鋼塑格柵的加強技術(shù)探究

吳凱麗 魏蓬 王洪飛 賈顥晨

山東科技大學(xué)泰安校區(qū)

鋼塑格柵的加強技術(shù)探究

吳凱麗 魏蓬 王洪飛 賈顥晨

山東科技大學(xué)泰安校區(qū)

本文探討了一種新型鋼塑格柵。該新型鋼塑格柵的格柵帶采用穿插交錯的編織方式并在鋼塑帶兩面壓制雙向交錯螺旋式花紋，在其兩側(cè)按照一定的距離增設(shè)防滑凸點和橫撐，從而增大格柵帶與混凝土的界面摩擦系數(shù)。在必要的環(huán)境下，每隔一定長度，沿結(jié)點斜向設(shè)置對角拉環(huán)。該對角拉環(huán)用同一根鋼筋彎制焊接，用于布設(shè)格柵時局部定點固定，拉環(huán)固定可采用帶有彎鉤的短鋼筋，然后噴層固結(jié)和覆蓋，從而改變格柵經(jīng)緯向通常受力為局部受力的情況，降低單根網(wǎng)條的拉應(yīng)力和應(yīng)力集中，提高支護體整體強度。從而提高了格柵與支護主體的結(jié)合度，使其形成一體，共同受力。該格柵具有良好的工程應(yīng)用價值與經(jīng)濟效益，尤其適用于錨網(wǎng)支護，邊坡和擋土墻防護工程。

縱橫交錯編織；固定安裝環(huán)；壓制花紋

1 引言

為了增強鋼塑格柵的性能，促進鋼塑格柵的實用性和增加市場需求，文章對大量的相關(guān)文獻資料進行有效的分析研究，并進行了現(xiàn)場調(diào)研，為進一步鋼塑格柵的研究奠定基礎(chǔ)。

許多國內(nèi)專業(yè)人員對鋼塑格柵做了較深入的研究。覃君分析了土工格柵的作用及其施工工藝；楊海濤、黃培敏對鋼塑格柵的加筋帶進行了探討；王立新及張水根研究分析了鋼塑格柵在道路中的應(yīng)用；陳明德對鋼塑格柵的物理力學(xué)特性作了綜述。國外對鋼塑格柵的研究起步較早，五、六十年代美國、加拿大和英國開始研究土工格柵。八十年代開始對PG(Polymer Geogrid聚合物網(wǎng)柵)進行應(yīng)用研究，英國NETLON有限公司研究了鋼塑格柵的材料性能及路用性能。

目前鋼塑格柵有的只是單單解決了鋼塑格柵的某一方面工藝問題，其他方面并沒有做出實質(zhì)性改進，成本較高。

文章加強了對鋼塑格柵更深層次的研究，提出進一步解決方案，并通過實驗證明了其具有更高的抗拉強度，承載力更大，大大優(yōu)化了其使用性能。

2 新型鋼塑格柵與傳統(tǒng)鋼塑格柵對比優(yōu)點

普通鋼塑格柵在經(jīng)緯向交接點處剝離力小(僅30N)，焊點容易開裂，從而造成施工困難，防側(cè)移位的作用減小等問題。鋼塑格柵受到的拉力為來自不同于縱橫方向的斜拉力，格柵肋節(jié)點處的高分子聚乙烯層斷裂，使得鋼絲受到外界環(huán)境的腐蝕而斷裂。針對以上問題，我們對傳統(tǒng)鋼塑格柵做出改進。新型鋼塑格柵具有強度大、承載力強、抗腐蝕、防老化、摩擦系數(shù)大、孔眼均勻、施工方便、使用壽命長等特點，全面的解決了傳統(tǒng)土工格柵的不足?？蓮V泛應(yīng)用于路基邊坡、高速公路、公路養(yǎng)護等地面工程，特別適用于深海作業(yè)、堤岸加固。

3 新型鋼塑格柵的先進性

3.1 采用穿插交錯的編織方式

新型鋼塑格柵采用將鋼塑帶縱、橫交叉編織成格，并且在格柵帶經(jīng)緯向的交接點處上下咬合嵌鎖。這樣可以使土工格柵具有高抗拉強度，縱橫帶交織不易分離，節(jié)點牢固，嵌鎖性能較好。

3.2 增設(shè)固定安裝環(huán)

①運用直徑為8mm或者12mm的鋼筋制作出固定安裝環(huán)，每隔一定長度，沿結(jié)點斜向設(shè)置對角拉環(huán)（用同一根鋼筋彎制焊接，改善受力效果），用于布設(shè)格柵時局部定點固定，改變格柵經(jīng)緯向通常受力為局部受力的情況，降低單根網(wǎng)條的拉應(yīng)力和應(yīng)力集中，提高支護體整體強度。同時，間隔固定又提高了格柵與支護主體的結(jié)合度，使其形成一體，共同受力。②拉環(huán)固定可采用帶有彎鉤的短鋼筋，然后由噴層固結(jié)和覆蓋，也可利用錨桿或錨索的設(shè)計位置進行一體化連接。

③將改進加強型鋼塑格柵肋條帶邊緣部位的高分子聚乙烯層進行加厚處理。

3.3 壓制螺旋式花紋

在四邊形單元的復(fù)合肋帶上，距縱橫帶中點的距離相同的地方在肋帶正反面交錯增設(shè)橫撐，并在鋼塑格柵的復(fù)合肋帶增設(shè)雙向交錯螺旋式花紋。增大鋼塑格柵復(fù)合肋帶與巖土層和混凝土層的摩擦面積和摩擦系數(shù)，使得鋼塑格柵與巖土層和混凝土層結(jié)合得更加緊密同時減少鋼塑格柵四邊形單元網(wǎng)格的受力長度。

4 抗拉強度實驗

試驗采用的新型鋼塑格柵規(guī)格為Φ0.7mm×12（根），長寬為1200mm×1200mm，網(wǎng)孔為100mm×100mm。通過WEW-600B液壓式萬能拉伸機對鋼塑格柵帶進行拉伸實驗，采用多次試驗的方法測尋出較為合適的松緊度．固定好受拉格柵后可進行試驗。觀察荷載—位移變化曲線，若格柵所受拉力急劇減小并保持較小值一段時間后，即可結(jié)束張拉，停止張拉后，通過計算機進行結(jié)果輸出。由拉伸測試記錄可以看出

傳統(tǒng)鋼塑格柵拉伸曲線在拉力達到16.3KN時，發(fā)生抽絲現(xiàn)象，強度隨之降低。新型鋼塑格柵在拉力達到17.2KN時，曲線下降，強度降低。由此得出新型鋼塑格柵的抗拉強度大于同一規(guī)格傳統(tǒng)鋼塑格柵的抗拉強度。

5 結(jié)論

(1)在材料性能方面，新型鋼塑格柵強度大、承載力強、抗腐蝕、防老化、摩擦系數(shù)大、施工方便，全面的解決了傳統(tǒng)土工格柵的不足。

(2)在經(jīng)濟效益方面，新型鋼塑格柵成本較低，具有較高的直接經(jīng)濟效益。

(3)鋼塑格柵在施工工藝中具有良好的使用效果。

(4)在工程應(yīng)用方面，新型鋼塑格柵可廣泛應(yīng)用于路基邊坡、高速公路、公路養(yǎng)護等地面工程，特別適用于深海作業(yè)、堤岸加固。

[1]覃君.淺析土工格柵作用及其施工工藝[J].農(nóng)家之友(理論版),2012,16(4):23～40.

[2]陳明德.國外坦薩土工格柵物理力學(xué)特性綜述[J]2011,25(2):12～25.

[3]王立新.土工布及格柵在道路工程中的應(yīng)用[J].公路,2012,15(3):26～32.

[4]Schdosser F.Long N T Recent result in French research on reinforced earth[J].Journal of Construction Division,ASCE,2014,100(CO3):223～237.

[5]蔣濱松.土工格柵在城市道路改造中的應(yīng)用[J].科技資訊.2011,12(6):21～35.

吳凱麗（1996年4月），女，漢族，山東省聊城市，學(xué)生，本科，山東科技大學(xué)，工程管理。魏蓬（1994年9月），男，漢族，山東省日照市，學(xué)生，本科，山東科技大學(xué)，土木工程王洪飛（1995年10月），男，漢族，山東省濱州市，學(xué)生，本科，山東科技大學(xué)，工程管理。賈顥晨（1997年4月），男，漢族，山西省大同市，學(xué)生，本科，山東科技大學(xué)，土木工程。