法。缝合宽度不小于0.1m，结合处抗拉强度应达到土工织物抗拉强度的60%以上；搭接宽度不应小于0.3m。

2.土工合成材料应存储在不被日光直接照射和不被雨水淋湿的地点，根据工程进度情况，确定当时用量。

3.铺设土工合成材料前，应平整场地，清理场地杂物，以免刺破、损伤土工合成材料。

4.土工合成材料上方填料时，严禁将石料直接抛落于土工合成材料上。 5.严禁施工机械直接土工合成材料上作业。

6.为避免土工合成材料被刺破，在施工中可在其上下或左右铺设砂垫层或其他细粒料；施工中如发现土工合成材料被破坏应及时修补，修补面积应不小于破坏面积的4、5倍。

7.在坡面上铺设土工合成材料时，宜自下而上铺设并就地联结；土工合成材料应紧贴被保护层，但不宜拉得过紧。

8.土工合成材料铺设后，应在48小时内及时覆盖或回填。