土工格柵信息網

土工格柵在公路、鐵路中用於地基加固已非常普遍,現行設計規範中一般以格柵的抗拉強度作為設計要求的力學指標。實際上,影響加筋效果的因素有多種,國內也曾進行過多項試驗來研究不同加筋層數,墊層厚度等對加筋的影響,但對於格柵由於生產工藝、網孔形狀、網孔大小、肋條形狀等物理性質不同而導致加筋效果差異的試驗,國內尚鮮有研究。通過原位淺層載荷板試驗,研究了不同類型土工格柵加筋墊層的承載力和變形性能。試驗表明,不同原材料、不同生產工藝、物理、力學性質不同的土工格柵,其加筋墊層的承載力和變形性能等皆不同,應力擴散效果也有差別,其中格柵的高強度並不能強化加筋效果。
經編滌綸土工格柵(滌綸格柵),選取用聚酯滌綸纖維為原料。採用經編定向結構,織物中的經緯向紗線相互間無彎曲狀態,交叉點用高強纖維長絲***結合起來,形成牢固的結合點,充分發揮其力學性能,經編滌綸土工格柵(滌綸格柵)具有抗拉強度高,延伸力小,抗撕力強度大,縱橫強度差異小,耐紫外線老化、耐磨損、耐腐蝕、質輕、與土或碎石嵌鎖力強,對增強土體抗剪及補強提高土體的整體性與荷載力,具有顯著作用。
聚酯經編滌綸土工格柵採用高強度滌綸工業長絲,經過經編定向織造格線坯布,經PVC塗覆加工成土工格柵。套用於軟土地基處理和路基、堤壩等工程的加筋增強,以提高工程質量降低工程造價。

經編滌綸土工格柵特點

1、具有極高的抗拉強度
2、延伸率較小
3、耐侵蝕、耐老化
4、與基料有較強的咬合力
5、質量輕、有排水作用
經編滌綸土工格柵用途:
1、經編滌綸土工格柵被用於公路、鐵路、市政道路等各種道路軟土路基加筋增強,能有效地提高路基的強度,延緩道路的反射裂縫。
2、經編滌綸土工格柵水利工程中的堤壩、河道的加筋、隔離,加固軟土基礎,增強其防護能力,提高基礎的承載力和穩定性。
3、經編滌綸土工格柵用於路堤邊坡加筋、擋土牆加筋,增強整體強度,公路、鐵路、水利等軟土地基增強加筋。
4、經編滌綸土工格柵用於鐵道道渣保護:由於火車震動及風吹雨淋,造成道渣流失,用土工格柵包裹住道渣,防止道渣流失,提高路基的穩定性;
5、經編滌綸土工格柵用於鐵道擋牆:土工格柵用於鐵路邊上的擋牆增強,例如火車站內用台和貨台,可延長使用壽命,減少維修費用;
6、經編滌綸土工格柵用於加筋擋土牆:在公路旁邊和垂直擋牆中加鋪土工格柵,可提高擋牆的承載能力;
7、橋台地基一般很容易向下沉陷,出現跳車現象,在橋台地基下鋪設土工格柵,可提高承載力,穩固橋台。

施工方法

格柵應鋪於施工路面瀝青層的粗粒石上,原有的路面宜先平整,經整理、修整並清理後予施工,用普通格柵需要用特定鋼釘予以固定格柵搭接,接頭橫向大於5cm,縱向大於10cm鋪設經瀝青處理過的土工格柵儘量少灑瀝青粘層油,用自粘式土工格柵施工,經膠輪壓路機適度碾壓後,即可攤鋪瀝青混合料並壓實,無需特定鋼釘固定。
土工格柵

1前言

近些年來,土工格柵在公路、鐵路路基方面的套用越來越多,格柵用作加固地基,提高承載力,減小墊層厚度等方面的作用很明顯。很多室內試驗也探討了加筋層數、墊層厚度、地基土強度等因素對加筋效果的影響。在我國各種現行的設計規範中,對地基加固用土工格柵的選取,還是以抗拉強度作為唯一指標,而未考慮不同生產工藝、不同原材料、不同物理、力學性質的土工格柵的不同加筋效果,結果造成地基加固用的土工格柵的抗拉強度越來越高。實際上,國外早已開始研究影響加筋效果的因素,美國工程兵團⑴⑵在二十世紀九十年代對輕型飛機下柔性路面基層中的格柵做了大量研究,得出影響加筋效果的一些主要因素,格柵的強度沒有位列其中。表1為當時得出的加筋影響因素。
表1影響加筋效果的因素(美國工程兵團1992)
土工格柵比較項目性能比較項目評定
肋條厚度越厚越好
剛度剛度越大越好
形狀正方形或矩形比圓形或曲線形好
網孔大小與填土粒料大小有關
形狀圓形或正方形
硬度越硬越好
節點強度須有最小的節點強度
格柵割線模量
(ASTMD4595)須有最小的要求割線模量。最優值未知
穩定性(平面抗扭剛度)湯姆斯i金力博土(DrThomasKinney)的“格柵網孔平面扭曲穩定”實驗研究了格柵對改善道路通車性能的有利作用。在一定扭矩作用下最小網孔抗扭割線模量能較好地反映格柵的這一性能
荷蘭交通與基礎工程信息中心編寫的CROW157報告是荷蘭道路結構的設計指南,其第六***和第十一***專門針對土工合成材料,將加筋材料的生產工藝分類,並針對每個類別提出了其加筋性能曲線⑶。從曲線上看出,與其它類型格柵相比,拉伸型格柵的加筋性能相對較好。
坦薩公司的新型三向土工格柵於2007年在歐洲上市,為了研究這種格柵的加筋效果,英國建築研究中心BRE(BuildingResearchEstablishment)專門製作了直徑3米的大型承載力試驗設備,研究不同類型格柵、不同加筋層數、不同地基土類型對加筋效果的影響⑷。從模型試驗結果看,三向格柵由於其獨特的幾何結構,加筋地基的效果更勝一籌。
本文通過載荷板試驗對不同類型格柵加筋墊層開展了現場試驗研究,選取了目前市場上常用的拉伸型、經編型、和焊接型雙向格柵,以及坦薩公司的新型專利產品—拉伸型三向格柵等四種材料,比較不同格柵類型加筋墊層的承載能力、變形特性、及荷載擴散特性。
分析
當土工格柵用於地基加固時,在其上鋪設的碎石層會穿過土工格柵網孔並嵌於網孔中。只有當碎石層的側向變形被很好地約束,整個加筋墊層才會形成一個穩定的,整體的結構。這時加筋的機理就不能用“張拉膜”理論解釋,而是網孔的嵌鎖作用。而影響嵌鎖作用的因素,實際就是列於表1中影響加筋效果的因素。
1)從節點強度看,拉伸型格柵的節點與網孔是在生產中同時形成,為一個整體;而焊接格柵與經編格柵的節點都是在縱、橫向加筋帶形成後再二次通過焊接、編結的工藝成型,其節點強度必然會比拉伸型格柵小。而節點強度不夠,就會造成網孔的平面抗扭剛度小,無法很好地約束碎石的側向變形。這應該是造成焊接、經編格柵加筋性能不如拉伸型格柵的主要原因。
2)從網孔大小看,焊接格柵網孔最大接近100mm,許多碎石會堆積在網孔內,只能靠碎石之間自身的作用相互擠壓,加筋效果不明顯;而經編格柵網孔最小,不到15mm,97%以上的碎石粒徑都大於這個值,這使得碎石無法嵌擠進入網孔,只能“浮”于格柵之上,加筋的效果大打折扣。而兩種拉伸型格柵的網孔都正好與碎石粒徑相適應,加筋效果自然就會比較明顯。
3)從網孔形狀看,坦薩三向格柵TX170由於其獨特的三角形網孔結構,就比同為拉伸型格柵的SS30加筋效果好,證明三角形網孔對碎石的嵌鎖能力更強,加筋墊層的性能更好。
結論
(1)格柵加筋後對地基承載力都有不同程度的提高。而沖孔拉伸型土工格柵的優勢較為明顯,尤其是坦薩三向格柵,由於其網孔呈現特殊的三角形,改善程度尤為突出,與不加筋方案相比,極限承載力可以提高35%左右。
(2)加筋墊層的性能除了體現在承載力上面,關鍵的一點也是要看對地基土的擾動。三向格柵斷面,沉降主要發生在碎石層內,而砂層沉降只占總沉降的30%不到,說明對砂層的擾動極小。而經編格柵和焊接格柵斷面,砂層的沉降都很大,尤其是焊接格柵斷面,在荷載作用下,對地基有極大的擾動。
(3)通過公式計算加筋墊層的變形模量得到模量比,三向格柵依然最具優勢。
(4)砂層頂面的應力主要作用在45度擴散角範圍內,這與設計中採用45度擴散角進行加筋墊層的計算相吻合。
(5)抗拉強度最小的三向格柵,各項數據分析,其加筋性能都最優,證明加筋的效果與強度關係不大,這點與美國工程兵團⑴⑵和CROW157⑶的結果吻合。因此在對格柵選型的時候,設計師不能簡單地以抗拉強度作為設計唯一指標。
土工格柵市場的蓬勃發展出乎我們很多人的意料,這種90年代從國外引進的新型建築材料,今天被廣泛使用在各種路基路面以及高強度要求的土木工程中。隨著市場需求的不斷擴大,生產企業也如雨後春筍般出現,競爭的激烈導致各種質量水平和價格的出現,作為採購者應該如何選擇?
堅持用質量去開創市場,不與同行搞價格戰,因為價格戰最終的結局是連敗俱傷,而且客戶最終也成為受害者。價格戰必然會影響產品質量,為了減少成本,會用降低原材料標準的方式節約材料成本,直接導致產品外觀、強度各方面的下降。
土工格柵的價格,根據不同材質與強度大小進行區分,強度越高價格越貴,沒有經過出廠強力實驗的產品,負責人的廠家是不會出廠或者進行型號降低後出廠。土工格柵的質量決定著工程質量,土工格柵質量只是一個方面,像施工中使用填料的質量也會影響土工格柵作用的發揮。
土工格柵按產品的受力形式分為雙向土工格柵和單向土工格柵、按產品的物質構成分為玻璃纖維土工格柵,合成纖維土工格柵,聚丙乙烯土工格柵、鋼塑複合土工格柵。
近幾年聚丙乙烯單向土工格柵在舊路路基施工中套用較為普遍,它能夠有效防治路基的不均勻沉降、縱向裂縫和舊路面的裂縫的反射。
PE/PP土工格柵是由高分子聚合物經擠出、雙向拉伸而成,拉伸強度大,適用於各種土壤,其各項性能指標都優於未經拉伸的土工網,是目前最理想的加筋加固材料之一。該格柵可廣泛套用於高速公路、市政道路、鐵路、飛機跑道等路基增強,公路、鐵路以及江河海岸邊的加筋土擋牆的加筋工程;江河海壩的堤壩增強;礦井加固以及果園、菜地、牲畜、工地圍欄等眾多領域,隨著通佳機械與全球第一煤炭生產企業神華集團的成功合作,此種產品在礦井加固領域的套用得到了大力的推廣。
土工格柵套用越來越廣泛。土工格柵由20世紀80年代引入中國,幾年前在工程基地上找個人問:“知道什麼是土工格柵嗎?”?”很多人都搖頭。隨著土工格柵生產規模的壯大,土工格柵生產技術的提高創新,土工格柵被大量的套用的公路、鐵路的修建當中,一些濕地、沼澤以及港口等土木工程的處理更加熱衷於使用土工格柵。由於土工格柵的作用和特性,可以大大的減少土木工程的工作量,提高土木工程的工作效率和質量,土工格柵系列產品越來越受歡迎

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