工程设施的开展,无可避免的形成了大量岩土边坡,这些边坡地带,植被稀疏,传统加固措施,大多采用砌石及喷混泥土,浪费财力还***生态环境。由竖向增强体(桩体)和水平向增强体(土工加筋体)联合而成的双向增强复合地基,因其博采竖向桩体复合地基和水平向加筋体复合地基之长,可大幅度提高地基承载力,减少地基沉降量,达到技术经济效益,从而被广泛应用于公路、铁路等软基处治工程。直到生态护坡技术的出现,充分绿化岩土边坡,防止水土流失,保护工程也美化环境!常见的生态护坡有土工格室植草护坡、土工网垫植草护坡、框格内填土植草护坡等,今天我们来比较一下它们的优缺点,扬长避短才能更好的实现经济与生态的可持续发展。
土工格室护坡填土完毕图土工格室植草护坡:是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土,然后在格室上挂三维植被网,进行喷播施工的一种护坡技术。利用土工格室为草坪生长提供稳定、良好的生存环境。特点:采用土工格室植草,可使不毛之地的边坡充分绿化,带孔的格式还能增加坡面的排水性能。适合于坡度较缓的泥岩、灰岩、砂岩等岩质路堑边坡。缺点:要求边坡坡度较缓。 土工网垫植草护坡:土工网垫是一种新型土木工程材料,用于植草固土用的一种三维结构的似丝瓜网络样的网垫,质地疏松、柔韧,留有90%的空间可充填土壤、沙砾和细石,植物根系可以穿过其间,舒适、整齐、均衡的生长,长成后的草皮使网垫、草皮、泥土表面牢固地结合在一起,由于植物根系可深入地表以下30—40cm,形成了一层坚固的绿色复合保护层。比一般草皮护坡具有更高的抗冲能力,适用于任何复杂地形,多用于堤坝护坡及排水沟、公路边坡的防护。特点:土工网垫草皮护坡具有成本低、施工方便、***植被、美化环境等优点。缺点:现在的土工网垫大多数以热塑树脂为原料,塑料老化后,在土壤里容易形成二次污染。 框格内填土植草护坡:框格内填土植被护坡是指先在边坡上用预制框格或混凝土砌筑框格,再在框格内置土种植绿色植物。为固定客土,可与土工格室植草护坡、三维植被网护坡、浆砌片石骨架植草护坡、蜂巢式网格植草护坡结合使用。土工格室有效的落实的整体侧限性和特有的立面加筋效应,可以使某些小的填土地段更好稳定住路基,并使填土具有较高的强度和刚度。该方法造价高,一般仅在那些浅层稳定性差且难以绿化的高陡岩坡和贫瘠土坡中采用。
土工格室在塔里木沙漠公路中的应用
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。一方面是由于初期坡面浮土的存在,另一方面是因为在冲刷初期坡面相对较平整,阻力较小,用来挟带泥沙颗粒的能量较大。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,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%;在良好的地基条件和合格的路基本体的前提下,使用合理的基床结构型式、优质的基床填料和严格控制的压实标准是控制高速铁路路基基床变形的主要手段。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,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***。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,愈往沙漠延伸,其优势愈明显。对于“单一型复合地基”,目前已有大量的研究工作,形成了一套相对成熟的计算理论。
抗滑桩联合土工格室的岸坡加固机理及计算模型
抗滑桩联合土工格室的岸坡加固机理及计算模型
土工格室是为改善土体或填筑材料在结构和功能方面的特性而设计的一种三维立体网状侧向约束加筋体系。在边坡岸坡的加固中,土工格室一直被作为坡面的防护材料来使用,限制了其应用与发展。根据土工格室的这一特点,在岸坡加固中,探讨了抗滑桩联合土工格室的岸坡加固新模式,分析其作用机理,包括土工格室的紧箍作用及其梁板效应、水平摩擦及抗拉拔作用、抗剪作用等;根据土工格室复合结构层的特点,将其看作具有一定刚度的梁板,建立了抗滑桩联合土工格室加固岸坡的计算模型,并进行了求解和参数讨论。后,将模型应用于实际工程中,验证了该加固模式和力学模型的适用性。因此,必须整平坡面至设计要求,并采用人工修坡,清除坡面浮石,危石等。
土工格室是20世纪70年代末80年代初,美国工程师团(U.S.Army Corps of Engineers)在对各种网格多孔状加固形式研究基础上,为改善土体或填筑材料在结构和功能方面的特性,而开发出的三维立体网状侧向约束加筋体系—土工格室侧向约束体系GCS(Geocell Confinement System)。从开始利用铝箔和浸透树脂的纸作为格室材料,发展成为由高分子聚合物宽条带经强力焊接而成。其特点是伸缩自如,施工方便,使用时只需张开格室填充土石材料并压实即可形成具有一定厚度的加筋垫层。通过改变格室的深度,格室板块组合等,可获得刚性或半刚性的板块,它广泛应用于软基处理、边坡防护、挡土墙的修建、桥头跳车的处理、沙漠路基处理、滩头处理及机场建设等。与此同时,对土工格室的理论研究也逐步开展,并取得了一些成果,比较典型的有:Bathurst等根据Henkel和Gilbertd的橡皮膜理论进行了土工格室和土相互作用的研究,得出了土体视黏聚力增加的结论;Rqjagopalk作了进一步的实验分析,证实了该结论的正确性。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。
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,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。随着高速公路建设的迅猛发展,穿越软弱地基的工程逐步增多,地基处理已成为影响高速公路建设工程质量的关键因素之一。
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