摘要：土工合成材料在公路中的 應用 日趨廣泛，在處理軟弱地基、排水、路基護坡、加筋擋土牆，特別是在治理橋頭跳車方面都有很成功的應用。其最大特點是可以完成岩土工程中常規 方法 難以處理的多種疑難 問題 ，如橋頭跳車、軟基沉陷、翻漿、塌方等。實踐證明土工格室與其它土工合成材料相比是一種新型的、具有更多的優越性、實用性強、價格適宜、應用效果很好的公路建設新材料。
關鍵詞：土工格室 高速公路 軟基處理 橋頭跳車 應用
土工格室作為一種新型的合成材料，在八十年代末九十年代初，歐美等國家就開始了大量的研發工作，並經試驗和現場應用證明在提高一般填土承受動荷以及路基防護方面均有很大的功效。我國在九十年代初在吸收國外先進經驗的基礎上，開始了土工格室的開發 研究 工作，並在道路基床病害整治，固定鬆散介質的應用方面取得了重大突破。隨著人們對土工格室特性的進一步了解，已經發現其具有其它土工材料（土工布、土工膜、土工格柵、土工模袋、土工網等）不可替代的優勢，使其在諸多領域有著獨特的應用前景。
1 土工格室的特點
土工格室是一種採用高強度聚乙烯片材，經超聲波焊接等方法連接,展開後呈蜂窩狀的三維立體網格結構材料,屬於特種土工合成材料。在岩石工程中與土、砂、石等填料共同構成不同視粘聚力、不同加筋強度、不同深度的墊層。這些墊層可以根據工程的要求放置於需要的位置，用以加固公路的路基、邊坡防護、修建擋土牆等。其最大的特點是可以完成岩石工程中常規方法難以處理的多種疑難問題，如橋頭跳車、軟基沉陷、翻漿、塌方等。具有材質輕，耐磨損，耐老化，耐化學腐蝕，適用溫度範圍寬，拉伸強度高，剛性、韌性好，抗衝擊力強，尺寸相對穩定，運輸方便等特點。在施工中連接簡單易行，施工方法簡單，從而簡化了施工工序，提高了施工速度；並可以反覆多次使用。
2 土工格室的基本原理
土工格室之所以具有卓越功效而受到工程界的關注,還應從其基本原理說起。國外 文獻 中在描述其原理時稱其為「一種蜂窩狀三維限制系統，可以在很大範圍內顯著提高普通填充材料在承載和蟲蝕控制應用中的性能。」它的關鍵原理就是三維限制。大家都知道，當汽車行駛在沙漠上時，就會壓出兩道深深的轍印，被壓部分深深下陷，車轍兩側會高高隆起。後面的車輛如果繼續沿著車轍前進，沉陷部分會進一步下沉、隆起部分會進一步隆起，直到隆起部分蹭到了車底盤、沉陷的車轍埋沒了大半個輪子，進而無法前進。之所以如此，就是因為當外荷作用於地基表面時，依據普朗特爾 理論 和泰勒理論可知：在集中荷載的作用下，主動區1受壓下沉，並將力向兩側分解傳遞給過渡區2，過度區2又傳給被動區3，被動區就會毫無限制地發生形變而隆起。也就是說，載荷一旦作用於路基，在載荷的下方就會形成起契狀的主動區域，它又通過過渡區域進行擠壓，從而使被動區域發生隆起。也就是說，通過沿滑移線的剪切力和移動主動、過渡、被動三個區域的力決定了地基的承載能力。不僅在沙基地上可以十分明顯的體會到以上原理的真實過程，在軟基公路上也會找到這種的樣板，只不過其形成的速率較之在砂上的變化慢些罷了。即使較好的路基材料也仍然無法避免其橫向移動。一般的高速公路路基都高出地面好幾米，吸水翻漿不太容易，但長期沉降依然存在。究其原因，雨水滲透、材料流失、基地下沉是其中部分原因，路基路面在車輪荷載長期碾壓、振動力的作用下，材料向路基斷面兩側橫向位移不可否認是另外一個十分重要的原因。以我省各地各級公路為例，都有在該路的主行車道上可以明顯感覺到路面已經被壓出了一條「S」型溝狀帶。部分高速公路也不例外，汽車行駛在行車道上的顛簸明顯強烈於行駛在超車帶上的感覺，在道橋連接段尤為明顯（俗稱「橋頭跳車」）。這種溝狀路基沉降就是路基材料橫向滑移的典型。
工程中常規處理路基的方法無需贅述，其目的就是提高地基材料的抗剪力和摩擦力，減少或延緩地基材料在荷載的壓力或震動作用下發生移動的能力，因而工程中對材料的要求必然有許多苛刻的限制，如果不能就近獲取所需材料，就需要外購這些材料，購買材料的費用和運輸費用占去整個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，甚至可以使用在常規情況下不能使用的材料，從而大幅度減少材料購置費用和運輸費用。為什麼會這樣呢？土工格室承載情況示意：在集中載荷作用下，受力的主動區1依然會把所受的力傳遞給過渡區2，但由於格室壁的側向限制和相鄰格室的反作用力，以及填料與格室壁的摩擦力所形成橫向阻力，抑制了過渡區2和被動區3的橫向移動傾向，從而使路基的承載能力得以提高。經過試驗，在格室的限制作用下，中密砂的表觀粘聚力可以增加三十幾倍。很顯然，如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三個區域移動就可以取得提高地基承載力的效果，這就是土工格室的限制原理。
大多情況下格室內充填砂礫或碎石等非粘性材料，因此，土工格室加固層又是一個水平排水通道，可加快飽和土固結過程中空隙水壓力消散速度，從而加速土體的固結。總之，土工格室具有墊層、加筋、排水、調節應力及變形，提高土體抗滲能力的綜合功效。
3 土工格室的施工方法
土工格室作為一種新型的土工合成材料。施工快捷、方便、省力，整平施工場地，清除雜物。鋪設施工墊層並壓實，然後鋪設土工格室,鋪設中要儘量拉緊，不得有褟皺。及時用填料填充格室內並壓實，同時觀測格室變形和檢查密實度。最後修正邊坡完工。
關鍵詞：土工格室 高速公路 軟基處理 橋頭跳車 應用
土工格室作為一種新型的合成材料，在八十年代末九十年代初，歐美等國家就開始了大量的研發工作，並經試驗和現場應用證明在提高一般填土承受動荷以及路基防護方面均有很大的功效。我國在九十年代初在吸收國外先進經驗的基礎上，開始了土工格室的開發 研究 工作，並在道路基床病害整治，固定鬆散介質的應用方面取得了重大突破。隨著人們對土工格室特性的進一步了解，已經發現其具有其它土工材料（土工布、土工膜、土工格柵、土工模袋、土工網等）不可替代的優勢，使其在諸多領域有著獨特的應用前景。
1 土工格室的特點
土工格室是一種採用高強度聚乙烯片材，經超聲波焊接等方法連接,展開後呈蜂窩狀的三維立體網格結構材料,屬於特種土工合成材料。在岩石工程中與土、砂、石等填料共同構成不同視粘聚力、不同加筋強度、不同深度的墊層。這些墊層可以根據工程的要求放置於需要的位置，用以加固公路的路基、邊坡防護、修建擋土牆等。其最大的特點是可以完成岩石工程中常規方法難以處理的多種疑難問題，如橋頭跳車、軟基沉陷、翻漿、塌方等。具有材質輕，耐磨損，耐老化，耐化學腐蝕，適用溫度範圍寬，拉伸強度高，剛性、韌性好，抗衝擊力強，尺寸相對穩定，運輸方便等特點。在施工中連接簡單易行，施工方法簡單，從而簡化了施工工序，提高了施工速度；並可以反覆多次使用。
2 土工格室的基本原理
土工格室之所以具有卓越功效而受到工程界的關注,還應從其基本原理說起。國外 文獻 中在描述其原理時稱其為「一種蜂窩狀三維限制系統，可以在很大範圍內顯著提高普通填充材料在承載和蟲蝕控制應用中的性能。」它的關鍵原理就是三維限制。大家都知道，當汽車行駛在沙漠上時，就會壓出兩道深深的轍印，被壓部分深深下陷，車轍兩側會高高隆起。後面的車輛如果繼續沿著車轍前進，沉陷部分會進一步下沉、隆起部分會進一步隆起，直到隆起部分蹭到了車底盤、沉陷的車轍埋沒了大半個輪子，進而無法前進。之所以如此，就是因為當外荷作用於地基表面時，依據普朗特爾 理論 和泰勒理論可知：在集中荷載的作用下，主動區1受壓下沉，並將力向兩側分解傳遞給過渡區2，過度區2又傳給被動區3，被動區就會毫無限制地發生形變而隆起。也就是說，載荷一旦作用於路基，在載荷的下方就會形成起契狀的主動區域，它又通過過渡區域進行擠壓，從而使被動區域發生隆起。也就是說，通過沿滑移線的剪切力和移動主動、過渡、被動三個區域的力決定了地基的承載能力。不僅在沙基地上可以十分明顯的體會到以上原理的真實過程，在軟基公路上也會找到這種的樣板，只不過其形成的速率較之在砂上的變化慢些罷了。即使較好的路基材料也仍然無法避免其橫向移動。一般的高速公路路基都高出地面好幾米，吸水翻漿不太容易，但長期沉降依然存在。究其原因，雨水滲透、材料流失、基地下沉是其中部分原因，路基路面在車輪荷載長期碾壓、振動力的作用下，材料向路基斷面兩側橫向位移不可否認是另外一個十分重要的原因。以我省各地各級公路為例，都有在該路的主行車道上可以明顯感覺到路面已經被壓出了一條「S」型溝狀帶。部分高速公路也不例外，汽車行駛在行車道上的顛簸明顯強烈於行駛在超車帶上的感覺，在道橋連接段尤為明顯（俗稱「橋頭跳車」）。這種溝狀路基沉降就是路基材料橫向滑移的典型。
工程中常規處理路基的方法無需贅述，其目的就是提高地基材料的抗剪力和摩擦力，減少或延緩地基材料在荷載的壓力或震動作用下發生移動的能力，因而工程中對材料的要求必然有許多苛刻的限制，如果不能就近獲取所需材料，就需要外購這些材料，購買材料的費用和運輸費用占去整個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，甚至可以使用在常規情況下不能使用的材料，從而大幅度減少材料購置費用和運輸費用。為什麼會這樣呢？土工格室承載情況示意：在集中載荷作用下，受力的主動區1依然會把所受的力傳遞給過渡區2，但由於格室壁的側向限制和相鄰格室的反作用力，以及填料與格室壁的摩擦力所形成橫向阻力，抑制了過渡區2和被動區3的橫向移動傾向，從而使路基的承載能力得以提高。經過試驗，在格室的限制作用下，中密砂的表觀粘聚力可以增加三十幾倍。很顯然，如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三個區域移動就可以取得提高地基承載力的效果，這就是土工格室的限制原理。
大多情況下格室內充填砂礫或碎石等非粘性材料，因此，土工格室加固層又是一個水平排水通道，可加快飽和土固結過程中空隙水壓力消散速度，從而加速土體的固結。總之，土工格室具有墊層、加筋、排水、調節應力及變形，提高土體抗滲能力的綜合功效。
3 土工格室的施工方法
土工格室作為一種新型的土工合成材料。施工快捷、方便、省力，整平施工場地，清除雜物。鋪設施工墊層並壓實，然後鋪設土工格室,鋪設中要儘量拉緊，不得有褟皺。及時用填料填充格室內並壓實，同時觀測格室變形和檢查密實度。最後修正邊坡完工。
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