引言
整體鋼塑土工格柵是一種采用高強鋼絲(或其他金屬絲)經特殊工藝包覆高分子聚合物(如聚乙烯、聚丙烯)后,通過超聲波焊接或其它高強度連接方式,形成整體性極強的網狀結構材料。它兼具鋼材的高強度、高模量與塑料的耐腐蝕、抗老化特性,是現代巖土工程中一種性能優異的加筋增強材料。本文將系統講解其工程應用。
一、材料特性與優勢
- 高強度與高模量:內部的鋼絲或鋼絞線提供了極高的抗拉強度(可超過100kN/m)和低延伸率,能有效約束土體變形。
- 耐久性優異:外層塑料包裹層隔絕了鋼絲與腐蝕介質的接觸,耐酸、堿、鹽及微生物侵蝕,使用壽命長。
- 整體節點強度高:采用焊接等工藝,節點強度高,力傳導效率好,避免了編織格柵可能出現的節點滑移問題。
- 與土體嵌鎖力強:獨特的網孔結構能與填料(如碎石、砂土)產生良好的咬合與嵌鎖作用,形成穩定的復合體。
二、主要工程應用領域
- 路基與路面工程:
- 軟基處理:鋪設于軟土地基表層或分層填筑中,通過加筋作用分散荷載,減少不均勻沉降,提高地基承載力,加速施工進度。
- 路堤加筋:用于高填方路堤、陡坡路堤,增強整體穩定性,防止邊坡滑塌。
- 防治反射裂縫:用于舊路改造或新建道路的基層/底基層,能有效抑制和延緩瀝青路面反射裂縫的產生。
- 邊坡防護與生態修復:
- 加筋土擋墻:作為拉筋材料,與面板、填土共同構成柔性支擋結構,用于公路、鐵路、港口的岸墻、橋臺等,具有抗震性好、適應變形能力強、節約用地等優點。
- 生態護坡:與三維植被網、植生袋等結合,在穩定邊坡的為植被生長提供載體,實現工程防護與生態綠化的統一。
- 水利與堤壩工程:
- 用于加固江河湖海的堤壩、海堤,提高抗沖刷和整體穩定性。
- 用于水庫、尾礦壩的加筋,增強壩體抗滑安全系數。
- 特殊地基處理:
- 用于處理橋頭跳車問題,在橋臺臺背填土中鋪設,協調橋臺與路基的剛度差異,減少工后沉降。
- 用于機場跑道、貨場、集裝箱堆場等對地基要求高的大型場地基礎加固。
三、施工要點與注意事項
- 場地準備:地基應平整、堅實,清除樹根、尖石等可能刺傷格柵的雜物。必要時鋪設一層找平砂墊層。
- 鋪設與張緊:
- 格柵主強度方向(通常為縱向)應垂直于路線或主受力方向鋪設。
- 應平整鋪設,無明顯褶皺,并采用插釘、U型釘或碎石壓重等方式初步固定,防止移位。
- 鋪設后宜用機械或人工適度張緊,使其初步承受一定張力,與土體緊密接觸。
- 連接與搭接:幅與幅之間應采用專用連接棒、扣件或鐵絲牢固綁扎連接,搭接寬度一般不小于10-15cm。在受力關鍵部位(如擋墻面層連接處)需進行專門設計。
- 填料與碾壓:
- 填料應分層攤鋪和碾壓,嚴禁運輸車輛直接在裸露的格柵上行駛。
- 第一層填料宜采用輕型機械(如小型推土機)從格柵中部向兩側推進,攤鋪厚度不小于20cm并初步壓實后,方可允許重型設備上場。
- 碾壓方向宜從格柵中部向兩側進行,避免直接碾壓格柵外緣。
- 防護措施:鋪設后應盡快覆蓋填料,避免長時間暴露在紫外線下。施工中應避免損傷格柵表面的聚合物保護層。
四、選型與設計考量
工程應用中,需根據具體工程要求(如設計拉力、延伸率、填料類型、工程等級、設計壽命等)進行專項設計選型。主要參數包括:
- 極限抗拉強度:根據計算所需提供的加筋力確定。
- 2%或5%伸長率下的拉伸力:反映其在實際工作狀態下的剛度。
- 節點強度:確保節點效率高。
- 幅寬與網孔尺寸:與施工便利性和填料粒徑匹配。
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整體鋼塑土工格柵以其卓越的力學性能、持久的耐久性和可靠的工程效果,已成為解決軟基處理、邊坡穩定、支擋結構等巖土工程難題的關鍵材料之一。正確的材料選擇、嚴謹的工程設計和規范的施工操作,是充分發揮其技術經濟效益、保障工程長期安全穩定的關鍵。隨著材料技術和設計理論的不斷發展,其應用前景將更加廣闊。