时间：2023-06-04 10:48:05
关键词：土工合成材料；加筋土；性能；应用
引言
在古代天然土工材料加筋土已得到应用，现代加筋土的概念被提出来后，人们设计了多种诸如强度较大的天然材料、钢筋、钢带、土工合成材料等加筋材料，加筋土技术从经验判断上升到理论设计阶段。随着合成纤维的飞速发展，土工合成材料加筋土技术已经与传统 的设计方法一样，被大众所接受认可，并逐步体现出它的优势。
1.土工合成材料的性能
1.1材料性能和类型
土工合成材料主要是以聚酯纤维、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、尼龙纤维等高分子化学材料作为原材料而制成的各种类型产品，它是土木工程中应用的一种新型工程材料，具有排水、反虑、隔离、加固补强、保护和防渗等六个方面的性能。
土工合成材料有以制造方法分类的，也有以结构和性能分类的，还没有合理、明确的统一定义和分类。一般将土工合成材料分为广义土工织物、土工膜和土工复合产品。广义土工织物有土工布、土工编物、土工格栅、土工网、土工垫和土工模袋等，土工复合产品有复合土工膜、复合土工织物和复合防（排）水材料等。在我国，规范推荐主要使用土工格栅、复合土工带、复合拉筋带和土工织物等加筋材料。
1.2土工合成材料的优点
与传统工程材料相比，土工合成材料具有4个方面的优势：纤维习性、与土兼容协调、节省运输、施工简单且质量有保证。其中纤维习性的优势表现在抗拉强度高，具有一定范围的变形模量，化学结构稳定和纤维孔径小等方面。
2.土工合成材料加筋土的性能
加筋土作为一种复合材料，不仅需要了解土工合成材料本身的性能，还要探究土和土工合成材料相互作用的特性，通过试验求得筋土界面相互作用的一些参数，以此来判断加筋土性能的优劣。
2.1加筋土的试验方法
为了测试筋土界面摩擦特性参数，国外有直剪试验和拉拔试验标准[1]，而我国水利部规范[2]和交通部规范[3]也推荐采用直剪试验和拉拔试验，另外，我国纺织工业局制定有直剪试验标准《土工布及其有关产品摩擦特性的测定第一部分》（GB/T17635.1-1998）[4]。
直剪试验和拉拔试验的试验组成部分相同，分别由试验剪切盒（试验拉拔箱）、加载装置和量测装置组成。试验拉拔箱在《公路土木合成材料试验规程》（JTJ/T060-98）[3]中要求长×宽×高不宜小于25cm×20cm×20cm，而剪切盒尺寸不小于15cm×15cm，垂直加载都最好采用空气袋方式加载，拉拔试验的拉拔速率以1mm/min为标准，而剪切试验的剪切速率以0.02-3mm/min为标准。两种试验按水平加载方式不同可分为应力控制式和应变控制式，应变控制式要求剪切速率相等、各级的垂直荷载保持不变，因而应变控制式较之应力控制式能更加准确地测定出剪应力和位移曲线上的特征值，且操作方便，因而国内外均推荐利用应变控制式方法。
另外，为了得出加筋材料与剪切面呈一定角度时的剪切摩擦特性，日本开发出了倾斜剪切摩擦实验装置[5]，该试验装置滑动面的角度，上覆压力和加筋材料水平拉力可以自由设定，拉力由电动传感器控制。
2.2筋土界面相互作用参数
各规范一致认为两种试验的界面抗剪强度与法向应力呈线性关系，按照摩尔库仑强度理论表示，即：
各国对筋土界面似摩擦系数定义不同，造成计算结果差距较大，我国规范[7]计算得到的是反映了筋土间摩擦效应的综合强度参数，不同于传统概念上的由一个内摩擦角所表述的摩擦系数，而美国规范提出的摩擦系数 即为我国常用的摩擦系数比K。
3.土工合成材料加筋土的应用
利用土工合成材料的加固补强、排水和保护等性能，加筋土已广泛用于堤、挡墙的设计和施工中，而利用加固补强、隔离、嵌锁咬合的约束性能，加筋土也被用于地基的设计与施工中。此外，加筋复合地基，连续纤维加筋土，轻量土等也逐渐得到关注和研究。
4.结语
土工合成材料可以弥补普通材料的不足，当作为筋材与土结合形成土工合成材料加筋土后，这种加筋土复合材料极大地提高了土的抗剪强度和结构物的稳定性，从而被广泛地应用于多种工程中，并值得我们不断地深入研究。
参考文献：
[1]王钊.国外土木合成材料的应用研究[M].香港：现代知识出版社，2002.
[2]SL/T235-1999，土木合成材料测试规程[S].
[3]JTJ/T060-98，公路土木合成材料试验规程[S].
[4]GB/T17635.1-1998，土工布及其有关产品摩擦特性的测定[S].
[5]徐光黎，刘丰收，唐辉明.现代加筋土技术理论与工程应用[M].武汉：中国地质大学出版社，2004：39-57.
关键词：土工合成材料；岩土工程
土工合成材料是岩土工程中的高分子聚合物为原料制成的各种人工合成材料的总称，是具有良好物理化学特性的水工性能。随着当前社会发展过程中，各种技术手段的不断应用，水工合成材料的应用和发展也在日益的提高与变化，被广泛的应用在当前各种建筑工程中。目前土木合成材料已经被广泛的应用在道理工程、建筑工程、海港工程、矿山工程、军事工程以及水利工程等多个领域。
一、土工合成材料在黄石火电厂灰库加高子坝工程中的应用
用于储存火电厂粉煤灰的地方称为灰库，其相应挡灰的建筑物称为灰坝。在火电厂运行过程中，灰库将逐渐被粉煤灰填满，因此，许多电厂在原来灰坝上加筑子坝，从而提高了灰库的库容，延长灰库的使用寿命。湖北黄石火电厂分别对其所属的筲箕窝灰库和百沙滩灰库进行了加高子坝的工程。在这两项工程中，均采用了土工合成材料，下面具体介绍一下土工合成材料在这两项工程中的应用和施工。
二、某工程中加高子坝工程
1.工程情况。该工程由1号、2号两座土石代料子坝，两座排水竖井组成。加高子坝高6m，由混合代料经分层填筑碾压而成。在坝体的排水盲沟、坝基以及迎灰面均铺设有400g/m2的无纺土工布，共计28550m2。
坝底排水盲沟尺寸为50cm×50cm，沟中充填瓜米石。为保证排水盲沟的反滤排水，在沟底三个侧面均铺设无纺土工布。由于地基是粉煤灰，为防止渗透破坏，故沿整个坝基也铺设了无纺土工布，把粉煤灰与上部填筑代料隔离开来，同时又增强了地基承载能力。坝体迎灰面铺设的无纺土工布主要起到反滤排水的作用，以防止粘土铺盖和粉煤灰中细小颗粒进入到后部代料区。
2.无纺土工布施工。在施工中，无纺土工布的铺设采用人工操作，设专人负责。具体方法是：在碾压平整后的坝基面和坝坡面上，垂直坝轴线方向铺设，铺设过程中采用撤退式方法铺设。垂直坝轴线方向上的土工布必须是整块，不允许连接。平行坝轴线方向允许土工布连接，连接采用专用缝合机和涤纶线双线缝接，为保证整体性，搭接长度大于10cm。土工布和岸边基岩结合处考虑沉陷引起的张拉现象，各边应留0.5m左右的余量，可供伸缩变形，以杜绝漏灰问题的发生。
三、工程施工方式
检查所有的材料品种和规格以及性能是否符合设计要求，抽检施工中所用的各种物料尺寸、质量、结构重量风是否与设计要求相符；检查施工方法是否符合施工规范，对土工合成材料是损坏等。在完工之后检查水上、水下跑护体的范围、高度以及厚度和各种不同类型的防护工程施工质量是否具有设计要求相符合。更要检查被防护工程在施工的过程中能够周围环境影响因素是否否和设计的要求。
目测法是观察有无漏接，接缝是否五烫伤、五褶皱，是否拼接均匀的主要手段和方法。
现场检漏法应对全部焊缝进行监测，常用的有真空阀和重启法，真空非法是利用吸盘、真空泵的方法进行检查的系统设备。在监测的过程中通过局部刷净、涂肥皂水放入吸盘，通过抽出空气至真空进行监测，然后关闭气泵，看吸盘顶部是否具有透明罩内的肥皂水泡产生，真空度有无下降，若有，说明有漏气，应该及时的补救。
土工合成材料在接触面的处理中饭，只要铺设面在施工的前面进行处理，清除表面的各种污物和能够损伤土工材料接触面的英武，使得地面平整，土工合成材料在使用的过程中是不易被损坏的，。所以在进行土工织物施工的额过程中要清楚各种表面物体。
铺设土工合成材料是一种连续性、整体性，左后腰与其他结构的连接，特别是土工膜防渗应当与安珀和其他一切防渗体密接，构成完全封闭体系，土工织物当付款和长度达不到要求的时候，要做好接缝。结构，接缝的方法是有搭接、封接和粘接。
三、土工合成材料的施工技术
1、土工合成材料的储存与保管
土工合成材料是以高分子聚合物为原料的化纤产品，在阳关照射下容易老化，使得强度降低，尽管在制造的过程中采用了相应的防止老化措施，然而在地下或者水下能够正常使用几十年和其他物质一样老化是不可必满的，对永久性的建筑物而言，当然是手民越长越好，因此其储存与保管就先的非常重要。
2、渗土工合成材料的铺设技术
土工合成材料自广泛用于岩土工程建设以来，在水利水电工程建设中引起不小的变革，这不仅反映在水利水电工程的材料使用上，而且反映在设计原理、计算方法、施工工艺和工程管理上。防渗土工合成材料主要用于垂直铺膜防渗和坡面铺膜防渗，因铺设结构形式的不同，其施工工艺和铺设技术也不尽相同。
3、土工合成材料的施工要求
在施工的过程中首先对使用前的各个设备和材料的使用型号。规格进行严格的检查，其是否能够达到设计要求，用作过滤、垫层、排水层的过程中，对各种具有裂纹、老化的土工成品都不能使用。
在备料的过程中要根据工程部位、大小按照施工的要求进行裁剪和拼接；防渗用土工膜尽量的采用宽幅度，以减少剪裁量，最好是使用预先拼接成的要求尺寸。捐灾钢管上后运至工地。
土工合成材料在接触面的处理中饭，只要铺设面在施工的前面进行处理，清除表面的各种污物和能够损伤土工材料接触面的英武，使得地面平整，土工合成材料在使用的过程中是不易被损坏的，。所以在进行土工织物施工的额过程中要清楚各种表面物体。
铺设土工合成材料是一种连续性、整体性，左后腰与其他结构的连接，特别是土工膜防渗应当与安珀和其他一切防渗体密接，构成完全封闭体系，土工织物当付款和长度达不到要求的时候，要做好接缝。结构，接缝的方法是有搭接、封接和粘接。
四、土工合成材料的施工质量控制
接缝粘合质量与其他结构结合的牢固性等检查的方法有目测法、现场见咯发和抽样测试法。
目测法是观察有无漏接，接缝是否五烫伤、五褶皱，是否拼接均匀的主要手段和方法。
现场检漏法应对全部焊缝进行监测，常用的有真空阀和重启法，真空非法是利用吸盘、真空泵的方法进行检查的系统设备。在监测的过程中通过局部刷净、涂肥皂水放入吸盘，通过抽出空气至真空进行监测，然后关闭气泵，看吸盘顶部是否具有透明罩内的肥皂水泡产生，真空度有无下降，若有，说明有漏气，应该及时的补救。
土工合成材料分为四类：土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料，其原材料主要是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等各种高分子聚合物。近几年，在水利工程中使用较广泛的是土工织物、土工膜、土工复合材料。土工织物分为有纺土工织物和无纺土工织物两种类型，其中，针刺无纺土工织物，具有孔隙率高、渗透性大、排水性能较好的特点，在大坝工程中常作为排水反滤设施广泛使用。土工膜防渗性能较好，垂直渗透系数小于1×10-11cm/s，价格便宜，但其CBR顶破强度较低，对于防渗要求较高的工程部位不宜使用，一般常用于坝基垂直防渗。土工复合材料是将两种或两种以上的土工合成材料组合在一起的产品，品种繁多，功能各异，其中复合土工膜具有防渗和排水双重作用，在大坝工程中应用较广泛。
近几年，土工合成材料的生产厂家越来越多，生产规模愈来愈大、品种繁多，质量基本上都可以达到国家标准；其次，对土工合成材料的研究也日益深入，制定的许多国家标准或规范，为该材料的推广提供了技术依据，土工合成材料的研究、生产、设计逐步走向了成熟。下面简要阐述土工合成材料在新建堆石坝及病险库加固中所取得的成功经验，以飨读者。
1.复合土工膜在堆石坝的应用
博斯塘水库位于新疆木垒县境内。该水库为山区拦河水库，属小（Ⅰ）型水库，坝型为复合土工膜防渗堆石坝，坝轴线长186m，最大坝高37m，坝顶宽5m，前坝坡1：1.65，后坝坡1：1.45、1：1.55两级。坝址两岸基岩，岩性为安山岩，较坚硬，抗风化能力强，部分阶地上有数米厚的坡积物。河床砾卵石层厚12～14m，下部为安山岩。溢洪道位于右坝肩山脊垭口处，为正槽开敞式，均在岩体内开挖。筑坝材料大部分采用溢洪道爆破开挖出的安山岩岩渣，不够部分采用河床砂砾石料。坝基采用人工浇筑混凝土防渗墙防渗，施工方式为大开挖。
坝体前坝坡的复合土工膜与坝基混凝土防渗墙及两坝肩混凝土趾板锚固在一起，共同形成前坝面的防渗系统。坝体为透水性很强的爆破料组成，渗透系数一般大于在1×10-3cm/s，可以迅速降低坝体内的浸润线高度，利于坝体的抗滑稳定安全。
前坝坡面由下而上主要由无砂混凝土（下垫层）、复合土工膜、苯板（上垫层）、混凝土板护坡构成。下垫层采用透水性较强的无砂混凝土，最小厚度8cm；上垫层采用保温性能及平整度较好的苯板，厚度2cm；苯板上部为边长0.60m、厚10cm的六边形钢筋混凝土模框，框内现浇C20素混凝土，
模框之间干靠，有利于坝面排水。（见图1）
因此，该坝体防渗效果的好坏关键是复合土工膜自身的防渗效果及其与周边连接的可靠性。
复合土工膜自身的防渗效果主要取决于土工膜的物理力学指标及接缝的质量。根据承受的水压力和下垫层，经计算，复合土工膜采用两布一膜（300g/m2/PE0.5/250g/m2），其物理力学指标为：抗拉强度19KN／m，延伸率53.6％，CBR顶破强度3.41KN，垂直渗透系数4.76×10-13cm/s，幅宽4.0m。施工中，一般都要对工厂内生产的土工膜进行拼接，接缝的质量好坏直接影响土工膜的防渗性能和抗拉强度，因此，必须严格按照技术规程进行施工。
土工膜铺设前先进行下垫层无砂混凝土的施工，然后将卷成捆的土工膜沿坝坡由下而上纵向铺放，铺设应平顺，松紧适度，予留大约1.5%的余幅，以免受拉破坏。土工膜展开平整后即可进行拼接。拼接一般采用热熔焊法，该方法焊缝的抗拉强度较高，质量较好。焊接采用自走式热熔双缝焊机，根据膜材种类、厚度和室外气温选择合适的焊接温度及行走速度，先在现场采用小块土工膜进行试拼接，待焊接质量稳定后再进行实际焊接操作。热熔焊法焊缝形式为直缝双道，每道宽度1cm，间隔1cm，焊缝处土工膜搭接宽度约10cm。
土工膜焊接完成后，必须进行接缝检测。一般先进行目测，观察有无漏接，接缝是否有烫损、褶皱，是否拼接均匀等，目测合格后采用真空法或充气法进行最终质量检测及评定。（1）真空法：主要设备有吸盘、真空泵和真空计。检测时将待测部位刷净，涂肥皂水，放上吸盘，压紧，抽真空至负压0.02Mpa～0.03Mpa，关闭气泵。静观约30s，观察吸盘顶部透明罩内有无肥皂水泡产生和真空度有无下降，如有，表示漏气，应予补救。（2）充气法：将焊缝之间的空腔两端封死，插入气针，充气至0.05Mpa～0.20Mpa（视膜厚选择），静观0.5min，观察压力表，如气压不下降，表明不漏，接缝合格，否则应进行修补。其次，还需进行土工膜的抽样测试。约1000m2取一试样，作拉伸强度试验，要求焊缝强度不低于母材的80%，且试样断裂不得在接缝处，否则接缝质量不合格。土工膜表面的无纺布可采用手提缝纫机缝合，以保护土工膜。对于质量不合格的焊缝可采用塑料焊枪或电烙铁重新补焊。
复合土工膜周边连接的可靠性，主要是指复合土工膜与坝基混凝土防渗墙、坝肩混凝土趾板及防浪墙的连接。混凝土防渗墙底部及两坝肩趾板与基岩面接合面均需进行水泥灌浆，防止防渗墙底部或趾板与基岩面接合面处渗水，灌浆完毕后，进行压水试验，合格后才能进行下一道工序。复合土工膜与防渗墙、趾板及防浪墙联结采用扁铁和膨胀螺拴锚固连接，为了保证复合土工膜具有一定伸缩能力，周边均设伸缩节（图2、图3）。
施工时由于土工膜在坝面上易于滑动，因此，在无砂混凝土表面每隔5m，刷热沥青两道，面积约0.5m2，将复合土工膜粘结在上面，这样，既不妨碍膜后无纺布的透水性又增大了膜的抗滑能力，收到了很好的效果。
该工程1998竣工开始蓄水，经过近6年的运行，坝顶最大沉降变形6cm，坝后地面干燥，无渗流溢出，坝后坡测压管内浸润线低于河床砂砾石层表面3m左右，达到了设计预期效果，复合土工膜防渗效果明显，工程取得了成功。
2.土工合成材料在病险库加固中的应用
近几年，全国各地的病险水库由于年久失修，管涌或者溃坝的事故时有发生，造成了巨大的经济损失。病险库数量多，施工条件复杂，工期短，将质量轻、运输方便、施工简易的土工合成材料正确推广应用到病险库加固当中，具有深远意义。
白土坑水库位于新疆玛纳斯县境内，为中型平原水库，始建于1962年。坝轴线长7.0km，坝型为均质土坝，最大坝高7.00m，上游坝坡1：2，采用小型砼板护坡，下游坝坡1:1.5～1：2.0不等，坝顶宽度2～4m，坝后无滤水坝脚。坝体填筑质量较差，干密度值平均仅为1.43g/cm3，渗透系数6.4×10-4cm/s，长期处于软塑状态，坝体内浸润线高，坝体渗水严重，坝后形成大片沼泽湿地，后坝坡脚有发生管涌或流土的渗透破坏危险，大坝上下游坝坡抗滑稳定计算均不满足规范要求。大坝坝基未做任何处理，坝基2～4m以上为粉砂与粉土层，渗透系数较大0.79×10-4cm/s，以下土体结构性较好，渗透系数在1.27×10-5～6.48×10-6cm/s，为较好的隔水层。该水库多年来，一直低水位运行，达不到原设计标准。2001年大坝安全鉴定为三类坝，属病险库，需进行除险加固。
鉴于该水库坝型为均质土坝，且为老坝体加固，因此在前坝坡上铺设复合土工膜进行防渗，该方法简单易行、施工速度快、可以有效降低坝体内的浸润线高度，增大坝体内的干燥区，提高土体内摩擦角，从而提高坝体的抗滑稳定安全性。坝基进行垂直铺塑，塑膜与坝面复合土工膜连为整体。后坝坡按1：2.25培厚，新老坝体间设褥垫式排水体。
根据承受的水压力和下垫层，经计算，前坝面的复合土工膜采用两布一膜（200g/m2/PE0.5/200g/m2），其物理力学指标为：抗拉强度18KN／m，延伸率56.4％，CBR顶破强度2.8KN，垂直渗透系数1.0×10-12cm/s，幅宽6.0m。先将已损坏或脱落的原砼护坡板用细石混凝土填补平整，再铺7.5cm厚细砂垫层，然后铺复合土工膜，膜上铺75cm厚的砂砾石防冻层，再浇筑20cm的混凝土护坡板。复合土工膜上部折埋在坝顶附近，下部与垂直铺塑膜焊接在一起。（图4）复合土工膜的拼接方法同前述。
坝基垂直铺塑是一种新的浅基础防渗技术，铺塑深度可达8m左右，开沟宽度只有20多厘米，是解决水库浅层透水地基渗漏严重及延长渗径减小坝后坡脚渗透比降的有效方法。垂直铺塑适用于粉土地基；对于粉砂地基施工中必须做好泥浆固壁，施工速度要快，否则易塌壁。铺塑塑膜采用厚0.3mmPE膜，设计深度应深入粘土层内1.0m，铺完塑的沟槽采用粘土浆充填。铺塑机先将基土破开，然后将事先卷绕在钢管上的塑膜垂直放入槽内，由铺塑机牵引向前移动。钢管上的塑膜用尽前应予留1.5倍的槽深长度，将塑膜拿出沟槽，洗净擦干后用自走式热熔双缝焊机焊接。局部破损的塑膜补漏，可采用PVC胶合剂粘接，粘接宽度不小于15cm，春秋季固化时间不少于12h，要求粘贴牢固、均匀、可靠。塑膜槽口外漏段，应敷土加以保护，避免阳光直接照射。坝基铺塑塑膜上部要与前坝坡的防渗复合土工膜焊接，形成完整的防渗体，降低坝体内浸润线，增加坝体稳定，达到除险目的。
该水库原下游坝坡脚未设滤水坝脚，鉴于后坝坡培厚，因此，在新老坝体间设坝体内褥垫式排水体。采用重量轻、铺设方便、造价低的无纺布代替反滤料，无纺布上部压天然级配的砂砾石料（含泥量<8％）。无纺布的选择对反滤效果有很大的影响，应按照保土性、透水性、防堵性三个原则进行设计选型，详见《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》，根据计算结果，选择400g／m2的针刺无纺布。无纺布的接缝采用搭接形式，搭接宽度不小于10cm。
白土坑水库2001年底除险加固全部完工，经过两年的运行观察，防渗效果较明显，坝后积水或沼泽消失，地下水位降低至1.5m以下，水库达到了设计要求，取得了巨大的经济效益和社会效益。
3.土工合成材料在施工中应注意的问题
（1）运输、贮存中不得沾污、雨淋、破损，远离火源，周围不得有酸、碱等腐蚀性介质，不得长期曝晒和直立。
（2）材料进场时，应进行抽检。施工时应有专人随时检查清基、材料铺放方向、材料的接缝或搭接、材料与结构物的连接，每完成一道工序应按设计要求及时验收，合格后，方可进行下道工序。
（3）施工场地应平整干净，防止损坏土工膜；铺设应平顺，松紧适度。不平地、软土上和水下铺设搭接宽度应适当增大。
（4）铺设人员不得穿硬底鞋操作。
（5）尽量采用宽幅，使膜在施工时接缝最少；每卷材料的重量不宜超过1t；膜与膜相连时，应采用同种土工膜。高坝应垂直于坝轴线铺膜，低坝应平行于坝轴线铺膜，以减少拼接量；接缝应尽量与最大拉力方向平行。
（6）垂直铺塑应严格按照工艺要求进行施工，PE塑膜施放速度应迅速，防止槽孔坍塌，影响铺塑效果。
关键词：旧路；加宽；稳定性；土工格栅
一、公路工程发展中的应用现状
随着我国公路建设事业迅速发展，公路的交通量迅速增长，特别是近年来超载愈演愈烈，加速了道路病害的产生，大大缩短了维修养护的间隔时间。一些早期修建的公路已经越来越不能满足日益增长的交通量的需要，除了新建一些公路以满足日益增长的交通量需求外，对一些旧路的改扩建也势在必行。旧路的改扩建就是在原路基础上进行技术改造，加宽旧路路基和提高道路等级的一种技术措施。这些旧路的改扩建，充分利用了原有路基，既少占了公路建设用地，又满足了社会发展的需要。旧路路基加宽工程最大的技术难题 是解决新旧路基不均匀沉降问题。如何防止新老路基的纵、横向不均匀沉降和裂缝，成为确保工程质量的重点和关键。
二、 国内外旧路加宽综合处治技术综述
在城市道路加宽改造工程中，最重要的技术问题就是既有路基于拓宽路基之间的综合处治。包括：综合考虑加宽路基的稳定性、新旧路基间的整体性、路基沉降、路堤自身的压缩变形、路基土的塑性累计变形等造成的不均匀沉降，以及新旧路基间的刚度差异等对路面结构的影响等。土工合成材料由于具有特殊的物理力学特性而在旧路加宽综合工程中发挥着极其重要的作用。
引起旧路拓宽工程出现病害的原因是多方面的。其中，新旧路基之间的不良结合和不均匀变形时最根本的原因，也是路基拓宽工程中的主要控制因素。因此，在旧路拓宽工程中补习采取切实有效地工程技术措施，减小地基的不均匀沉降，保证新旧路基的强度、刚度和整体稳定性，加强新旧路基结合部的处治措施，减少拓宽工程路基的病害发生。通常可采用软弱地基处理、基底清淤换填、旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、土工织物防渗和排水、改良土高强路堤和轻质路堤、铺设土工合成材料防裂层或增大加铺厚度等工程技术措施。
三、工程简介
本工程为港城大道道路改造工程项目1标，工程全长5565m，起终点桩号为K1+056~K6+800。本工程不包含东金路立交桥梁（K3+261~K3+849）,但包括桥下8m辅路及人行道和设施带。道路红线宽度为80m，路基主线宽度为56m、中间8m分隔带、两侧设置双向十车道路面（宽度为20m）、道路两侧为3m人行道。其中工程起点经一路K1+056~东金路K3+580和杨北公路K5+600至终点津汉支线K6+800两段为旧路加宽段。
四、土工合成材料在旧路改造中的应用
在旧路加宽工程中，常用的土工合成材料就是土工格栅。土工格栅对土的加固机理在于格栅与土之间的相互作用。在新旧路基结合部采用土工格栅可有效地预防差异沉降的产生，这是因为：第一，由于土工格栅与土接触面的的摩擦作用，降低了加宽处土的垂直应力，使土体承载能力得以提高，减少了不均匀沉降；第二，土工格栅对土有锁定作用，由于土工格栅网眼的存在，制约了路基中颗粒材料的横向移动，形成良好的嵌锁作用，使土体具有较好的整体抗剪能力。；第三，由于水平铺设的土工格栅具有弹性，在反复荷载作用下，不会产生变形的积累；第四，土工格栅具有一定的张力和延展性，能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构。
土工格栅的铺设：土工格栅的铺设采用横向铺设，关键是保证其连续性，不出现断裂、弯扭折皱、松弛，但又要避免过量拉伸。材料应堆放在阴凉处，严禁暴晒和雨林，以免其性能老化。软基处理段与未处理段的交界处设置过渡衔接，并保证必要的搭接长度。在路槽纵向铺设跨施工缝的土工格栅，加强新旧路基的横向联系，减少裂缝反射。本工程路基加宽开蹬搭茬采用钢塑复合凸结点双向土工格栅网.
1.主要性能要求如下:
纵向抗拉强度： ≥50KN
横向抗拉强度： ≥50KN
伸长率： ≤3%
结点剥离力： ≥400KN
网眼尺寸不大于10cm
同时，为尽量减少搭接工程数量，钢塑双向土工格栅幅宽应不小于4.0m。
2.本工程加宽路基接缝工艺处理如下：
（1）自旧路沥青路面边缘向下按1：:0.3的坡度切坡，将该坡度线以外，凡居新建路基底面标高以上部分的旧路及边坡全部挖除
（2）清除旧路边坡压实度不足部分，在坚实的旧路基边坡上开挖台阶，台阶宽度不小于1m，高度不大于3层（60cm）压实的总厚度；每个台阶上的第一层，填石灰含量为6%的石灰土，其宽度应覆盖台阶全宽并搭在新填路基上2cm。
（3）每3层顶部铺一层2米宽土工格栅，待施工到道胎位置，上预压土预压3个月后卸载，再整体全断面铺设钢塑复合凸结点双向土工格栅；
（4）土工格栅的铺设采用横向铺设，垂直与路堤轴线方向，搭接不小于30cm，用绑丝每隔20cm间距绑牢，保证其连续性
（5）双层或多层土工格栅上、下层搭接部位应错开不小于50cm距离。
（6）土工格栅上的第一层填料采用轻型推土机或前置式装载机碾压，一切车辆、施工机械只容许沿路堤轴线方向行驶。
3.加宽填筑时注意事项
（1）原路基边坡填筑前挖台阶时顶面挖成2%~4%的内倾斜坡，底部第1级台阶的开挖宽度不得大于1/2的边坡宽度，开挖后的老路边坡，应及时采取必要的措施，防止雨水冲刷等引起路堤开裂及滑塌，以确保老路堤的稳定。
（2）路堤边坡开挖后，要认真检查桥梁等结构物与路基连接处，若发现桥头搭板下有塌空现象，应采用级配砂砾回填并灌浆加固措施处理，待充分密实后再进行拼宽填筑。
（3）认真清理加宽断面的原地面，若下面有砂砾垫层，则应按设计要求认真整平和压实。
（4）老路边坡的开挖和填筑应沿纵向分段推进，老路堤边坡开挖必须随挖随填，挖一层，填一层。
（5）土工格栅铺设后应及时填筑填料，避免受阳光过长时间暴晒，间隔时间不应超过48小时。
（6）土工格栅下承层应平整，铺设时应拉直、平顺、绷紧、紧贴下承层，不得扭转、褶皱。
【关键词】水利工程；施工；土工合成材料
水利工程在目前我国的社会发展起着越来越重要的作用，对于促进工农业生产十分关键。然而我国作为一个水资源较为紧张的国家，因此在目前的水利工程建设中对于节能环保要求也提出了新的看法。因此，在目前的水利工程建设中，以新材料、新技术为主进行施工受到人们的关注。土工合成材料作为目前工程项目中最为常见的一种，成为当前水利工程施工人员研究和探讨的热点话题之一。
1.土工合成材料概述
1.1材料概念
土工合成材料是随着科学技术和各种化学材料综合形成的一种新型岩土工程，这种工程模式是以合成纤维、塑料和橡胶等化学聚合物为基础原料形成的一种综合性材料体系，是通过将这些合成材料置放在土体以及各种土体结构之间，从而形成一种具备保护条件和土体土体条件的工作模式和方法。这种方法在目前的应用中已经形成了土工膜、土工织物和土工符合材料等多种类型体系，同时在水工建筑结构的施工中应用较为广泛，已成为了目前建筑工程施工项目中最值得我们关注和研究的话题。这主要是由于土工合成材料在应用的过程中具备着重量轻、施工和搬运方便且施工强度高、耐腐蚀性能好以及价格低廉的优势而引起的。
1.2使用范围
近年来的社会发展中，随着人们对于各种建筑结构施工要求的不断提高，其施工质量和施工技术也得到了人们的高度重视和关注。就目前的社会发展而言，这种材料已成为目前土木工程和岩土工程施工的关键所在。尤其是在水利工程的基层施工中，其主要使用者防渗墙结构、坝体结构和渠道衬砌施工之中。同时，伴随着节能、环保和可持续发展社会观念的提出，这种材料在施工中由于其节能环保优势好而得到得到人们的关注与重视。我国作为一个农业大国，在改革开放的多年时间里，由于水利工程整体性和抗渗性不科学而造成了施工质量和施工效益影响，更是造成严重的水资源浪费现象。因此，在目前的水利工程建设中，各种新材料的应用受到人们的重视，而土工符合材料也得到人们的关注。
2.土工合成材料施工技术
土工合成材料的应用是出自于岩土工程建设的一种新型材料体系，其在水利工程建设中发挥着不可忽视的作用与意义，同时其在应用的过程中不仅是在各种基础结构之中的应用，同时更是广泛的应用在各种主体结构施工模式。而且在施工的过程中，由于施工材料的不同而对于工程的设计原理、物料使用量的计算以及施工工艺等方面都提出了新的认识和要求。防渗土工合成料作为目前最为常见的一种，其在目前工程施工中得到了人们的重视，同时对于施工方法的研究也成为我们关注的重点。下面就施工中存在的各方面要求进行了系统、深入的总结和研究。
2.1坡面铺膜防渗
在目前的土工合成材料施工的过程中，坡面铺膜是最为常见的工程模式，其在施工的过程中，施工技术和施工体系是最为关键的模式。就当前的就当前的水利工程施工而言，其多数工程项目都是以土石坝为主的坝体结构模式，这种施工方式的选用对于整个工程的施工而言极为关键，同时在施工的过程中还需要对焊接工艺进行系统控制。焊接技术的应用直接决定着焊接工程质量，同时也决定着整个工程的施工效益要求。因此，在施工的过程中复合土工膜的施工极为关键和重要。
2.2堤身削坡与堤脚开挖
堤身削坡和堤脚开挖可采用人工配合机械施工，堤身按设计要求进行削坡，使其坡度达到设计标准，削坡后仔细清面，尽可能将坡面清理干净，整体上满足平整度要求，堤身堤顶分别开挖止滑槽。堤脚基础按设计断面开挖，达到相对不透水层后再向下开挖1m，宽1m深的沟槽，并清理开挖断面，同时做好基坑排水及基坑边坡稳定工作。完成以上工作后，施工和测量人员再进行堤坡规格检查，并做好实地施工记录和填写堤坡工程验收单，请监理工程师验收签证后，即可铺膜。
2.3施工铺设复合土工膜
在进行坝体土工膜铺设时，可以是顺坝轴方向铺设，最好是垂直坝轴线铺设。但是为了减少焊缝的长度，通常采用顺坝坡铺方案。对于高坝来讲，土工膜铺设通常采用坝上部分垂直坝轴线来铺设，不但能满足应力最小要求，也能满足焊缝少的特点；坝底可采用顺坝铺设，以减少焊缝。复合土工膜铺设时，要按设计及规范要求，从堤顶铺到坡底基槽，并埋入相对不透水层。铺设完毕后，应尽快回填堤脚和上部护坡，以避免开挖断面局部土质差而产生滑坡，铺膜时，注意张驰适度，避免应力集中和人为损伤，要求土工膜与地基结合面务必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皱。
3.渗土工合成材料在工程施工中常出现的问题
防渗土工合成材料在工程施工中经常出现的问题有：经常遭受石块或其他尖棱物的穿刺破坏；由于土工薄膜缺少约束支撑，在承受水压力和土压力时易于被鼓破；薄膜受到下层气体或液体的顶托产生应力集中导致破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土移、浪击和水位变化等因素的影响，可能引起界面滑动，使土工薄膜产生过度拉伸、撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。只要按照施工规范和施工组织设计施工，确保施工质量，就可避免或减少类似问题的出现。
关键词：土工合成材料；围垦工程；应用
中图分类号：S277文献标识码： A
1. 土工合成材料
1.1 土工合成材料含义
目前，随着科技水平的不断提高，相关研究者将各种不同的化学材料进行综合，研制出了土工合成材料，并将其应用在岩土工程中。土工合成材料中的原材料主要包括塑料、纤维、橡胶等，将这些直接放置在土质结构中，可以对土质结构起到一定的保护作用。因其效果好，因此受到业界人士的广泛关注，在扩大其适用范围的同时还不断改革，研制出土工膜、土工织物以及土工复合材料等。这些材料因具有施工简便、耐腐蚀能力好、自重轻、性能好、成本低、强度高等优点而被广泛应用在水利工程的建设当中。
1.2 土工合成材料的使用范围
在当前的工程施工中，土工合成材料的使用范围相对较广。土工合成材料正是具有较好防渗性、耐腐蚀性的材料，且其非常适合在土木工程或岩体工程中使用，因而在水利工程中的多项工程中都可以应用，如渠道、坝体结构、防渗墙结构等等所有对结构防渗有较高要求的工程施工中。一般来讲，土工合成材料在水利工程的基层施工中应用最为广泛。这是因为采用这种施工材料，不但可以进一步提高工程的施工质量和整体性能，而且还具有很高的节能环保价值，对于促进水利事业的可持续发展也具有重要意义。同时还可以增大水资源利用效率，减少水资源浪费，做到真正的高效节能。
2. 工程实例
某围垦工程是某市最大的在建围垦项目，由北堤、顺堤、艚堤，施工便道，北闸、琵琶闸组成，围垦按五十年一遇标准建设。主堤长度13.1，最高处9.2m，最宽处120m，围区总面积28.96km2，概算总投资9.5亿元。两围堤地质勘察均为淤泥层、淤泥质土、粉质粘土、细砂、粘性土、全风化花岗岩，其中淤泥质土层厚达到10～18m，该层承载力低，沉降变形大，承载力特征值30KPa，压缩系数2.21KPa-1，抗剪强度内摩擦3.1倍，凝聚力3.3KPa呈流塑状态，容易引起沉降变形及抗滑稳定。
3. 土工合成材料的作用
3.1 过滤作用
由于土工合成材料具有良好的过滤性和透水性，因此在工程中得到了广泛应用。把土工合成材料铺设在土体表面或者两相邻土层之间，这种安装方法允许土体中的水流和气体经过土工合成材料自由排出而阻止土颗粒移动，可有效防止因土颗粒流失而造成的土体破坏，同时还避免了因土体中的气或水排不出造成的孔隙水压力升高的情况。传统的过滤材料是透水的砂石料，随着社会的发展和工程实践经验的丰富，现在大多用土工织物来代替，或者把土工织物和砂石料结合起来使用。
3.2 排水作用
具有排水作用的土工合成材料一般具有多孔隙的特点，利用这个特点，可把这种材料放置在土体中用来汇集水分，并将水排出土体。根据工程实践的需要，现在制成的具有排水作用的合成材料不仅可沿垂直于平面的方向排水，也可沿平行于平面方向排水，即具有了水平排水功能，这种功能的出现大大扩展了这种材料的应用范围。现在这种材料已广泛应用于土坝，挡土墙等水工建筑物中。
3.3 防渗作用
土工合成材料中起到防渗作用的主要是土工膜，它是将普通的土工合成材料表面涂一层树脂或橡胶等不透水材料，或将土工合成材料与塑料薄膜复合在一起而制成的产品。土工膜大多是将薄型无纺布与薄膜复合而制成的，按工程需要可以分为多种形式，主要包括一布一膜、二布一膜或三布一膜3种。在制作过程中可按工程实际需要来选择无纺布和塑料薄膜的厚度，但一般选用较厚的无纺布与薄膜复合。其中，塑料薄膜起防水、防渗作用，而无纺布则起导水作用，充分利用了两种材料的特性，所以土工合成材料可以起到很好的防渗作用。
3.4 加筋作用
土工合成材料的加筋技术总体来讲，主要包括加筋支挡结构、加筋陡坡和软土地基加筋3个方面。我们知道，土体颗粒具有一定的抗剪切性和抗压缩性，但它们的抗拉强度却是非常低的，为了改善土体的抗拉强度与变形性能，在工程实践中经常在土体内铺设或加入土工合成材料，这种施工方式很好的控制了土体的变形，增加了土体的稳定性，减少了工程中的安全隐患。
以上的工程实践充分利用了土工合成材料高抗拉强度和低破坏变形率的特点，这就是土工合成材料的加筋作用。在工程中土工合成材料这种作用主要体现在3个方面:
（1）可以应用于土石坝、河堤的建设等工程实践中，主要起到加固软弱地基、隔离和过滤作用。
（2）增加施工过程中回填与开挖边坡的稳定性。
（3）在挡土墙的回填过程中起到加筋作用，或者用来锚固挡土墙的面板。
3.5 隔离作用
在工程中，经常会出现不同的粒料层之间相互掺混的现象，使得这些粒料失去了它们应有的效果。利用土工合成材料的隔离作用，工程师们把这些材料铺设在不同的粒料层之间，有效的解决了掺混问题，大大提高了施工的效率和效果。在软弱地基上铺设碎石粒料基层时，在它们中间铺设土工织物，可有效防止层间出现土料相互侵入的现象并且能很好的控制土体的不均匀沉降。土工合成材料的隔离作用主要体现在土石坝、河堤等软土地基处理过程中。
3.6 防护作用
土工合成材料的防护作用主要体现在可以消减人类活动、自然现象和周围环境的变化对堤坡和岸坡等水工建筑物造成的危害。由于土工合成材料可以有效消除应力集中现象，也可起到应力传递作用，使应力分解，防止土体受外力作用破坏，因此在水利工程中，土工合成材料的防护作用得到了广泛应用。在被保护的水工建筑物表面覆盖一层具有良好反滤性能的土工织物，并在上面铺设一定的盖重，可有效地保护该建筑物表面不受水流和波浪等因素的破坏，与传统的护坡材料具有相同的护坡效果。
4. 质量控制措施
(1)土工布铺设前， 场地的杂物应清除干净，沿堤每隔100m横直向设伸缩节，同时对石墙体外露部位的尖角棱体进行修整，布体用细钢筋锚固在竹围上；
(2)土工布铺设平行于堤轴线，横直向机缝连接，搭接宽度不小于10cm。提倡双线连接法和三线连结法；
(3)土工格栅接缝垂直于堤轴线，一般情况下重叠1～2格连接，U 型钉对角插入或者尼龙扣双向对角锁紧；
(4)土工格栅较坚韧，按设计要求长度尺寸进料，在铺设中还应采取适当措施如：内外压边、竹桩定位、铁丝牵固等方法，防止格栅位移；
(5)基础抛石时还应对抛石基础的土工格栅采用碎石铺设或者石粉铺设，以利对格栅的保护；
(6)应加强对进场材料质量的检验，由于土工合成材料种类多种多样，生产厂家也很多，产品规格型号千差万别，因此对进场的材料应严格按照设计要求的规格、型号及技术参数进行检验，经有资质的检测单位检测合格的材料才可以进场使用；
(7)土工合成材料是高分子聚合材料，其在运输、储存、保管的环节应做好防晒工作，经太阳暴晒的材料十分容易老化而使强度大大降低、寿命大大减短；
(8)土工合成材料多种多样，功能也不尽相同，施工时应该按照相应的规程规范进行，应特别处理好材料的连接部位。
结语
土工合成材料可提高地基承载力、减少堤围沉降量、缩小堤围变形、施工工艺简单、质量容易控制、工程造价低廉的特点， 现已成功应用于软基的围垦工程。
参考文献
[1]姜洪华.水利工程中土工合成材料的应用及施工[J].科技创业家，2013，21:7.
一、前言
如今土工合成材料已经遍布我们生活的各个角落，土木合成材料拉伸强度、伸长率的高低也密切关系到我们许多设施的质量，因此对土木合成材料进行试验来探讨温度和湿度对拉伸强度、伸长率的影响是必须的。不同的项目工程对土木合成材料有不同的要求，土工合成材料在我国广泛应用。随着技术水平的不断发展，该项技术也更加成熟。
二、土工合成材料的概述
土工合成材料的总称是土木工程应用的合成材，是一种建筑复合材料，一般是以人工合成的聚合物为原料制造的产品，这些聚合物包括塑料化纤等。土工合成材料一般大量应用于岩土工程和土木工程中，其作用是将这些材料置于土体内部和各种土体之间，用来加强和保护土体免收破坏的作用。
土工合成材料的原材料是从石油、煤和天然气中提炼化学物质然后制成的高分子聚合物，再对这些材料进行加工最后制成纤维和材料片材直至成品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯（PE）、聚酯（PP）、聚酰胺（PER）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）、氯化聚乙烯（CPE）、聚苯乙烯（EPS）等。土工合成材料之所以被广泛应用是因为其具有重量轻、方便施工、耐腐蚀、质优价廉等特点。
三、土工合成材料的特点
土工合成材料具有隔离、防渗、反滤、排水、防护、加筋等作用，广泛应用于路、桥与支挡工程、闸、坝工程、护岸工程、港湾及海岸工程、防汛抢险工程、地下工程、农田水利工程、环境工程、建筑工程等领域。在生态保护方面，无论是作为一种防护结构，还是作为生态辅助措施，土工合成材料都发挥了积极的作用。应用土工合成材料作为防护结构，有利于维护河渠岸坡的稳定，防止水土流失，同时，它的多孔隙性还有利于构建适宜生物生存的生境条件，保护生物多样性和生态完整性。应用土工合成材料作为生态辅助措施，可形成生物通道、生物浮岛、生物沉床等生态结构措施，既有利于生物多样性保护，又有利于提高沟渠的自净能力，改善水质。
四、土工合成材料拉伸试验的影响因素分析
1、试验材料
本次试验研究采用的石英砂由10～20目及20～40目的石英砂按照质量比例3：1拌匀混合而成，控制砂密度为1.6g/cm3.试验研究采用6种不同类型和规格的土工合成材料，其中3种为无纺土工织物，分别记为GT1、GT2、GT3；1种为有纺土工织物，记为GT4；1种为玻纤土工格栅，记为GG5；1种为塑料土工格栅，记为GG6。
2、试验结果分析与讨论
（1）法向应力水平对试验结果的影响
根据不同条件下材料的拉伸试验结果，可得材料在不同延伸率时的拉伸割线模量.图1和图2分别为不同法向应力下GT2和GT4的侧限拉伸曲线及割线模量随伸长率的变化曲线.从图1和图2可以发现：法向应力的侧限作用对GT2（无纺土工织物）和GT4（有纺土工织物）的拉伸特性均有较大的影响，即与空气中拉伸曲线相比，侧限作用下相同伸长率对应的单宽负荷和割线模量均有较大的增长；而且这种影响随着法向应力的增大而增强。
图1给出了GG5（玻纤格栅）单宽负荷和割线模量随法向应力变化曲线.结果表明：玻纤格栅对应不同应变率的抗拉强度随法向侧限应力非线性增大，且均相较于空气中相同应变率的抗拉强度；玻纤格栅不同应变率下的割线模量同样随侧限压力增长而增长，尽管增幅比无纺土工织物小得多.
（2）拉伸速率对试验结果的影响
从图2可以看出，不同速率和不同压应力下GG6的拉伸曲线均可划分为线弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段，而且对于不同的拉伸速率，其单位宽度最大负荷比较接近，拉伸速率快时最大单宽负荷略有增大.还可以看出，不管拉伸速率如何，格栅单宽最大负荷随着法向应力的增大而增大.但是不同拉伸速率下土中拉伸的屈服阶段表现出明显的差异，即拉伸速率越慢，屈服过程越漫长，达到最大单宽负荷对应的应变越大；当拉伸速率达到4mm/min后，这种拉伸速率的影响就不再明显。
五、土工合成材料的施工方法
1、坡面铺膜防渗
关于如何运用土工合成材料在水利工程做到防渗，最主要的施工技术就是进行坡面铺设防护膜的工程模式，这种模式对施工体系和施工技术的要求最高，直接决定了工程施工工作的成败。当今工程施工中，大部分都以土石坝为主要的结构模式，因此施工方式的选用对于整个工程来说都至关重要和关键。
2、堤脚开挖和堤身削坡
堤身削坡和堤脚开挖先由人工设计，再由人工配合为辅机械施工为主的形式来完成。所以说，堤身的设计尤为关键。堤身设计一定要使坡度设计达到标准，削坡后做好仔细清理坡面的工作，做到坡面既干净又在平整度上达到标准。坡面达标后，再在提身和堤顶都要开挖止滑槽。按设计断面开挖堤脚基础，当挖到相对不透水层后再向下开挖宽1m深1m的沟槽。上述工作都准备就绪后，测量人员要对堤坡的规格做好检查备案。
3、施工铺设复合土工膜
在铺设土工膜的时候，一般最好沿着坝轴线方向垂直铺设，也可以顺着坝轴延伸的方向铺设，效果都是一样的，目的都是防渗。垂直铺设一般是资金、人力、无力都充足的情况下进行的，这样不用考虑成本问题。但是资金、人力物力短缺的情况下，就会考虑顺坝坡铺设的方案了，因为可以减少焊缝的长度。垂直铺设往往适用于高坝的铺设即通常采用坝上部分垂直坝轴线来铺设，即可满足因应力而不会导致变形的要求又能减少焊缝的特点。但是，坝底的铺设一般情况下不区分垂直还是顺坝，都会采用顺坝轴方向辐射的模式，这样即省工又减少焊缝数。施工过程中应该严格按照复合土工膜铺设时的设计及规范要求，一般步骤是从堤顶铺到坡底而不是从底部到顶部进行铺设。铺设到底部基槽出应埋入相对不透水层，之后迅速回填堤脚和上部护坡，这样做是为了避免滑坡现象的产生造成人员受伤等情况的发生。
引言
工程中为了起到保护或加强土体的作用一般将土工合成材料置于土体表层或各层土体之间。土工合成材料具有防渗、排水、反滤、防护、加筋和隔离等功能，如今在水利工程中，其规模与作用是其他工程领域无法比拟的。就目前来说，土工合成材料是继木材、钢材与水泥之后的第四种建筑材料。本文主要分析了土工合成材料的施工技术和土工合成材料在工程施工中的应用。
1 土工合成材料的分类
土工合成材料的本文由收集整理主要原料有聚乙烯、聚丙烯以及聚氯乙烯等高分子聚合物，主要分为土工织物、土工膜、土工符合材料以及土工特种材料。在近几年的水利工程中土工织物、土工膜以及土工复合材料的使用相对较多。土工织物分为有纺土工织物和无纺土工织物两种类型，在大坝工程中通常使用针刺无纺土工织物作为配水反滤设施，主要是它具有空隙率高、渗透性大以及排水性好的优点。土工膜具有很好的防渗性能，并且价格便宜。但是由于其cbr的顶破强度较弱，因此不适用于防渗要求较高的工程部位。由于土工复合材料将两种或两种以上的土工合成材料组合成了一种产品，不但品种繁多、功能各异，并且还具有防渗和排水两个作用，因此，在大坝工程中土工复合材料应用相对较多。
2 土工合成材科在水利工程方面的具体应用及其施工
2.1 混凝土坝防渗方面的应用 垂直铺膜防渗和坡面铺膜防渗是防渗土工合成材料应用的两大方面，其施工工艺和铺设工艺由于其铺设结构形式的不同也不一样。土工材料经常受到尖棱物的穿刺而被破坏；土工薄膜在承受水压力和土压力的情况下由于没有约束支持而被鼓破；薄膜在下层气体或液体的顶托作用下产生应力集中而被破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土体位移、浪击和水位变化等因素的影响而导致土工薄膜产生过度拉伸，撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。在施工过程中为了有效的避免或减少类似问题的发生一定要按照施工规范和施工组织设计进行施工以保证施工质量。
在防渗结构中设置上下垫层以保护土工膜不受破坏，并且下垫层还具有排水和排气的作用。铺设土工膜以后，由于土中排出的气体或产生的沼气过多就会顶托土工膜而造成土工膜的破坏，而膜下也会因为缺陷引发渗漏而产生积水，因此，为了有效的减少土工膜的破坏程度，尤其铺筑膜的面积加大时一定要考虑排水以及排气等措施。
（防渗设计与施工）
有毒物质进入水体不但会污染环境，更会危机人畜的生命，根据多年的经验，渠道的防渗土工膜厚度不应小于0.25mm。如果土工膜太薄不仅容易发生气孔，在施工中也容易受到损害，从而降低防渗效果。由于隧道、洞室的围岩（土）都有渗水，因此为了确保防渗衬砌工作安全进行，必须将渗水通过排水沟排走，这时主要使用复合土工膜或合适的防排水材料。
2.2 堆石坝防渗中的应用 白云水库大坝为粉土斜墙堆石坝，而坝体是经过两次填筑而成的。由于当时筑坝技术较低并且碾压质量差，因此，斜墙的密实度较差，部分地段出现了较大程度的透水。在内坝坡右侧距坝轴约5～12m间段中产生了渗透破坏变形，坝体出现了塌陷（长10m，宽8m），虽然后来对此段进行了相应的处理，但是斜墙部位和反滤料质量较差的部分由于没有处理仍然存在着不安全隐患。经过水文地质试验，粘土斜墙部位的透水性已经超过了规程的要求值。
（处理方案选择及施工）
在处理大坝病险中先后提出过四种处理方案，分别为换土重做粘土斜墙、就地翻压处理、复合土工膜防渗以及灌浆。由于复合土工膜具有防渗性能好、应变形能力强以及施工方便等优点，在结合工程的实际情况以及透水性超过规程规定的要求值等选择复合土工膜防渗铺盖方案进行处理。
为了不影响水库正常蓄水，土工膜的施工安排在第二年3月初～5月底进行，总工期92天。主要施工步骤是：拆除原护坡石→基础开挖→铺膜坝面开挖清理并夯实→防滑槽开挖→周边接合槽开挖→铺下垫层→土工膜铺设、薄膜连接→铺上垫层→回填防滑槽及保护层→周边接合槽回填→铺反滤过渡层→护坡支砌→检查验收。
2.3 加筋土挡墙的应用 极限平衡法和有限元法是目前加筋土挡墙设计的两种类型。由于不能够准确协调的建立紧材和填土两者之间的本构关系，而加筋土挡墙采用的筋材有两种，因其抗拉模量不同并缺乏破坏准则，工程中几乎都采用极限平衡法。而有限元法仅作为一种辅助的对比方法。
（加筋土垫层设计与施工）
采用圆弧法计算加筋垫层的抗深层滑动，根据实践我们看出提高的稳定平安系数较小，表明现有的稳定分析方法不能反映筋材起到的全部作用。相关研究认为，潜在的滑动面在加筋后可能会往深处发展，受到局部限制以及地基中应力分布的变化，地基土的侧向位移也会发生相应变化，但在计算中没有计入这些有利因素，因此分析方法有待改进。
2.4 反滤方面的应用 在水利工程中一定要注意水土流失的问题，如果土粒过量的流失就会造成管涌和流土破坏，当土中的水从细粒土流向粗粒土或从土内向外溢出的时候，如果没有反滤层的保护，土粒就会随着水流的作用被带出土体以外。传统的反滤材料采用的是砂砾粒，由于砂砾的粒径不同一般要分2-3层进行铺设，因此施工工艺相对而言比较复杂。工程上经常采用土工织物代替传统的颗粒层，主要是由于两者的过滤功能是一样的。在地下水的渗流作用下，采用土工织物不但有效的防止了土颗粒过量流失而造成的破坏，同时还能达到顺利排泄水流的效果，有效的避免了由于孔隙水压升高而造成的土体失稳。
土木工程材料教学内容体系存在的问题
(一)土木工程材料教学内容的丰富性与教材篇幅的有限性“大土木”概念的提出使土木工程材料的内容变得更加丰富。如:路面工程中的沥青混合料、路基与地基中水泥石灰稳定粒料材料、房屋建筑工程中的保温隔热及其他建筑功能材料、隧道工程中的速凝材料、水工建筑材料的防腐设计与控制等。由于需要学习的内容多，而课堂教学时间有限，造成了教材编写时要删除许多重要的教学内容，造成了内容体系的不完整，专业宽口径教育理念难以体现。(二)土木材料的发展性与教学内容的滞后性土木工程材料的新发展丰富了土木工程材料内容体系。如:传统混凝土，包括水泥、粗、细骨料、水四大组分。由于混凝土外加剂能使混凝土性能和功能得到显著改善和提高，因此，被称为混凝土的第五组分，是混凝土技术的重大突破。当今，外加剂技术日新月异，聚羧酸系高性能外加剂普遍应用，对此大部分教材都未提及。对于外加剂部分内容，目前教材只停留在一般性介绍这个层次，对外加剂对水泥的适应性机理、外加剂的合理掺量、外加剂与混凝土性能的联系、外加剂的检测等内容未作详细介绍。同时，对于一些外加剂对混凝土的负面影响有必要在教材中交代清楚，防止滥用和误用。近年来，为了调节和改善水泥的性能，提高水泥产量，综合利用工业废渣，在磨制水泥时基本都加入了一定比例的天然或人工无机矿物质混合材料。在混凝土配制时，常直接用磨细的无机矿物质材料取代部分水泥，称为掺合料，使其成为混凝土的第六组分。20世纪90年代以来，中国对第六组分开展了广泛研究，有学者提出六组分设计法。双掺或多掺法在个别行业得到广泛应用，并经实践证明具有较好的效果和意义，这些内容值得引入教材加以阐述和学习。对于土木工程中的功能材料，如合成高分子材料、装饰性材料、绝热保温材料、复合材料、绿色材料等内容，近年来发展较快，教材为缩短篇幅，对压缩精简内容在课堂中一般不作深入讲解，仅停留在概念介绍的层面，使得这部分内容的教学显得抽象空洞。(三)教学中存在的问题土木工程材料教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料的性质与应用，明确工程材料性质与材料结构的关系，为实现和改善材料的功能进行一定的材料设计，在工程中能对材料进行检测和质量控制。材料的结构与构造、材料的参数与性质、材料的设计与配制、现场的检测与控制等环节具有很强的实际操作性。环境条件不同，材料选用不同，设计目标差异很大，这就要求该课程应偏重于材料及其在工程中的应用。目前，土木工程材料在应用教学方面存在以下问题。一是，重理论轻应用。土木工程材料教材内容体系主要集中阐述各种材料的性能特点与技术性质，工程应用虽有介绍，但结合实际工程特别是典型工程的案例实践不多。如:混凝土的配合比与试配，即是同一配合比，在不同的地方材料或环境条件下，三参数相同，配出的混凝土性能会大不相同。或者说，实现同一目标的混凝土，在不同环境条件下，配合比会有较大区别。由此可以看出具体工程试配的重要性，同时也说明混凝土设计不是仅凭三参数就可以决定混凝土的多组分，配合比设计需与具体组成材料环境条件相结合。二是，教材提供的部分参数不一定合理。如在混凝土坍落度的选择上，由于现代机械化施工的普及，从实际工程应用看，教材提供的数据较少，在实际工作中难以借鉴。如在混凝土试配过程中，强度对水灰比非常敏感，水灰比变化0．01，强度就会有一个等级的差别。对于确定的试验室配合比，由于试验室的试验小样与现场大样存在差异，在实施时需要结合现场情况作调整，建议引入砂率、水灰比的界限值概念。三是，教材中试验与检测内容科学性、规范性有待提高。如水泥的细度试验，教材未讲清楚试验结果修正的问题，结果使得同一批次的水泥，不同的试验组，试验结果差别很大，与实际不符。又如混凝土试验，试验室养护条件不到位，学生试验结果缺少说服力。这些在一定程度上影响了学生科学工作态度和规范化操作习惯的养成。要使教材内容对工程实际有科学的指导作用，需要对教材中的不合理概念、理论、经验数据进行修改和更正，加强材料的工程应用与试验方面的调整与教学［5］。
教学内容及其体系的分解、增减、深化和建设
笔者建议从以下几个方面着手。(一)教学内容体系的扩展与组织为满足国家建设形势发展对土木工程专业人才的要求，需拓宽学生知识面。土木工程材料课程的教学要在建筑工程专业、道路工程专业材料课程内容的基础上进行必要补充。如:增加高性能混凝土一章，内容包括高强度混凝土、大流动性混凝土、掺混合料混凝土、水泥净浆等设计、生产、检测;针对道路工程增加无机结合料、土工材料、速凝材料等内容;针对材料的耐久性，增设材料耐久性设计与控制章节。内容组织方式上可分册设置教学内容，上册设置土木工程材料各专业方向的共性内容，下册安排高性能混凝土、新型土木材料(宜淡化“新型”二字)、沥青混合料、无机稳定材料、土木材料的防腐与控制等内容，根据专业方向的不同要求学生分阶段有选择地进行选修学习。(二)教学内容的分解由于水泥混凝土章节含有水泥的选择、集料的性能要求、混凝土的和易性、混凝土力学及变形性能、耐久性、外加剂、混凝土的配比和检测评定内容，内容篇幅长，课时量大，造成各章教学学时相差悬殊。笔者建议把集料部分与石材一起单独设章，充分体现集料在水泥混凝土、沥青混合料和水泥稳定粒料等复合材料中的地位，对集料材料性能与应用可充分阐述。同样，沥青和沥青基复合材料也可分为两章，以适应不同专业方向选修需要。(三)教学内容体系的深化对于高性能、高强混凝土而言，外加剂的性能与质量决定了混凝土的性能和质量，因此有必要深化混凝土外加剂的教学内容，增加外加剂与水泥的相溶性理论［6］、外加剂选择与检测方法等教学内容。此外，适当增加储能调温新材料原理、性能、设计与应用等建筑节能新技术、新材料的介绍。通过收集整理土木工程各条战线上资深专家学者的理论成果、应用经验，认真组织教材编写，使教学内容既有一定的深度和可操作性，又可分析和解决工程实际问题提供指导。(四)加强应用与试验检测内容建设结合工程实例和试验检测部分内容，突出土木工程材料基本性能与工程应用教学，重点培养学生的工程概念与工程材料应用能力。加大工程材料应用例题设置，通过讲述实际工程案例，帮助学生全面理解和掌握材料的基本性能与工程应用特性。对于试验部分教学内容，应规范试验程序、改善试验条件、增加部分新试验，培养学生科学、客观、规范、严谨的思维方法。
作者：张新胜 胡习兵 马远荣 单位：中南林业科技大学 土木工程与力学学院
为进一步提高土木工程材料课程的教学质量，笔者进行了大量的调查研究和文献分析，对南昌大学土木工程材料课程进行教学改革，并获得了省级和校级教改课题的支持。本文从教学内容、教学模式、教学方法三个方面阐述土木工程材料课程的教学改革情况，并进行了教学改革的效果评价。
一、教学内容的改革
土木工程材料种类繁多，各类自成体系，教学内容大多数是叙述性和分析性内容;同时，土工工程材料发展迅速，新材料层出不穷，以致学生在土木工程材料课程学习中难以抓住重点，出现什么都学、什么都学不好的情况。为了进一步提高土木工程材料课程的教学质量，增强学生课程学习效果，笔者从教材编写、授课内容编排、课时分配等三个方面对土木工程材料课程的教学内容进行改革。
(一)教材编写
2013年，南昌大学与其他兄弟院校编写出版了教材《土木工程材料》[12]。新编教材充分考虑到现有教材的不足，强化混凝土章节内容，增加了轻质混凝土、高性能混凝土、纤维混凝土、再生混凝土、大体积混凝土、喷射混凝土、活性粉末混凝土等新型混凝土的相关知识;根据实际教学情况，弱化部分章节，将石材、木材、合成高分子材料等章节内容进行相应删减;紧跟土木工程材料发展趋势，增加建筑节能材料章节;设置案例，在各章节中多设案例，引导学生用理论知识分析问题，与实践相结合。
(二)授课内容编排
根据土木工程材料课程特点，对授课内容进行重新编排，力求做到以下几点：突出重点内容，授课时以水泥、混凝土、沥青、沥青混合料为主要重点，以土木工程材料基本性质、气硬性胶凝材料、建筑钢材、新型墙体材料、建筑节能材料为次要重点，同时兼顾建筑功能材料、合成高分子材料、砂浆、石材、木材等;体现专业特点，注意授课内容与不同专业方向的有机融合，土木工程工民建方向专业重点突出水泥与混凝土的内容，土木工程道桥方向专业则要求掌握沥青混合料的配合比设计;水利水电工程专业则要求详细讲解大体积混凝土及其施工;紧跟土木工程材料发展趋势，更新教学内容，授课时将土木工程新材料(如新型混凝土、新型墙体材料)、新技术(如隧道盾构技术、大型混凝土构件预制技术)以及教师自身科研课题成果引入课堂教学中;结合工程应用，将国内外典型工程(如新型混凝土技术在三峡大坝、杭州湾跨海大桥应用)融入课堂教学中。
(三)课时分配
土木工程材料课程是一门理论性、实践性、实验性都非常强的课程，而土木工程材料课程的学时有限，在教学中合理分配课时是保证土木工程材料课程教学质量的关键。南昌大学的土木工程材料课程共48学时，其中课堂授课32学时，实践2学时，实验14学时，具体安排见表1。
二、 教学模式的构建
目前，土木工程材料课程的教学模式一般包括理论教学和实验教学两部分。笔者在重视理论教学的基础上，强调提高学生的实验实践能力。在土木工程材料课程中，除进行理论教学和实验教学改革外，还适当增加了实践教学环节。
(一)理论教学
土木工程材料课程需要让学生了解并掌握土木工程材料的组成、结构、生产、工艺、性能与应用的基本理论知识，为此，有必要将木工程材料课程的基本理论知识重组为土木工程材料的组成与结构、生产与工艺、性能与应用三大块进行统一讲授。同时可采用多媒体结合板书的方法进行理论教学，以达到缩减课时、增强教学效果的目的。
(二)实验教学
土木工程材料课程中现有的实验项目基本上是验证性实验，难以激发学生的学习兴趣和研究热情，因此在实验教学改革时，除了开展水泥实验、砂石实验、普通混凝土实验、沥青实验等验证性实验外，还设计了综合性实验和创新性实验。综合性实验是在设定原材料的基础上，进行不同强度等级、不同坍落度要求的高性能混凝土实验。创新性实验是让学生自选材料和自行设计实验。创新性实验前先将学生分为3～4个组并确定实验题目，要求小组同学查阅资料、集中讨论后完成创新性实验，比如减水剂与水泥相容性实验、缓凝剂对混凝土凝结时间影响实验、不同等级矿物掺合料对混凝土强度影响实验等。通过开展综合性实验和创新性实验，激发学生的研究热情，提高学生的自学能力。
(三)实践教学
在理论教学和实验教学的基础上，积极进行土木工程材料课程实践教学的探索与实践。组织学生到预拌混凝土搅拌站了解混凝土的生产运输过程，认知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比设计，或组织学生到施工现场见识混凝土的浇注养护，了解建筑钢材的性能和加工，实现理性认识到感性认识的提升，从而大大提高了教学效果。
三、教学方法的改革
在教学方法上，土木工程材料课程教师在课堂上一般采用多媒体和板书相结合的授课方式进行教学，学生基本上都是被动接受知识，很少对土木工程材料进行更深入的思考。鉴于这一缺陷，笔者在课堂教学中，增加视频播放与课堂讨论环节，提供了网络辅助教学，完善考核方法。
(一)视频播放与课堂讨论
为让学生对土木工程材料的研究和发展有更深入的了解，特别是引导学生对土木工程材料进行更深层次的思考，笔者充分利用多年从事教学和科研工作的优势，特别制作了一段50分钟左右关于材料在仿生、智能领域研究和发展的视频资料，要求
学生提前自行观看，同时在课堂上也组织学生利用1个学时观看视频资料，之后用1个学时让学生走上讲台发表观后感想。
(二)网络辅助教学
网络辅助教学是高校数字化建设的重要体现，也是教师授课质量评价的重要组成部分。网络辅助教学为学生与教师之间搭建了一个很好的交流平台。教师可将很多相关的文档、幻灯片、视频资料上传到网络辅助教学平台上，让学生自行下载。学生也可在网络辅助教学平台向教师提问，教师可定期查看和回答学生问题。在教学方法上，网络辅助教学是对课堂授课方式的一种补充。
(三)考核方法
土木工程材料课程考核方法采用课堂考勤与课堂讨论、实验实践(报告)、期中考试(开卷)、期末考试(闭卷)四种形式相结合的全程考核方法，其中四种形式占总成绩的比例分别为15%、15%、20%和50%。四种形式相结合的全程考核方法，注重培养学生的自主学习能力和独立思考能力，全面评价学生的学习水平和课程的教学效果，对改变传统的一考定成绩、加强教学过程管理、分阶段检验教学效果、改革考试方法具有积极的意义。
四、教学改革的效果评价
土木工程材料课程经过上述教学内容、教学模式、教学方法的改革，可以让学生更好地掌握土木工程材料的理论知识，强化学生的自学能力，增强学生科研动手能力，提高学生创新能力，取得了良好的效果。
(1)授课内容：教师讲课内容有主次之分，学生学习理论知识不仅简单轻松，而且也更有针对性。对此教师可以适当减少理论课时，让学生有更多的时间进行实验实践。
(2)上课形式：在课堂上播放相关视频并进行课堂讨论，引导学生自主学习并积极发言，既能提高学生的表达能力，也能帮助学生对土木工程材料发展进行更深层次的思考，激发学生的创新思维，有利于学生养成独立思考问题的习惯。
(3)实验实践环节：除了部分验证性实验项目之外，还增设了综合性实验和创新性实验。综合性实验可以让学生在最短的时间内见识到各种不同要求的混凝土，创新性实验可以激发学生的研究热情。
(4)考核方法：采用上述四种形式相结合的全程考核方法，提高了学生上课的积极性，也有利于全面评价学生的学习水平和课程学习效果。
五、 结语
土木工程材料课程是集理论、实验、实践于一体的课程，学好土木工程材料，对于后续课程的学习具有重要的作用。鉴于土木工程材料课程本身的特点和学时的限制，要提高教学效果，使学生掌握土木工程材料知识，学会合理运用土木工程材料，必须从教材编写、授课内容编排、课时分配等教学内容，理论教学、实验教学、实践教学等教学模式，以及视频播放与课堂讨论、网络辅助教学、考核方法等教学方法三个方面进行土木工程材料课程的教学改革。本文对土木工程材料课程教学改革的思考，在教学实践中已得到了实施，同时也需要在教学实践中不断充实和完善。参考文献：
[1] 苏达根，张志杰，张慧珍，等.《土木工程材料》课程改革刍议[J].理工高教研究，2004，23(3)：86-87.
[2] 杨医博，梁松.《土木工程材料》课程教学改革的设想与实践[J].北京大学学报：哲学社会科学版，2007(S2)：104-105.
关键词：复合材料；土木工程；应用措施
在工业领域，复合材料主要指的是在物理技术及化学技术的作用下，将一些具有不同性质的材料制作成一种在宏观或微观领域具有一定新特点的新型工业材料的过程。对不同材料的自身优点的发挥，是这一材料在实际应用过程中表现出的一种主要特点。在20世纪50年代，针对当时新中国所面临的百废待兴的局面，在苏联专家的帮助下，我国学者开始对复合材料问题进行了探究。在20世纪80年代，混凝土结构外贴玻璃纤维在土木工程领域的应用，让土木工程的防腐功能得到了一定程度的强化。随着土木工程技术的不断发展，碳纤维复合材料在土木工程中的应用，对土木工程中的桥梁工程等问题的优化，起到了一定的促进作用。在对与复合材料有关的问题进行探究的过程中，我们可以对这一材料在土木工程领域中的应用问题进行探究。
一、复合材料在土木工程中的作用
随着科学技术的不断发展，复合材料已经在工业生产中的多个领域得到了应用，汽车工业中汽车车身的制作工艺离不开复合材料的支持。人们日常生活中经常接触的复印机和打印机，也对这一材料进行了一定程度的应用。在对这一材料在土木工程施工项目中的应用问题进行探究之前，我们首先需要对这一材料在土木工程中所表现出来的作用进行探究。从这一技术在土木工程中的应用现状来看，结构加固补强作用，是这一材料在土木工程施工领域所发挥出来的主要作用。在笔者看来，这种结构加固补强作用主要指的是对土木工程项目自身的受力性能进行强化的一种有效方式。2008年四川汶川发生严重地震灾害以后，有关部门在灾后重建过程中就对这种复合材料进行了应用，从这一技术的应用效果来看，它对地震中受损的建筑物的加固修复工作起到了一定的促进作用。从土木建筑工程的发展现状来看，
二、复合材料在土木工程中的主要应用
（一）复合材料筋索与混凝土结构
复合材料筋索在混凝土结构中的应用，是复合材料在土木工程中应用的主要表现。通过对这种筋索的应用效果进行探究，我们可以发现，这一材料在土木工程中所表现出来的耐腐蚀性，可以让其成为土木工程中传统钢筋的替代品。这一材料的应用，对土木工程施工成本的降低，也会起到一定的促进作用。在我国东北地区及东部沿海地区，这一材料在土木工程中的应用，对工程的抗寒能力和抗盐蚀能力的提升，有着一定的促进作用。早在20世纪90年代，这一技术就开始在土木工程领域中得到了应用，在北京地区的人民大会堂加固改造工程和民族文化宫加固改造工程中，这种基于复合材料的混凝土结构就得到了应用。以民族文化宫加固改造工程为例，在改造修复技术应用过程中所使用的赛柏斯结晶防水混凝土和预制多功能吸声板等材料的应用，就是复合材料在土木工程中应用的一种表现。从这一材料的应用现状来看，建立在这一结构的技术上的复合材料、混凝土、钢管组合构建技术，是土木工程建筑材料的利用率进行提升的有效方式。
（二）全复合材料结构
在对复合性材料的力学性质进行探究以后，我们可以发现，强度高是这一材料在力学领域所表现出的一种主要特点。从这一材料在实际应用中所表现出来的特点来看，耐腐蚀性和可设计性是这种材料所表现出的一种主要特点。从这一材料在土木工程中的表现来看，全复合材料结构在土木工程领域中的桥梁工程中有着较为普遍的应用。例如复合材料桥梁的快速架设技术的出现，就可以被看作是将全复合材料结构应用于土木工程的一种表现。在人们的日常生活中，在地震、火灾、洪涝灾害（泥石流）或台风（飓风）灾害发生以后，这一技术会在灾害救援工作的开展过程中得到应用。在战争环境或军事演习项目中，工程兵部队所进行的桥梁架设作业，也可以被看做是桥梁应急快速架设措施的一种表现。不论是在灾害环境下还是在战争环境下，桥梁的应急架设工作都会对桥梁机动性和标准化问题提出较为严格的要求。由于复合材料在日常生活中具有轻量化的特点，这就使得这种材料的应用问题引起了一些学者的关注。从这一技术的应用情况来看，服务于军事领域，是这一技术的研究工作所表现出的主要特点。从这一技术的应用前景来看，随着一些军事领域的新型科研成果的问世，军队中的工程兵部队在实战环境下的桥梁架设能力会得到有效提升。
三、结论
复合材料在土木工程领域中的应用，可以让工程的施工工作更好地满足所在地区的建筑环境。在土木工程领域中，与复合材料有关的建筑技术就会具有较为广阔的发展前景。
参考文献：
[1]赵李艳.关于复合材料在土木工程中的发展与应用研究[J].江西建材,2015,21:266-267.
[2]常生学.复合材料在土木工程中的应用研究[J].四川水泥,2016,04:268.
（延安大学西安创新学院，陕西 西安 710100）
摘 要：土木工程的施工材料对工程的质量有十分重要的影响，材料选择和质量控制的好坏直接影响工程质量的好坏，本文主要对土木工程的施工材料在选择和质量控制中存在的问题进行了分析，并提出了相关的应对策略，旨在为土木工程施工提供参考.
关键词 ：土木工程；材料选择；质量控制；策略
中图分类号：TU5文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）01-0065-03
材料是土木工程施工的物质基础，诸如原材料、成品、半成品、配件以及设备等.使用符合标准的材料才能使工程质量达到要求，因此需要保证材料的质量控制，从而保证工程的施工进度和施工质量.
1 土木工程施工中材料选择与质量控制的重要性及作用
土木工程施工材料在成本上占的比例较大，是管理的主要项目之一，并且施工材料是工程质量、施工进度和施工成本的关键因素，而施工材料的选择直接影响企业的资产负债情况和竞争力，时企业短期收益和长期生存的关键.因此实现对材料的质量控制和有效管理，可以降低施工成本，提高企业的竞争力，并实现较高的施工质量.
2 土木工程中施工材料的特点与选择
人类文明与科学技术的发展，使土木工程材料在不断地发展与创新，许多材料被新型材料所取代，新型合金、陶瓷和玻璃等人工合成材料的应用越来越多，但是基本的混凝土、钢材、钢筋混泥土仍是不可替代的施工材料.现代的土木工程施工材料的选择具有以下几个特点：第一，选择材料具有高性能，如质轻、强度高，具有耐久性，多功能；第二，充分利用地方材料，使用固体废弃物生产出的环保材料；第三，使用节能型材料；第四，使用材料中不含具有毒害等作用的，有益的材料；第五，选择无污染的材料等.
在对材料进行选择时除了要考虑材料的性能，还要考虑材料本身是否具有最佳的经济性.如对钢筋材料的选择，根据钢筋的屈服的强度一般分为一级钢、二级钢和三级钢.我国主要是使用的是普通的低合金热轧钢，有四个级别.包括一级钢筋的HPB235或HPB300类型、二级钢筋的HRB335型、三级钢筋的HRB400型和司机钢筋的HRB500型.选用时根据几类钢筋的等级、尺寸和箍筋间距和负矩筋的位置、加密区进行检查.并从这些方面对钢筋进行选择.对混凝土进行选择时，要考虑混凝土的强度和耐久性，同时还要能够满足土木工程施工的工作性能要求.如水泥的用量对混凝土可泵性的影响等.
3 土木工程施工材料选择中存在的问题
相关数据同届分析结果发现，目前的土木工程施工中对施工材料的选择还存在一些问题，如钢筋、水泥和混凝土等.这些问题严重的影响了施工进度和工程的质量，造成了施工的难度.在土木工程施工中，材料选择存在的问题有下面几个方面.
3.1 材料选择方法和过程存在问题
材料选择方法和过程的问题主要表现为：一是材料选择方法不规范；二是材料选择的过程有较多的漏洞；三是对材料选择的监督力度不够.因为在土木施工中，施工单位一般会设立选择和采购施工材料的独立部门，但是对采购过程并未做到从始至终的监督和管理.因此，不乏存在谋取私利的低素质员工，在施工材料的采购过程中饱私囊、欺上瞒下和以次充好等现象，这都会严重影响工程的质量和施工进度，并损害其的形象.
3.2 材料选择与管理专业人才缺乏，素质不高
施工单位缺少材料管理的专业人才，员工整体素质偏低.施工单的员工大部分为农民工，他们的文化水平普遍不高，又缺乏材料管理的知识，这导致对施工材料的选择、管理及质量控制存在不足.并且很多单位没有认识到这一点，对此也没有引起重视，不注重人才的培养，也就造成施工质量受到影响，施工质量无法得到保证，也损害了企业的利益.
3.3 材料管理方法落后
社会和发展要求以及工程质量的要求，需要先进的材料管理方法，传统的手工材料管理方法已经无法满足现代土木工程施工的需要，容易出现人为错误和质量控制的误差，从而对工程的施工质量无法保证.因此，需要对材料的管理方法进行改革和创新.
3.4 材料管理制度未落实，不完善
许多施工单位的材料管理制度并未真正落到实处，仅停留在形式上，或者根本没有材料的管理制度.材料管理制度的实施可以保证施工材料的质量，还能保障工程项目的顺利完工，若企业只重视眼前的经济利益，忽视对材料管理制度的建设，将导致工程质量无法得到保证，施工过程中存在诸多的问题，最终造成企业的更大的经济损失.
4 做好土木工程施工材料选择与质量控制的策略
针对目前土木工程施工材料选择和质量控制存在的问题，需要对材料选择、企业本身、员工素质、管理方法和管理制度等方面采取措施.
4.1 施工材料的选择科学化
为了保证施工材料的性能与质量符合土木工程施工的要求，施工单位应该对材料的选择与草狗进行科学的规划，配置专业的材料采购员，进行材料的统一选择与采购.在做好前期材料规划与调研了解的基础上，进行材料的选择与采购并进行材料的复检.主要包括材料选购计划的制定、材料厂商的考查以及材料的复检.
材料选购计划的制定即是在工程施工前根据施工设计与线管规范要求，对施工材料的质量、规格、用量等情况进行的统一规划和统计，避免了材料的浪费；对厂家进行考查，确定厂家的资质、生产能力与技术是否能够满足施工单位对材料的要求，并从众多的厂家中择优选择；出厂检验合格的施工材料在进入施工场地后，施工单位的材料选购人员需要对材料进行复检，如对钢筋的拉抗、抗压强度、抗腐蚀性等；混凝土的和易性、强度等进行抽检，确保材料的合格.
4.2 企业应增强对材料管理和质量控制的重视，提高人员素质
施工单位不能仅仅追求经济利益，需要加强对施工材料选择和质量控制的重视力度，注重专业人才的培养、对施工人员进行培训，提高工作人员的整体素质.加大对人才的培养，一是要对培养员工的基础知识和专业知识；二是要培养员工的职业道德素质.并实现对施工人员的定期考核审查，建立完善的选拔和考核制度，这样不仅提高了施工人员的专业水平，提升了企业竞争力，还极大提高了工作效率，保证了管理工作的规范.
4.3 对材料管理方法进行改革与创新
土木工程施工需要大量的施工材料，因此需要根据各种材料的性能进行分类地堆放，同时建立材料使用的台帐、对材料及时登记进行统计.对进场的施工材料应进行严格的抽样复检，确保施工材料的合格.同时还应注意抽检中的影响因素，如检测温度与湿度、数据的精密处理以及对误差的控制等.进场后根据材料的品种和性能进行堆放和管理.对余料、短料保留原材料标记，余料堆放在制定区域，余料使用时要在余料入库号的收发卡上注明“余料”二字.
实现材料管理方法的创新，如建立材料的信息化管理方式.社会的信息化发展使计算机的应用十分广泛，对材料的管理也应该充分利用计算机的信息化优势，实现对材料的信息化管理，提高材料管理的科学性与规范性.通过建立管理的信息化实现材料管理的简单易行，节约人力资源；并能及时了解施工过程中的问题，采取解决措施.如信息化管理系统应针对施工材料的实际情况，设置不同的模块，例如材料入口、材料出口、材料库管理、材料计划、缺料和报表等模块.同时，施工单位还应不断激励员工具有创新意识，实现对管理方法的不断改革与创新.
4.4 完善材料管理制度
加强对材料管理制度的建立和完善，将材料管理制度落到实处，从而保证施工材料的质量，保证工程施工的质量，提升企业的形象.对组织机构进行优化，建立管理制度体系，明确工作人员的责权.对进场后的材料进行规范的管理，建立科学的管理制度.
5 土木工程施工中材料选择及质量控制实例分析
5.1 加强材料管理对材料选择质量控制——以混凝土、钢筋为例
根据工程的特点与施工场地的环境和施工的设计与要求，选用适当品种和强度等级的水泥.选择水泥强度的等级与混凝土的设计强度相匹配.首先对生产混凝土的厂家进行考查，从众多的厂家中择优选择满足工程需要的质量与用量的厂家.双方签订合同，明确规定混凝土的出厂检验、交货检验等规范.在混凝土出厂时厂家设置检验专员对各批次的混凝土进行抽检；当混凝土运送至施工场地后，在双方的参与下，施工单位安排专人对材料进行抽检复验，严格拒绝不合格的混凝土用于土木工程的施工中.在材料的运输过程中，厂家应该严格把关，避免运输过程中影响混凝土质量的情况发生，如雨天尽量避免混凝土的运输等.在混凝土运送至施工场地后，应避免事故人员的违规操作，如对混凝土添加外加剂会添加水泥、水等，破坏混凝土原有的配合比，影响混凝土的质量.
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定，在钢筋进入施工场地时首先应该对钢筋出厂的质保资料与钢筋炉批号进行检查，并且没困钢筋都要有贴牌，注意质保资料上的数据是否大于实际进场的钢筋数量，否则拒绝进场.应按照现行国家标准《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》的该规定对钢筋进行取试件做力学性能检验.取件按照同一牌号、规格和炉号小于60吨的每批取一组.由于钢筋在进场后需要根据设计要求进行加工，所以加工的质量也直接反应的材料的质量.因此，应该经常到钢筋加工现场了解刚加你的加工质量，并对钢筋的弯钩和弯折、箍筋的加工进行控制.其中，钢筋的弯钩和弯折应符合以下的标准：一级钢筋末端弯钩呈180°，弯弧内直径大于钢筋直径的2.5倍，弯钩弯后平直部分长度大于钢筋直径的3倍；设计要求末端弯钩135°时，二级和三级钢筋的弯弧内直径大于钢筋直径的4倍；弯折小于90°时，弯弧内直径大于钢筋直径的5倍.而箍筋的加工要求为：箍筋末端应做弯钩，注意检查弯弧内直径，弯后平直部分长度要符合设计的要求，一般情况下结构要大于5d，有抗震要求的箍筋弯钩弯折135°，弯后平直部分长度应大于10d；采用冷拉方法时，必须严格控制冷拉率，HRB235级钢筋冷拉率一般小于4%；HRB335级、HRB400级冷拉率小于1%.当发现钢筋脆断、力学性能明显不正常时，监理工程师应特别管制，并进行该批钢筋的化学成分检测等.钢筋焊接时，工作人员必须持证上岗，焊接完成后还应对焊接的接头进行质量检验与验收，以确保钢筋的质量.
5.2 完善材料管理制度对材料选择的质量控制
5.2.1 天津三建公司津湾广场建设工程材料质量控制
该施工单位为避免由于材料质量问题影响施工，对施工材料建立了材料质量控制体制.
首先，施工单位建立并完善了质量保证体系，对施工人员编制进行管理，在施工合同与委托监理合同中明确了材料质量要求与技术标准，专门设置了材料监督人员.
其次，施工单位的材料监督专员对到达施工场地的材料进行材料取样和试验，施工单位和监理单位负责提供试验结果，并保证结果的准确性与可靠性.根据试验结果是否合格作为该施工材料的评价，决定材料是否能够用于工程的施工.
此外，施工单位的质量管理处对进场的材料进行了外观、摆放方式的检查和确认；进行材料堆放时进行1批批次取样，根据总体布局对材料的规格、种类等进行要求，竖立标志；按照相关规定进行材料的存储与堆放；并对现场进行监理观察.对材料需要替代的，必须符合替代原则，并征求设计单位的同意.
在对材料进行质量控制后，天津三建公司项目与企业管理水品得到提高，并保证了施工生产的安全，提高的工程施工质量，加快了施工进度，实现经济效益400多万元.该公司对材料的质量控制主要表现在对材料的采购、管理和存放的问题上.
5.2.2 某小学综合楼建设施工材料质量控制
该工程施工单位向监理工程师提交了材料采购合同，材质证明，合格证书、材料样品与检验报告.并自行监理检测试验室对水泥、钢筋、石料、土料、泥浆、混凝土等原材料与半成品、成品材料进行取样试验，按照相关规定进行试验结果的上报与审查.施工单位计划替代用的材料在取得设计单位批准后提前14天提出了申请报告.对抽检不合格与施工中发现不合格的材料拒绝使用并运离施工场地.该小学主要是通过对材料的选购与管理，与相关制度的建立来实现施工材料的质量控制，以便保证工程的顺利施工.
6 结束语
土木工程施工材料的质量直接影响着工程施工的质量，而工程质量是企业投资经济效益的关键.目前我国的施工材料选择与质量控制还存在许多的问题，因此可以通过对材料选择的专业化、企业人员素质的提升、材料管理方法的改进、管理制度的完善等策略实现材料选择与质量控制，实现工程的高质量，高进度和企业的高利益.
参考文献：
〔1〕刘剑.探讨土木工程施工中的材料选择及质量控制对策[J].黑龙江科技信息,2014(7).
〔2〕石晔.探讨土木工程施工中的材料选择及质量控制对策[J].赤子,2013(5).
〔3〕张光旭.土木工程施工中的材料分配和质量控制的策略[J].房地产导刊,2013(26).
〔4〕王华英.土木工程施工中的材料选择及质量控制分析[J].江西建材,2014(19).
