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1、復合土工膜隔斷層施工工藝復合土工膜隔斷層施工技術是在現代土工合成材料與路基施工工藝相結合的基礎上發展起來的，是利用復合土工膜的眾多優越性能通過隔離不同的路基介質達到反濾、防滲、排水、加筋、保溫等目的。1 工藝特點（1)復合土工膜質量輕,方便運輸,造價較低。（2）復合土工膜采用人工鋪設，操作簡單，施工難度小，施工功效較高。(3）由于土工膜為高分子合成材料，其不易發生化學反應,對環境污染較小，在路基反濾、防滲、排水等施工中可廣泛推廣使用。2 適用范圍復合土工膜（布)分透水和不透水兩種，根據工程對濾水或隔水的需求，選擇使用在下列工程中：（1)擋墻及岸墻后的排水層及其背面排水系統中的濾層。（2）軟基隔2、離，應用于加速軟基固結的排水帶或排水板中,作為其中重要組成部分。（3）凍脹區用于截斷毛細水上升，防止凍害。(4）干旱區防止毛細水上升造成鹽堿化.（5）膨脹土地區路基用于防水、保溫、防風化.3 工藝原理及設計要求3.1 工藝原理復合土工膜是用土工織物與土工膜復合而成的不透水材料，它主要用于排水和加筋，復合土工膜分為一布一膜和兩布一膜，幅寬46m，重量為2001500gm，抗拉、抗撕裂、頂破等物理學性能指標高,能滿足水利、市政、建筑、交通、地鐵、隧道等土木工程需要.由于其所選用高分子材料且生產工藝中添加了防老化劑，可在非常規溫度環境中使用。復合土工膜在路基隔斷層防排水及特殊路基地質中發揮著重要作用3、。隔離是指在兩種物理力學性質不同的材料之間鋪設土工合成材料,使它們不互相混雜。例如將碎石和細粒土隔離,軟土和填土之間隔離等等。隔離可以為工程帶來許多預期的良好效應。3。2 原理作用（1）通過隔離層，引起應力擴散作用，使地基土的沉降量得到一定程度的均化。（2）隔離并提供排水面，加速地基土固結，使承載力提高。（3）隔離層起整體性作用，可使要求的地基粗粒料支持層的厚度減少，節約建筑材料。(4）地基中有部分軟弱區域，或有小范圍洞穴,鋪隔離層有架橋作用，以掩蓋和減弱洞穴區或軟弱區的影響。（5）在地下水位較高的地基中,隔離層可以切斷毛細水上升，防止鹽堿化，或減弱凍脹。(6）道路基床中，隔離是防治翻漿冒泥的4、有效措施。（7）隔離層還起一定的保溫作用。3.3 工藝設計要求為了重點闡明隔離層的受力狀態，可以圖1作示意性解釋。圖1(a）為在粗粒土上覆蓋細粒土,并有荷載作用；圖1（b）為在細粒土上填筑粗粒土;圖1(c)則既有粗、細粒土的相鄰，又有滲流運動；圖1（d)則是在兩種不同界面處有孔穴存在.在這幾種情況中，明顯看出,在標有號碼“1”處,隔離材料在粗粒土的孔隙部位或兩種材料界面的孔穴部位將受到來自受壓軟土的擠頂作用,為此，要求隔離材料必須有足夠的抗頂破能力；在標有號碼“2處,隔離材料則將受到由粗土粒棱角施加的穿刺力,故隔離材料還應有抵抗刺破的能力.圖1 土工合成材料的隔離作用 （a）碎石地基; （b）5、軟基（無滲水); （c）軟基（有滲水）； （d）裂縫地基1頂破；2-刺破設計及驗算的內容應根據隔離層預計的工作條件來確定,具體參數及允許承載力計算如下：3。3。1 非持力層情況若隔離層不要求承受施工應力以外的較大荷載，不需要按受力部位來考慮，則按“反濾和“排水”的要求來選擇隔離材料即可。排水能力校核如下:某種土工織物用作排水時是否合適，需要先計算兩種導水率：一個是由需要排除的水量q（亦即來水量）計算得要求的導水率r,另一個是根據所提供織物的指標算出的織物可提供的導水率a，按以上所述,它們可以按式（1）計算：r=q/i （1） a=Kh式中 Kh-水平滲透系數；土工織物厚度；q單位寬度的來水量；6、i-水流通過織物時的水力梯度。顯然,合格的土工合成材料應該滿足下式:aFsr（2） 式中 Fs-安全系數，一般應不小于3。3。3.2 持力層情況若受上覆荷載作用,如圖2所示情況,則除滿足反濾和排水外，還要考慮隔離材料抵抗頂破和刺破的能力。圖2 土工織物頂破與刺破分析(1）頂破強度分析，頂破強度PM計算如下。PM=Fs（d50-dc)/dMqu（3)dM為Mullen脹破儀的直徑；qu為地基土的極限承載力，可借土力學一般方法計算;d50為假設大顆粒的平均粒徑為；dc為顆粒與土工織物的平均接觸面直徑。故用作隔離的土工織物的Mullen試驗的頂破強度應不小于按式(3)算得的數值.建議dc取值如下：碾7、壓夯實帶棱角顆粒dc(1/4)d50圓鈍顆粒 dc(1/2）d50(2）刺破強度分析。仍按圖2，CD段的頂刺情況與CBR試驗的相似。同樣，按兩種情況接觸面周邊徑向拉力相等,且考慮一定的安全系數Fs（至少為3），可得到CBR刺破強度FCBR的計算式如下:FCBR=FsFp（dCBR/Dc)（4)式中 dCBRCBR試驗圓柱頂桿直徑;Fp為接觸點處顆粒所受向下壓力和向上反力之差。故用作隔離的土工織物的刺破強度應不小于按式（4)算得的數值。4 工藝流程土工膜隔斷層施工工藝流程見圖3。圖3 土工膜隔斷層施工工藝流程圖基底處理鋪設墊層鋪土工膜回 填碾 壓驗 收結 束下一層5 操作要點5。1 施工前的準備8、工作（1）設計文件復核，明確施工具體部位，工程數量，相關技術指標。（2)復合土工膜廠家選定，選購第一批材料。（3）材料送檢（委外試驗）。(4)測量放線。5。2 施工工藝（1）基地處理,根據隔斷層設計意圖，采用不同的處理方式。挖除表層松散并平整基底。(2）鋪設下墊層,一般采用砂或砂類土,作用有兩點，一是構成反濾層，二是保證土工膜均勻受力。 （3）鋪設土工膜，采用木樁或石塊固定就位，其搭接長度縱向和橫向宜為100cm。對于有特別防滲要求的可采用焊接。(4）回填填筑材料，為防止土工膜被擠壓、褶皺，盡量采用人工攤鋪，對于排水隔離層，攤鋪最小厚度為50cm。（5）填料壓實，對于大面積排水隔離層宜采用重型9、機械壓實，對于其他下面積隔離層采用人工夯實。5。3 推薦的主要施工技術參數（1）隔離層土工膜最小抗拉強度不應小于50Pa。（2）對于排水隔離層，隔離層頂面需高出地下水位30cm以上.（3）鋪設土工膜，采用木樁或石塊固定就位，其搭接長度縱向和橫向宜為100cm。6 主要機具設備鋪設土工膜僅需要路基填筑的輔助施工機具，結合路基施工，一個作業面需要的機械設備見表1。表1 主要機具設備表序 號設備名稱規格型號數量作用1自卸汽車20t根據工程量決定設備數量2壓路機18T1填料壓實3推土機山推2201清表及填料攤鋪4裝載機ZL501轉運表層棄土5平地機PY1851填料平整7 勞動力組織一個作業面需人員：領10、工員1名，測量人員2名，輔助工68名,負責裝卸土工膜及土工膜的現場鋪設和就位，負責土工膜鋪設前基底的局部平整。其他駕駛員及施工機械操作手根據設備配備需求確定。8 質量要求及控制要點8.1 質量要求及質量控制要點（1）必須認真做好基底處理,確認清除干凈或換填完成之后再填筑路堤。(2）鋪設土工布進場的土工布必須放在棚內，以防陽光暴曬和雨水淋澆造成其老化.(3)隔斷層設置層位應高出地面和地表長期積水位30cm以上，以隔斷水分和鹽分進入路基上層或路面基層.當填土達到土工布隔斷層高程時，按設計要求掛線平整后鋪設土工布。土工布應沿線路方向鋪設，幅面鋪展平順以避免其受拉。(4）設置防滲層時，自線路中心向兩邊11、頂面橫坡不應小于4. (5)坡面鋪設采用自下而上進行，坡頂、坡腳應以錨固溝或其它可靠方法固定,防止其滑動。（6）土工布的連接采用縱橫向搭接或縫合,采用搭接時,搭接寬度以100cm為宜,誤差不得超過5 cm.（7）復合土工膜鋪設應力求平順，松緊適度，不得繃拉過緊；復合土工膜應與土面密貼，不留空隙。（8)土工布鋪好后要及時回填,回填第一層應以人力攤鋪,厚度不得小于0.5m,以防土工布損壞和變形。8.2 質量通病處理（1）基底處理不到位，局部，軟硬不均，起伏較大,造成土工膜鋪設后在填料壓實工程中被撕裂,因此要做好基底處理工作，在鋪設前認真檢查基底，采用人工局部處理.（2）土工膜鋪設過程中繃拉過緊或存12、在褶皺,因此在鋪設過程中要嚴格控制土工膜的鋪設,適當增加人員，確保鋪設平順。9 施工安全及環保注意事項對于復合土工膜施工，基本無安全和環保問題，與之相應的路基挖填施工的安全及環保，按一般路基機械施工的相關要求執行.10 工程實例10。1 設計概況（1)河南平臨高速公路5合同段K32+500K32+550、K32+700K33+354為挖方段,設計路床為換填60cm厚砂礫石.施工單位開挖至換填底面標高后,發現有大量地下水出露。（2)路床換填面以下大部分為透水性強的砂粘土，局部為弱膨脹土。（3)由于路塹挖方高度為08m，區段內地下水為承壓水,路塹兩側大氣降雨會使地下水位進一步升高,進而滲透到路床甚13、至路面,這必會給今后路基工程質量帶來隱患.設計要求路床超挖60cm后鋪設復合土工膜并回填砂礫石，設置隔斷層。10.2施工機械選型見表。表2 施工機械選型表序 號設備名稱規格型號數量作用1自卸汽車解放雙橋20t2裝卸運輸2壓路機洛陽路通18T1填料壓實3推土機山推1清表及填料攤鋪4裝載機ZL501轉運表層棄土5平地機PY1851填料平整10。3 施工參數（1)土工膜搭接寬度不小于1m。（2）填料回填厚度為0.6m.10。4 施工效果通過設置隔斷層，自通車運營一年半以來,到現場查看，路面無開裂和沉降，雙側路肩無涌水，原路床的滲水及微膨脹得到了較好地治理。10。5 施工照片 見圖4、圖。圖4 土工膜鋪設圖5 攤鋪填料及壓實