钢塑格栅的加强技术探究

吴凯丽 魏蓬 王洪飞 贾颢晨

山东科技大学泰安校区

钢塑格栅的加强技术探究

吴凯丽 魏蓬 王洪飞 贾颢晨

山东科技大学泰安校区

本文探讨了一种新型钢塑格栅。该新型钢塑格栅的格栅带采用穿插交错的编织方式并在钢塑带两面压制双向交错螺旋式花纹，在其两侧按照一定的距离增设防滑凸点和横撑，从而增大格栅带与混凝土的界面摩擦系数。在必要的环境下，每隔一定长度，沿结点斜向设置对角拉环。该对角拉环用同一根钢筋弯制焊接，用于布设格栅时局部定点固定，拉环固定可采用带有弯钩的短钢筋，然后喷层固结和覆盖，从而改变格栅经纬向通常受力为局部受力的情况，降低单根网条的拉应力和应力集中，提高支护体整体强度。从而提高了格栅与支护主体的结合度，使其形成一体，共同受力。该格栅具有良好的工程应用价值与经济效益，尤其适用于锚网支护，边坡和挡土墙防护工程。

纵横交错编织；固定安装环；压制花纹

1 引言

为了增强钢塑格栅的性能，促进钢塑格栅的实用性和增加市场需求，文章对大量的相关文献资料进行有效的分析研究，并进行了现场调研，为进一步钢塑格栅的研究奠定基础。

许多国内专业人员对钢塑格栅做了较深入的研究。覃君分析了土工格栅的作用及其施工工艺；杨海涛、黄培敏对钢塑格栅的加筋带进行了探讨；王立新及张水根研究分析了钢塑格栅在道路中的应用；陈明德对钢塑格栅的物理力学特性作了综述。国外对钢塑格栅的研究起步较早，五、六十年代美国、加拿大和英国开始研究土工格栅。八十年代开始对PG(Polymer Geogrid聚合物网栅)进行应用研究，英国NETLON有限公司研究了钢塑格栅的材料性能及路用性能。

目前钢塑格栅有的只是单单解决了钢塑格栅的某一方面工艺问题，其他方面并没有做出实质性改进，成本较高。

文章加强了对钢塑格栅更深层次的研究，提出进一步解决方案，并通过实验证明了其具有更高的抗拉强度，承载力更大，大大优化了其使用性能。

2 新型钢塑格栅与传统钢塑格栅对比优点

普通钢塑格栅在经纬向交接点处剥离力小(仅30N)，焊点容易开裂，从而造成施工困难，防侧移位的作用减小等问题。钢塑格栅受到的拉力为来自不同于纵横方向的斜拉力，格栅肋节点处的高分子聚乙烯层断裂，使得钢丝受到外界环境的腐蚀而断裂。针对以上问题，我们对传统钢塑格栅做出改进。新型钢塑格栅具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点，全面的解决了传统土工格栅的不足。可广泛应用于路基边坡、高速公路、公路养护等地面工程，特别适用于深海作业、堤岸加固。

3 新型钢塑格栅的先进性

3.1 采用穿插交错的编织方式

新型钢塑格栅采用将钢塑带纵、横交叉编织成格，并且在格栅带经纬向的交接点处上下咬合嵌锁。这样可以使土工格栅具有高抗拉强度，纵横带交织不易分离，节点牢固，嵌锁性能较好。

3.2 增设固定安装环

①运用直径为8mm或者12mm的钢筋制作出固定安装环，每隔一定长度，沿结点斜向设置对角拉环（用同一根钢筋弯制焊接，改善受力效果），用于布设格栅时局部定点固定，改变格栅经纬向通常受力为局部受力的情况，降低单根网条的拉应力和应力集中，提高支护体整体强度。同时，间隔固定又提高了格栅与支护主体的结合度，使其形成一体，共同受力。②拉环固定可采用带有弯钩的短钢筋，然后由喷层固结和覆盖，也可利用锚杆或锚索的设计位置进行一体化连接。

③将改进加强型钢塑格栅肋条带边缘部位的高分子聚乙烯层进行加厚处理。

3.3 压制螺旋式花纹

在四边形单元的复合肋带上，距纵横带中点的距离相同的地方在肋带正反面交错增设横撑，并在钢塑格栅的复合肋带增设双向交错螺旋式花纹。增大钢塑格栅复合肋带与岩土层和混凝土层的摩擦面积和摩擦系数，使得钢塑格栅与岩土层和混凝土层结合得更加紧密同时减少钢塑格栅四边形单元网格的受力长度。

4 抗拉强度实验

试验采用的新型钢塑格栅规格为Φ0.7mm×12（根），长宽为1200mm×1200mm，网孔为100mm×100mm。通过WEW-600B液压式万能拉伸机对钢塑格栅带进行拉伸实验，采用多次试验的方法测寻出较为合适的松紧度．固定好受拉格栅后可进行试验。观察荷载—位移变化曲线，若格栅所受拉力急剧减小并保持较小值一段时间后，即可结束张拉，停止张拉后，通过计算机进行结果输出。由拉伸测试记录可以看出

传统钢塑格栅拉伸曲线在拉力达到16.3KN时，发生抽丝现象，强度随之降低。新型钢塑格栅在拉力达到17.2KN时，曲线下降，强度降低。由此得出新型钢塑格栅的抗拉强度大于同一规格传统钢塑格栅的抗拉强度。

5 结论

(1)在材料性能方面，新型钢塑格栅强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、施工方便，全面的解决了传统土工格栅的不足。

(2)在经济效益方面，新型钢塑格栅成本较低，具有较高的直接经济效益。

(3)钢塑格栅在施工工艺中具有良好的使用效果。

(4)在工程应用方面，新型钢塑格栅可广泛应用于路基边坡、高速公路、公路养护等地面工程，特别适用于深海作业、堤岸加固。

[1]覃君.浅析土工格栅作用及其施工工艺[J].农家之友(理论版),2012,16(4):23～40.

[2]陈明德.国外坦萨土工格栅物理力学特性综述[J]2011,25(2):12～25.

[3]王立新.土工布及格栅在道路工程中的应用[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]蒋滨松.土工格栅在城市道路改造中的应用[J].科技资讯.2011,12(6):21～35.

吴凯丽（1996年4月），女，汉族，山东省聊城市，学生，本科，山东科技大学，工程管理。魏蓬（1994年9月），男，汉族，山东省日照市，学生，本科，山东科技大学，土木工程王洪飞（1995年10月），男，汉族，山东省滨州市，学生，本科，山东科技大学，工程管理。贾颢晨（1997年4月），男，汉族，山西省大同市，学生，本科，山东科技大学，土木工程。