土工格室是由强化的
HDPE片材料,经高强力焊接而形成的一种三维网状格室
结构。一般经超声波针式焊接而成。因工程需要,有的在膜片上进行打孔。
特性
1、具有伸缩自如,运输可缩叠,施工时可张拉成网状,填入泥土、碎石、混凝土等松散物料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。
2、材质轻、耐磨损、
化学性能稳定、耐光氧老化、耐酸碱,适用于不同土壤与沙漠等
土质条件。
3、较高的侧向限制和防滑,防变形、有效的增强路基的
承载能力和分散荷载作用。
4、改变土工格室高度、焊距等几何尺寸可满足不同的工程需要。
5、伸缩自如,运输体积小;联接方便、施工速度快。
基本原理
土工格室之所以具有功效而受到工程界的关注,还应从其基本原理说起。国外文献中在描述其原理时称其为“一种
蜂窝状三维限制系统,可以在很大范围内显著提高普通
填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能。”它的关键原理就是三维限制。大家都知道,当汽车行驶在沙漠上时,就会压出两道深深的辙印,被压部分深深下陷,
车辙两侧会高高隆起。后面的车辆如果继续沿着车辙前进,沉陷部分会进一步下沉、隆起部分会进一步隆起,直到隆起部分蹭到了车底盘、沉陷的车辙埋没了大半个轮子,进而无法前进。之所以如此,就是因为当外荷作用于地基表面时,依据普朗特尔理论和泰勒理论可知:在
集中荷载的作用下,主动区1受压下沉,并将力向两侧分解传递给过渡区2,过度区2又传给被动区3,被动区就会毫无限制地发生形变而隆起。
产品特点:
1、伸缩自如,运输可缩叠,施工时可张拉成网状,填入泥土、碎石、混凝土等松散物料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。
2、材质轻、耐磨损,化学性能稳定、耐光氧老化、耐酸碱,适用于不同土壤与沙漠等土质条件。
3、较高的侧向限制和防滑,防变形、有效的增强路基的承载能力和分散荷载作用。
4、改变土工格室高度、焊距等几何尺寸可满足不同的工程需要。
5、伸缩自如,运输体积小,联接方便、施工速度快。 也就是说,载荷一旦作用于路基,在载荷的下方就会形成起契状的主动区域,它又通过过渡区域进行挤压,从而使被动区域发生隆起。也就是说,通过沿
滑移线的
剪切力和移动主动、过渡、被动三个区域的力决定了地基的承载能力。不仅在沙基地上可以十分明显的体会到以上原理的真实过程,在软基公路上也会找到这种的样板,只不过其形成的速率较之在砂上的变化慢些罢了。即使较好的路基材料也仍然无法避免其横向移动。一般的高速公路路基都高出地面好几米,吸水翻浆不太容易,但长期沉降依然存在。究其原因,
雨水渗透、材料流失、基地下沉是其中部分原因,路基路面在车轮荷载长期碾压、振动力的作用下,材料向
路基断面两侧横向位移不可否认是另外一个十分重要的原因。以我省各地各级公路为例,都有在该路的主
行车道上可以明显感觉到路面已经被压出了一条“S”型沟状带。部分高速公路也不例外,汽车行驶在行车道上的颠簸明显强烈于行驶在超车带上的感觉,在道桥连接段尤为明显(俗称“
桥头跳车”)。这种沟状路基沉降就是路基材料横向滑移的典型。
工程中常规处理路基的方法无需赘述,其目的就是提高地基材料的抗
剪力和摩擦力,减少或延缓地基材料在荷载的压力或震动作用下发生移动的能力,因而工程中对材料的要求必然有许多苛刻的限制,如果不能就近获取所需材料,就需要外购这些材料,购买材料的费用和
运输费用占去整个
工程成本的很大部分。而使用土工格室就可以就地或就近取材,甚至可以使用在常规情况下不能使用的材料,从而大幅度减少材料购置费用和运输费用。为什么会这样呢?土工格室承载情况示意:在
集中载荷作用下,受力的主动区1依然会把所受的
力传递给过渡区2,但由于格室壁的侧向限制和相邻格室的
反作用力,以及填料与格室壁的摩擦力所形成横向阻力,抑制了过渡区2和被动区3的横向移动倾向,从而使路基的承载能力得以提高。经过试验,在格室的
限制作用下,中密砂的表观
粘聚力可以增加三十几倍。很显然,如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三个区域移动就可以取得提高
地基承载力的效果,这就是土工格室的限制原理。土工格室作为一种新型的
合成材料,在八十年代末九十年代初,
欧美等国家就开始了大量的研发工作,并经试验和现场应用证明在提高一般填土承受动荷以及
路基防护方面均有很大的功效。我国在九十年代初在吸收国外经验的基础上,开始了土工格室的开发研究工作,并在道路
基床病害整治,固定松散介质的应用方面取得了重大突破。随着人们对土工格室特性的进一步了解,已经发现其具有其它
土工材料(
土工布、
土工膜、
土工格栅、
土工模袋、
土工网等)不可替代的优势,使其在诸多领域有着独特的应用前景。
工程应用
在地面自然坡度陡于1:5的斜坡上修筑
路堤时,
路堤基底应挖台阶,台阶宽度不得小于1M时,分期修建或改建公路加宽时,新旧路基
填方边坡的衔接处,应开挖台阶,
高等级公路台阶宽度一般为2M,在每层台阶
水平面上铺设土工格室,利用土工格室自身的立面侧限加筋效应,更好的解决
不均匀沉陷的难题。
风沙地区路基应以
低路堤为主,
填土高度一般不就小于0.3M.由于风沙地区路基修筑的低路基及重承载的专业要求,采用土工格室可以对松散填料起到侧限作用,在有限的高度内保障路基具有高的刚度和强度,以承受大型车辆的荷载应力。
采用土工格室可以更好的实现
台背加筋的目的,土工格室与填料间可以产生足够的
摩擦力,有效减少路基与
构造物间的不均匀的沉降,最终才能有效缓解“
桥台跳车”病害对桥面的的早期冲击破坏。
在
多年冻土地区修筑
填方路基,应达到
最小填土高度,以防止发生翻浆或引起冻层上限下降,致使路堤发生过量沉降。土工格室特有的立面加筋效应和有效的落实的整体侧限性,可以在最大程度上确保在某些特殊地段的最小填土高度,并使填土具有高品质的强度和刚度。
对于
高速公路和
一级公路通过
湿陷性黄土和
压缩性较好的黄土地段时,或
高路堤的
地基允许承载力低于车辆协力荷载和路堤自重的压力时,还应按
承载力要求对路基进行处理,这时土工格室的优越性就彰现无疑了。
采用盐渍土,膨胀土修筑的高速公路,一级公路,
路肩及边坡均采用加固措施,格室的立面加固效果是所有加固材料中最优异的一种,而它具有优良的
耐腐蚀性,完全可以满足在盐渍土,膨胀土修筑高等公路的要求。
组成部分
土工格室是由高强度的
HDPE或
PP共聚料宽带,经过强力焊接或铆接而形成的一片网状格室结构。它伸缩自如,运输时可缩叠起来,使用时张开并又充填土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。它可用来做为
垫层,处理
软弱地基增大地基的承载能力,也可铺设在坡面上构成
坡面防护结构,还可以用来建造
支挡结构等。
主要用途
2、用于承受载重力的堤防及浅水河道治理。
3、用于防止滑坡及受载重力的混合式挡墙。
4、在遇到软地基时,采用土工格室可大大减轻施工
劳动强度,减少路基厚度施工速度快、性能好,大大的降低
工程造价。
性能参数