土工格室是由高強度的HDPE或PP寬帶或土工帶,經(jīng)過強力焊接(或扣接)而形成的蜂窩狀立體網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。它伸縮自如,運輸時可縮疊起來,使用時張開并充填土石或混凝土,構(gòu)成具有強大側(cè)向限制和大剛度的結(jié)構(gòu)體。在巖土工程中與土、砂、石或混凝土等填料共同構(gòu)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(jù)工程的要求放置于需要的位置,用以加固公路、鐵路的路基與軟土地基、邊坡防護與綠化結(jié)構(gòu)、修建擋土墻等。其最大特點是可以完成巖土工程中常規(guī)方法難以處理的多種疑難問題,如橋頭跳車、軟基沉陷、翻漿、塌方和沙漠路基等。同時,這種材料施工也很方便。
塑料土工格室源于上世紀70年代,美國陸軍工程兵(USACE)率先對三維結(jié)構(gòu)土工格室進行性能研究與野外現(xiàn)場試驗。此后英國桑德蘭工學院、加拿大皇家軍事學院、美國佛羅里達大學、馬里蘭大學都對此進行了深入研究。美國、英國、日本、瑞士、巴西等國家的鐵路部門相繼完成了進一步的現(xiàn)場試驗。英國在其東海岸沿線鐵路率先應(yīng)用土工格室對許多軟弱路基區(qū)段進行加固處理。
1993年,該項技術(shù)傳入中國,率先被華北石油管理局橡膠制品防腐技術(shù)研究所等單位開發(fā)、應(yīng)用于沙漠地區(qū)石油勘探中的臨探路、機場路建設(shè),后又直接用于永久性沙漠石油公路的路基處理,以后又將其用于部分油區(qū)的灘涂、沼澤、潮間帶筑路,都取得了令人驚喜的工程效果和經(jīng)濟效益。可以說,石油工業(yè)為土工格室最先提供了國內(nèi)應(yīng)用的寬廣試驗和應(yīng)用領(lǐng)域。近幾年,隨著巖土工程界對這種特殊的土工合成材料的深入認識和理解,已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于多種工程條件下鐵路部門用其治理軟土路基、挖填連接段、綠色通道建設(shè)、青藏鐵路邊坡防護。公路部門用其處理軟基沉降、松散填料路基加固、高速公路路基挖填連接段、護坡,以及機場建設(shè)、輸水灌渠堤岸穩(wěn)固、西氣東輸管道建設(shè)中的擋土墻等都不同程度的使用了土工格室。雖然這方面的理論研究稍稍落后于工程實踐,但是國內(nèi)巖土工程專業(yè)院校和科研部門已經(jīng)開始了對土工格室的特殊原理和性能方面的量化研究,并對施工過程中的各種應(yīng)用條件進行了深入研究。
努力積極地推廣新型的、經(jīng)濟的、具有生命力的工程材料是我國工程界的一貫做法,而我國目前還沒有一部正式的國家標準或行業(yè)標準。因此,制定土工格室的產(chǎn)品標準,規(guī)范化土工格室的產(chǎn)品生產(chǎn),規(guī)范土工格室的市場,有利于土工格室的盡早推廣,有利于充分發(fā)揮土工格室的使用效果。
本標準的研制是在土工格室大量推廣應(yīng)用的實踐中,又在施工安裝工藝研究基礎(chǔ)上,總結(jié)提出土工格室的性能要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等技術(shù)要求,盡量與實際使用狀態(tài)相符合,便于土工格室按統(tǒng)一標準來檢驗產(chǎn)品性能、生產(chǎn)質(zhì)量,使得土工格室的推廣應(yīng)用有了全面而可靠的保障。
1、編制過程
2002年8月經(jīng)交通部科教司批準成立標準編寫組(計劃編號:JT2002-141),并得到了交通部西部交通建設(shè)科技項目管理中心的大力支持。編寫組開始制定工作計劃,開展收集資料及調(diào)研,先后收集分析整理了全國多家土工格室生產(chǎn)廠家的企業(yè)標準和眾多的工程設(shè)計、施工和運營情況資料。
2003年2月編寫組召集各有關(guān)材料的生產(chǎn)廠家,對編寫組提出的標準編制大綱進行討論和學術(shù)交流,交通部科教司主管領(lǐng)導到會指導,隨后課題組做了一些室內(nèi)驗證實驗分析,于2003年4月完成標準討論稿,2003年6月完成標準征求意見稿及編制說明。2003年9月15日~16日在北京召開了專家論證會,根據(jù)專家意見,標準編寫最后完成了送審稿。于2003年11月完成了交通部行業(yè)標準的報批稿。
2、產(chǎn)品的技術(shù)指標的確定
塑料土工格室在荷載作用下極限延伸率高,加筋結(jié)構(gòu)物變形大。為了滿足公路巖土工程結(jié)構(gòu)物對變形嚴格控制的要求,公路工程師與材料工程師一道,研發(fā)了在荷載作用下極限延伸率低的增強土工格室。增強土工格室是近年我國生產(chǎn)廠家和科技工作人員自主開發(fā)的一種新型土工格室,作為加筋使用中已經(jīng)顯示出眾多優(yōu)點。在制定交通部行業(yè)標準時我們把這類新型格室納入標準之中,因此在交通部行業(yè)標準(JT/T516-2004)列入了塑料土工格室和增強土工格室兩大類。
增強土工格室是在塑料片材中加入鋼絲、玻璃纖維、碳纖維等筋材組成的復(fù)合片材,通過插件或扣件等連接而成,展開后是蜂窩狀的立體網(wǎng)格。格室未展開時,在同一條片材的同一側(cè),相鄰兩連接處之間的距離為連接距離。
重慶高碩科技有限公司工程部
2011.4.26