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土工格室简介
土工格室作为一种新型的合成材料，在八十年代末九十年代初，欧美等国家就开始了大量的研发工作，并经试验和现场应用证明在提高一般填土承受动荷以及路基防护方面均有很大的功效。我国在九十年代初在吸收国外先进经验的基础上，开始了土工格室的开发研究工作，并在道路基床病害整治，固定松散介质的应用方面取得了重大突破。随着人们对土工格室特性的进一步了解，已经发现其具有其它土工材料（土工布、土工膜、土工格栅、土工模袋、土工网等）不可替代的优势，使其在诸多领域有着独特的应用前景。
1、土工格室的特点
土工格室是采用高强度聚乙烯片材，经高强度超声波焊接而成的三维立体网状结构材料；具有材质轻，耐磨损，耐老化，耐化学腐蚀，适用温度范围宽，拉伸强度高，刚性、韧性好，抗冲击力强，尺寸相对稳定，运输方便；在施工中连接简单易行，施工方法简单，从而简化了施工工序，提高了施工速度；并可以反复多次使用。
2、土工格室的工作原理
a、如下图所示：当外荷作用于地基表面时依据普朗特尔理论和泰勒理论可知，地基中将形成一个锲形的主动状态区，此区推挤过渡区，随后向斜上方推挤被动状态区。因此地面的承载能力取决于沿滑动面的抗剪强度和作用于这三个区的力，提高地基承载能力可以通过增大抗剪强度或加固这三个区来实现，用土工格室加固，在宏观上通过格室加固层的整体抗剪能力以及微观上利用格室壁与格室内填土间摩擦力来实现加固以上三个区和增加抗剪强度，从而达到提高地基承载力的目的。
b.由于土工格室是空间立体结构，可做为基础垫层，亦能限制格室上、下土体的水平位移即给周围土体增加了一个水平约束力，从而降低土体内的主应力差，调解土体的应力状态和改善土体的变形特性。
c.大多情况下格室内充填砂砾或碎石等非粘性材料，因此，土工格室加固层又是一个水平排水通道，可加快饱和土固结过程中空隙水压力消散速度，从而加速土体的固结。
总之，土工格室具有垫层、加筋、排水、调节应力及变形，提高土体抗渗能力的综合功效。
3、应用范围
土工格室被广泛应用于修筑铁路、公路、沙漠、沼泽、滩涂、机场的软基和边坡防护及稳定处理，也可以用于治理山体滑坡、挡土墙修建、路基堤堑的过渡、桥台跳车、河道的防护、堤坝的加固、管道衬垫、临时道路、还可以用于城市绿化的植被保护等方面。
4、土工格室与其它土工材料的性能比较
三维立体结构的土工格室不同于其它土工材料的二维结构，它在承受拉力，抗剪刚度和材料与土接触面的摩擦力方面均比其它土工材料有明显提高和改善。格室与格内填料组成一个具有较大刚度的三维整体结构，可以承担上部结构的荷载，更重要的是能够限制结构和地基土的侧向变型，同时亦可调节地基土的受力状态，降低地基沉降，使地基沉降趋于一致，此外还具有承受动应力的工程特性。在工程应用中无须采取锚固措施，施工快速便捷，特别对于那些软弱、松散地层、一旦铺设土工格室垫层后，施工车辆即可马上在垫层上行驶。铺设土工格室的路基能充分保证其基床的稳定，承担或消除部分动荷带来的不利影响。铺设土工格室的路基还具有减害作用。
5、土工格室的施工方法
土工格室作为一种新型的土工合成材料。施工快捷、方便、省力、具体施工步骤见（图3），整平施工场地，清除杂物。铺设施工垫层并压实，然后铺设土工格室,铺设中要尽量拉紧，不得有褟皱。及时用填料填充格室内并压实，同时观测格室变形和检查密实度。最后修正边坡完工。
6、土工格室与其它材料的经济分析比较
1.）整治膨胀土路基病害使用土工格室和换填渗水土作比较，按每公里造价计算：（见表1）
表1: 2m和4m堤高时每公里地基处理造价比较表
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堤
高 |
换填渗水土 |
土工格室加固 |
节省造价
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|
挖
基 |
换
填 |
造
价 |
格
室 |
垫
层 |
造
价
|
|
M
|
M3 |
M3 |
万元 |
M2 |
M2
|
万元 |
万元 |
|
2
|
4700
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63575
|
170.5
|
15000
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16225
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115.7
|
54.8
|
|
4
|
61000
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86850
|
232.0
|
22000
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23295
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170.1
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61.9
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2.）土工格室加强夯处理方案和粉喷桩加土工布砂垫层方案处理软弱地基作比较，按每公里造价计算：
1.土工格室+强夯处理方案
a、
强夯地基费用约15元/平方米
1000米长线路
路基底面宽12米
费用：15×1000×12=18万元
b、级配砂石25元/方
费用：25×1000×12×0.4=12万元
c、
土工格室单价70元/平方米
费用：70×1000×10=70万元
合计：100万元（不包括其它零散费用）
2、粉喷桩+土工布垫层处理方案
a、
粉喷桩市场最低价格约30元/米
30×1000×12×3×1.6=172.8万元
b、土工布12元/平方米
12×1000×14×1.1=18.48万元
c、
级配砂石料
25×1000×12×0.3=9万元
合计：200.28万元
由以上数字看出：土工格室加强夯加固综合处理方案仅是粉喷桩加土工布处理方案费用的50%。
综上述所见，土工格室在处理软弱地基方面具有施工简便、降低工程造价缩短施工工期的特点，经济效益和社会效益巨大，是值得使用的新技术新材料。
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