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(qiáng)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(cuò)的編織方式并在鋼塑帶兩面壓制雙向交錯(cuò)螺旋式花紋，在其兩側(cè)按照一定的距離增設(shè)防滑凸點(diǎn)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(zhǎng)度，沿結(jié)點(diǎn)斜向設(shè)置對(duì)角拉環(huán)。該對(duì)角拉環(huán)用同一根鋼筋彎制焊接，用于布設(shè)格柵時(shí)局部定點(diǎn)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(hù)體整體強(qiáng)度。從而提高了格柵與支護(hù)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(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益，尤其適用于錨網(wǎng)支護(hù)，邊坡和擋土墻防護(hù)工程。

縱橫交錯(cuò)編織；固定安裝環(huán)；壓制花紋

1 引言

為了增強(qiáng)鋼塑格柵的性能，促進(jìn)鋼塑格柵的實(shí)用性和增加市場(chǎng)需求，文章對(duì)大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行有效的分析研究，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，為進(jìn)一步鋼塑格柵的研究奠定基礎(chǔ)。

許多國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)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(duì)鋼塑格柵的加筋帶進(jìn)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(duì)鋼塑格柵的物理力學(xué)特性作了綜述。國(guó)外對(duì)鋼塑格柵的研究起步較早，五、六十年代美國(guó)、加拿大和英國(guó)開(kāi)始研究土工格柵。八十年代開(kāi)始對(duì)PG(Polymer Geogrid聚合物網(wǎng)柵)進(jìn)行應(yīng)用研究，英國(guó)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(wèn)題，其他方面并沒(méi)有做出實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，成本較高。

文章加強(qiáng)了對(duì)鋼塑格柵更深層次的研究，提出進(jìn)一步解決方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了其具有更高的抗拉強(qiáng)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(duì)比優(yōu)點(diǎn)

普通鋼塑格柵在經(jīng)緯向交接點(diǎn)處剝離力小(僅30N)，焊點(diǎn)容易開(kāi)裂，從而造成施工困難，防側(cè)移位的作用減小等問(wèn)題。鋼塑格柵受到的拉力為來(lái)自不同于縱橫方向的斜拉力，格柵肋節(jié)點(diǎn)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(duì)以上問(wèn)題，我們對(duì)傳統(tǒng)鋼塑格柵做出改進(jìn)。新型鋼塑格柵具有強(qiáng)度大、承載力強(qiáng)、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(zhǎng)等特點(diǎn)，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(hù)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(jìn)性

3.1 采用穿插交錯(cuò)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(diǎn)處上下咬合嵌鎖。這樣可以使土工格柵具有高抗拉強(qiáng)度，縱橫帶交織不易分離，節(jié)點(diǎn)牢固，嵌鎖性能較好。

3.2 增設(shè)固定安裝環(huán)

①運(yùn)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(zhǎng)度，沿結(jié)點(diǎn)斜向設(shè)置對(duì)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(shí)局部定點(diǎn)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(hù)體整體強(qiáng)度。同時(shí)，間隔固定又提高了格柵與支護(hù)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(jì)位置進(jìn)行一體化連接。

③將改進(jìn)加強(qiáng)型鋼塑格柵肋條帶邊緣部位的高分子聚乙烯層進(jìn)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(diǎn)的距離相同的地方在肋帶正反面交錯(cuò)增設(shè)橫撐，并在鋼塑格柵的復(fù)合肋帶增設(shè)雙向交錯(cuò)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(shí)減少鋼塑格柵四邊形單元網(wǎng)格的受力長(zhǎng)度。

4 抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

試驗(yàn)采用的新型鋼塑格柵規(guī)格為Φ0.7mm×12（根），長(zhǎng)寬為1200mm×1200mm，網(wǎng)孔為100mm×100mm。通過(guò)WEW-600B液壓式萬(wàn)能拉伸機(jī)對(duì)鋼塑格柵帶進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，采用多次試驗(yàn)的方法測(cè)尋出較為合適的松緊度．固定好受拉格柵后可進(jìn)行試驗(yàn)。觀察荷載—位移變化曲線(xiàn)，若格柵所受拉力急劇減小并保持較小值一段時(shí)間后，即可結(jié)束張拉，停止張拉后，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)果輸出。由拉伸測(cè)試記錄可以看出

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

5 結(jié)論

(1)在材料性能方面，新型鋼塑格柵強(qiáng)度大、承載力強(qiáng)、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(jì)效益方面，新型鋼塑格柵成本較低，具有較高的直接經(jīng)濟(jì)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(hù)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(guó)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。