土工合成材料,又称“土工布”、“土工织物”,它是以合成纤维、塑料、合成橡胶等 为原料制成的不同种类产品,使用过程中具有分离、加固、排水、过滤、防护、防渗六大基 本功能。国外在三十年代就开始了使用,迄今其产品从单一纺织品发展到其它合成材料及其 复合材料。现在土工合成材料已被称作与钢材、水泥、木材齐名的'第四种工程材料',并 广泛的应用于岩土、水利及土木工程等领域中。
非织造土工布的出现比织造土工布晚,其生产方法主要有纺粘法和针刺法两种,其中针 刺法在我国所占比例较大。采用的原料以涤纶为主,其次是丙纶和维纶,单位重量为100~800克/平方米。非织造土工布具有较大的延伸率,能适应较大的变形,可以根据需要制成适当大小的孔隙,并在水平与垂直方向均具有较好渗透力。因此,非织造土工布的发展速度很快,并已成为土工布的主要组成部分。现已广泛应用于解决路基沉陷及翻浆冒泥问题,用于土石坝的排水系统、地下排水管道、软弱地基加固,各种堤岸的护坡垫肩等工程的滤层。此外,还可用于土加筋材料,使软基加固或修筑轻型挡土墙,同时,还能降低路堤下的孔隙水压 。
土工布的加工和储存:由于土工布出厂时其幅宽一般为2~3m,本工程要求加工成6米宽的土工布。为减少现场工作量,加快施工速度,根据需铺设的面积,先将土工布缝接加工成铺设形状,土工布缝接时用工业缝纫机和强度≥150N的尼龙线缝合,接缝处采用包缝或丁缝。土工布缝接加工好后,卷成卷,并予以覆盖,防止受太阳紫外线照射而老化,强度降低,影响土工布的铺设质量。
地面平整:为了便于土工布的铺设,铺土工布前,对倒滤层碎石表面先进行平整,其局部平整度不大于100mm。对于有过大的凸凹不平的地方,用人工整平后再铺土工布,使土工布能与碎石面紧贴,可使得土工布处于较好的状态,以免影响土工布的铺设质量;进行自检测量,符合要求后上报监理工程师,通过现场监理工程师确认后,再进行铺设。
土工布水下铺设方法,具体施工过程:根据潮流情况并定好位后,为防止水流将土工布漂起,工人先在布的一端缀满碎石袋,并在卷轴两端的吊环上系好拉绳,再将碎石袋和卷轴垂直从海水的流向的上方开始缀入水底,并配两组潜水员(2人一组)配合铺设,一组在前边推土工布卷筒沿垂直于堤轴线方向移动(船上工人也配合通过拉绳展开土工布),另一组在端头进行固定工作,铺设船随土工布的展开向后退,当铺设船移至与潜水员有一个安全距离后,潜水员应及时跟船上施工员进行联系,人工向下抛掷碎石袋,将土工布压牢。土工布铺设应尽量平整,避免扭曲和褶皱,铺好的土工布应随铺随用碎石袋将两端固定,中间每隔2米随铺随压40kg左右重的袋装碎石,将铺好的土工布压稳固定,防止风浪使其翻卷,一段完毕后,船再向后移三米,如此往复直到布幅全部展开后,用细绳将卷轴提出水面。潜水员在水下将土工布四周压牢,继续移船,进行下一块土工布的铺设。
第二块土工布的铺设方法同以前相同,但在土工布下水后,潜水员要根据di一块的位置确定两块土工布的搭接长度。土工布铺设时经向垂直于轴线方向铺设,经向不允许搭接,纬向搭接宽度不小于1.5m。每块土工布的铺设位置必须根据前一块已铺的实际边线位置修正后确定,确保相邻土工布间的实际搭接宽度在整块布范围内任一位置均不小于1.5m。铺设后应检查有无破损,如有破损,在破损处另覆一块布,并满足搭接长度要求。由于整个工序较为复杂,需要各个人员之间密切配合,现场施工人员应密切注意安全问题。现场土工布铺设完毕后应及时抛填碎石压牢土工布,防止大的风浪将其破坏。