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           土工材料是當(dāng)今被廣泛應(yīng)用于巖土工程中的土工合成材料，它是高分子聚合物產(chǎn)品的統(tǒng)稱。早在20世紀(jì)20年代，化工部門即成功地生產(chǎn)出人工合成材料，但直到50年代后期，這種材料才逐漸地作為一種新型的建筑材料被推廣應(yīng)用于巖土工程。早期的產(chǎn)品主要是透水的有紡及無紡?fù)凉た椢铮髞碛稚a(chǎn)出不透水的土工膜。隨著工程實踐的要求和制造工藝的提高，又陸續(xù)制造出高強加筋用的土工格柵和其他組合產(chǎn)品。這樣，原來的土工織物一詞已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能概括各類產(chǎn)品的含義，于是在國際上出現(xiàn)了許多的替代名稱，其中土工材料一詞最為通用，不過習(xí)慣上仍然統(tǒng)稱之為土工織物。土工材料分為幾大類材料:土工布、土工膜、土工格柵、排水板、復(fù)合土工膜、土工網(wǎng)、土工格室、膨潤土防水毯等。

一、土工布，又稱土工織物，它是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料。土工布是新材料土工合成材料其中的一種，成品為布狀。

土工布作用：

隔離：利用滌綸短纖針刺土工布對具有不同物理性質(zhì)(粒徑大小、分布、稠度及密度等)的建筑材料(如土體與沙粒、土體與混凝土等)進(jìn)行隔離。使兩種或多種材料間不流失，不混雜，保持材料的整體結(jié)構(gòu)和功能，使構(gòu)筑物載承能力加強。

過濾：當(dāng)水由細(xì)料土層流入粗料土層時，利用滌綸短纖針刺土工布良好的透氣性和透水性，使水流通過，而有效地截流土顆粒，細(xì)沙、小石料等，以保持水土工程的穩(wěn)定。

排水：滌綸短纖針刺土工布具有良好的導(dǎo)水性能，它可以土體內(nèi)部形成排水通道，將土體結(jié)構(gòu)內(nèi)多余液體和氣體外排。

加筋：利用滌綸短纖針刺土工布增強土體的抗拉強度和抗變形能力，增強建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以改善土體質(zhì)量。

防護(hù)：水流對土體沖刷時，有效的將集中應(yīng)力擴散，傳遞或分解，防止土體受外力作用而破壞，其保護(hù)土壤。

防穿刺：與土工膜結(jié)合成為復(fù)合防水防滲材料，起到防穿刺的作用。

二、土工膜是一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料。主要適用于垃圾清理場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲、地鐵工程、隧道工程等。

土工膜主要機理：

    是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道，以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應(yīng)壩體變形。而無紡布亦是一種高分子短纖維化學(xué)材料，通過針刺或熱粘成形，具有較高的抗拉強度和延伸性，它與塑料薄膜結(jié)合后，不僅增大了塑料薄膜的抗拉強度和抗穿刺能力，而且由于無紡布表面粗糙，增大了接觸面的摩擦系數(shù)，有利于復(fù)合土工膜及保護(hù)層的穩(wěn)定。同時，它們對細(xì)菌和化學(xué)作用有較好的耐侵蝕性，不怕酸、堿、鹽類的侵蝕，在避光使用情況下，使用壽命長。

三、土工格柵：格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵，當(dāng)作為土木工程使用時，稱為土工格柵。

土工格柵性能：

   土工格柵具有高強度，低延伸(破斷伸長不大于12%)的性能，同時其蠕變量很小。格柵加筋，加固補強地基，提高承載力，降低不均勻沉降，并阻抗土體破壞面的形成。土工格柵有較好的柔韌性，由于材質(zhì)通過強力拉伸和橫向肋帶雙面夾不斷，即使開裂，也仍保持土工格柵的性能。

土工格柵摩擦系數(shù)：

   產(chǎn)品表面經(jīng)過處理，壓有粗糙的花紋，以增強其粗糙度，同時縱橫肋條形成的網(wǎng)孔對土體進(jìn)行嵌鎖，達(dá)到對土體最優(yōu)的被動阻抗力。

土工格柵的應(yīng)用：

應(yīng)用于高速公路及鐵路中，可減少路基與橋臺的沉降差，降低車輛與路基振動，減緩路基結(jié)構(gòu)變形，保證車輛行駛的安全舒適。

在填方土中加入土工格柵，可增加填方土料的抗剪強度和中期的整體性，減少中期填方數(shù)量，使軟基處理方便，降低成本。

在土石壩剖面設(shè)計中采用土工格柵做加筋土結(jié)構(gòu)，可改善壩體受力變形性能，避免壩體斷裂，降低工程量和工程造價。

四、排水板是由聚苯乙烯(HIPS)或者是聚乙烯(HDPE)塑膠底板經(jīng)過沖壓制成圓錐突臺或者加勁肋的凸點(或中空圓柱形多孔)而成，幅寬有3米，長度有10米或者是15米。

排水板應(yīng)用范圍：

綠化工程：車庫頂板綠化、屋頂花園、垂直綠化、斜屋頂綠化、足球場、高爾夫球場。

市政工程：機場、道路路基、地鐵、隧道、垃圾填埋場。

建筑工程：建筑物基礎(chǔ)上層或下層、地下室內(nèi)外墻體和底板以及頂板、屋面防滲和隔熱層等。水利工程：水庫防滲水、蓄水池、人工湖防滲水。

交通工程：公路、鐵路路基、堤壩和護(hù)坡層。

排水板作及技術(shù)要求：

1.排水板自然展開、疏松地鋪設(shè)于規(guī)劃好的位置。

2.排水板可按排水坡度的縱向或橫向統(tǒng)一的方向鋪設(shè)。

3.搭接必須按照順排水坡度的方向搭接，不允許逆向搭接。

4.需要定位的部位或形狀變化部位需要臨時固定時，采用瀝青馬蹄脂點式粘結(jié)固定。

5.排水板的終止收口需要結(jié)合建筑部位設(shè)計確定。

五、復(fù)合土工膜是用土工織物與土工膜復(fù)合而成的不透水材料，它主要用于防滲，復(fù)合土工膜分為一布一膜和兩布一膜、寬幅4-6m，重量為200-1500g/m2，抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學(xué)性能指標(biāo)高，能滿足水利、市政、建筑、交通、地鐵、隧道等土木工程需要。由于其選用高分子材料且生產(chǎn)工藝中添加了防老化劑，故可在非常規(guī)溫度環(huán)境中使用。

復(fù)合土工膜主要功能：

1、集防滲與排水作用于一體，同時具備隔離和加筋等功能。

2、復(fù)合強度高、剝離強度大、抗穿刺強度高。

3、排水能力強、摩擦系數(shù)大、線脹系數(shù)小。

4、耐老化性能好、適應(yīng)環(huán)境溫度范圍寬、質(zhì)量穩(wěn)定。

復(fù)合土工膜應(yīng)用領(lǐng)域:

蓮藕池防滲、泥鰍養(yǎng)殖、魚塘防滲;

垃圾處理場，污水處理場，石化、冶金等環(huán)保工程;

水庫、堤壩、水渠、河流、湖泊等水利工程;

地鐵、隧道、地下倉庫等;

人工湖、景點等園林工程;

建筑市場及其他防水工程。

六、土工網(wǎng)是高密度聚乙烯(HDPE)為主要原料，加入一定的抗紫外線助劑等輔料，經(jīng)擠壓成方形、菱形、六邊形網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，具有一定的拉伸強度和耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐候性、耐腐蝕等性能。因此可廣泛應(yīng)用于巖土工程、水利工程、險坡維護(hù)、軟基處理、路面處理、立墻處理等工程，具有優(yōu)良的性能、強度高、尺寸穩(wěn)定性好、耐腐蝕、抗老化(15年以上)使用溫度(-50℃-120℃)是建筑行業(yè)的一種具有跨時代意義的新型材料。

土工網(wǎng)主要應(yīng)用在軟基處理、路基增強、邊坡防護(hù)、橋臺加固、以及海岸邊坡防護(hù)、水庫庫底加固等工程。在道路邊坡上鋪設(shè)土工網(wǎng)，可防止巖塊滑落，避免對人或車輛造成危害;用土工網(wǎng)包裹住道渣，可防止道渣流失和路基變形，提高路基穩(wěn)定性;鋪設(shè)土工網(wǎng)可加固路面，防止反射裂縫的發(fā)展;土工網(wǎng)作為擋土墻體填土中的加筋材料，可分散土體應(yīng)力，側(cè)向位移，增強穩(wěn)定性;用土工網(wǎng)制成石籠用于堤壩、巖石表面的防護(hù)，可防止侵蝕、避免塌方、和水土流失。

七、土工格室是由強化的HDPE片材料，經(jīng)高強力焊接而形成的一種三維網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)土工格室。一般經(jīng)超聲波針式焊接而成。因工程需要，有的在膜片上進(jìn)行打孔。

土工格室產(chǎn)品特點：

1、伸縮自如，運輸可縮疊，施工時可張拉成網(wǎng)狀，填入泥土、碎石、混凝土等松散物料，構(gòu)成具有強大側(cè)向和大剛度的結(jié)構(gòu)體。

2、材質(zhì)輕、耐磨損，化學(xué)性能穩(wěn)定、耐光氧老化、耐酸堿，適用于不同土壤與沙漠等土質(zhì)條件。

3、較高的側(cè)向和防滑，防變形、有效的增強路基的承載能力和分散荷載作用。

4、改變土工格室高度、焊距等幾何尺寸可滿足不同的工程需要。

5、伸縮自如，運輸體積小，聯(lián)接方便、施工速度快。

土工格室主要用途：

1、用于穩(wěn)固公路、鐵路路基。

2、用于承受載重力的堤防及淺水河道治理。

3、用于防止滑坡及受載重力的混合式擋墻。

4、在遇到軟地基時，采用土工格室可大大減輕施工勞動強度，減少路基厚度施工速度快、性能好，大大的降低工程造價。

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八、膨潤防水毯是一種專門用于人工湖泊水景、垃圾填埋場、地下車庫、樓頂花園、水池、油庫及化學(xué)品堆場等防滲漏的土工合成材料，它是由高膨脹性的鈉基膨潤土填充在特制的復(fù)合土工布和無紡布之間，用針刺法制成的膨潤土防滲墊可形成許多小的纖維空間，是膨潤土顆粒不能像一個方向流動，遇水時在墊內(nèi)形成均勻高密度的膠狀防水層，有效的防止水的滲漏。膨潤防水毯產(chǎn)品特點：性能價格比高，用途非常廣泛。產(chǎn)品幅度可達(dá)6米，大大提高了施工效率。

膨潤防水毯防水特點：

1.密實性

鈉基膨潤土在水壓狀態(tài)下形成高密度橫隔膜，厚度約3mm時，它的透水性為&×10ˉ11m/sec以下，相當(dāng)于100倍的30cm厚度粘土的密實度，具有很強的自保水性能。

2.具有永久的防水性能

因為鈉基膨潤土系天然無機材料，即使經(jīng)過很長時間或周圍環(huán)境發(fā)生變化，也不會發(fā)生老化或腐蝕現(xiàn)象,因此防水性能持久。

3.施工簡便 工期短

和其他防水材料比較，施工相對比較簡單，不需要加熱和粘貼。只需用膨潤土粉末和釘子、墊圈等進(jìn)行連接和固定。施工后不需要特別的檢查，如果發(fā)現(xiàn)防水缺陷也容易維修。GCL是現(xiàn)有防水材料中施工工期最短的。

4.不受氣溫影響

在寒冷氣候條件下也不會脆斷。

5.一體化

防水材料和對象的一體化：鈉基膨潤土遇水時，具有20—28倍的膨脹能力，即使混凝土結(jié)構(gòu)物發(fā)生震動和沉降，GCL內(nèi)的膨潤土也能修補2mm以內(nèi)混凝土表面的裂紋。

6.綠色環(huán)保

膨潤土為天然無機材料，對人體無害無毒，對環(huán)境沒有特別的影響，具有良好的環(huán)保性能。

膨潤防水毯適用范圍及應(yīng)用條件：適用于市政(垃圾填埋)、水利、環(huán)保、人工湖及建筑地下防水、防滲工程。在傳統(tǒng)防水材料無法施工的負(fù)溫下(-20℃)仍可施工;在潮濕的基層(無明水)上也可施工;在雨雪天氣下不能施工;不適合強酸、強堿性溶液防滲;由于膨潤土系無機材料，故其耐久性好于有機防水材料。