雙向土工格柵與鋼筋網(wǎng)片加固邊坡施工技術(shù)及經(jīng)濟性對比

謝遠明 謝陽福 白銀

摘 要：我國在工程建設(shè)領(lǐng)域?qū)吰碌募庸绦问胶图夹g(shù)已經(jīng)日趨成熟，新技術(shù)、新材料的應(yīng)用為工程建設(shè)提供了越來越多的便利，工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益也是工程設(shè)計和施工中必須考慮的重要因素，傳統(tǒng)邊坡支護形式中，多采用鋼筋網(wǎng)片對邊坡支護起加筋作用，一般采用工廠預(yù)制網(wǎng)片進行現(xiàn)場安裝，或現(xiàn)場人工綁扎，鋼筋網(wǎng)片材料重量大，受人力限制很難一次進行較大面積施工，邊坡上對網(wǎng)片固定困難，網(wǎng)片制作、安裝工藝人工成本高，質(zhì)量不易控制。用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵的土工格柵可以克服鋼筋網(wǎng)片上述的缺陷，經(jīng)濟效益明顯，為以后的邊坡支護體系的設(shè)計、施工提供了一種新的選擇。

關(guān)鍵詞：土工格柵；鋼筋網(wǎng)片；施工技術(shù)；經(jīng)濟性；對比

中圖分類號：TU473.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0139-02

1 力學(xué)性能研究分析

1.1 鋼筋網(wǎng)片力學(xué)性能試驗設(shè)計

為確保試驗結(jié)果接近現(xiàn)場實際網(wǎng)片加工質(zhì)量，在同一合格焊工采用電熔焊接的鋼筋網(wǎng)片上截取網(wǎng)片節(jié)點不少于3組，每組3個試件；一字形搭接點焊不少于3組，每組3個試件。以抗拉試驗形式進行評定，試驗結(jié)束以焊點破壞或母材達到極限抗拉強度為依據(jù)。鋼筋網(wǎng)材料選用HPB300φ8，網(wǎng)格間距20 cm× 20 cm。實驗結(jié)果，見表1。

以上試驗結(jié)果均為焊點先受到破壞而結(jié)束。在試驗過程中，采用十字形的節(jié)點焊接的試件受力條件比較復(fù)雜，除產(chǎn)生較大的抗拉強度破壞特性外還有很大的力矩作用。采用一字形的節(jié)點試件受力方向比較單一，以極限抗拉強度破壞為主，產(chǎn)生的力矩作用對試驗結(jié)果的影響可以忽略。

1.2 鋼筋原材料力學(xué)性能試驗

鋼筋原材料力學(xué)性能試驗結(jié)果，見表2。

十字型節(jié)點破壞展現(xiàn)出力學(xué)各向異性特性，破壞時的最大應(yīng)力和強度均低于單方向受力破壞應(yīng)力及強度，選取其所能承受的最大應(yīng)力及抗拉強度為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行分析，既能保證現(xiàn)場鋼筋網(wǎng)所能承受的最大荷載，也能為下步選取合適的格柵材料提供依據(jù)。通過鋼筋原材的力學(xué)性能試驗數(shù)據(jù)可以看出，焊點破壞時的抗拉強度已和屈服強度極為接近，所以用一字形焊接抗拉極限應(yīng)力平均值18.43 kN和極限抗拉強度平均值 366.66 MPa作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匹配土工格柵力學(xué)參數(shù)進行對比較為合理。

1.3 土工格柵力學(xué)性能

選取三種不同規(guī)格土工格柵其理論力學(xué)性能，見表3。

鋼筋網(wǎng)片與土工格柵力學(xué)性能對比分析，鋼筋網(wǎng)片每延米破壞時的拉伸力為18.43 kN×4個節(jié)點=73.72 kN/m；TGDG8080型土工格柵的每延米拉伸屈服力≥80 kN/m。說明在材料強度上，土工格柵有替代鋼筋網(wǎng)片的可行性。

2 施工工藝對比

2.1 鋼筋網(wǎng)加固邊坡施工

①施工流程：鋼筋網(wǎng)加工→邊坡開挖→基面清理→人工鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→固定網(wǎng)片→噴射混凝土

②網(wǎng)片制作及安裝過程：一般鋼筋網(wǎng)片材料采用HPB235或HPB300的直徑6～10 mm的熱軋圓鋼，在工廠人工電阻焊接制作或在施工現(xiàn)場的邊坡上人工綁扎。國內(nèi)多采用工廠預(yù)制到現(xiàn)場進行安裝的施工方法，網(wǎng)片加工、運輸、鋪裝均受一定條件限制，每平米直徑8 mm的鋼筋網(wǎng)片重量為3.16 kg，大面積鋪裝時，工人勞動強度較大。沒片網(wǎng)片需要進行搭接不少于一個網(wǎng)格，材料浪費大。安裝過程中，工人立于邊坡之上有很大安全風(fēng)險。

2.2 土工格柵加固邊坡施工

①施工流程：邊坡開挖→檢測、清理下承層→人工鋪設(shè)土工格柵→搭接、綁扎、固定→噴射混凝土

②格柵安裝：在平整的邊坡上，鋪設(shè)要平整，無皺折，盡量張緊。用插釘固定，鋪設(shè)的格柵主要受力方向最好是通長無接頭，幅與幅之間的連接可以人工綁扎搭接，搭接寬度不小于 10 cm。用人工或機具張緊格柵，力度要均勻。土工格柵成品到場，根據(jù)邊坡坡長，一次性鋪設(shè)到位，每平方米重量0.6～1.1 kg，大大方便工人施工操作，鋪設(shè)速度快，一定程度減少安全威脅。

3 經(jīng)濟效益對比分析

鋼筋網(wǎng)片加固邊坡施工工藝，其成本包括鋼筋原材料費用、加工費用、安裝費、運輸費用等組成。土工格柵施工工藝，其成本包括原材料費用、安裝費及運輸費用等。經(jīng)調(diào)查分析，每平方米的網(wǎng)片成品成本在6～7元；TGDG8080土工格柵的材料費用同樣在6～7元。兩種材料的成本費用幾乎相當(dāng)，但在安裝的成本上，鋼筋網(wǎng)片重量大，搭接鋪設(shè)的材料損失大，人工成本遠遠高于土工格柵的安裝成本。

4 結(jié) 語

通過在材料力學(xué)性質(zhì)、施工工藝及施工成本方面進行的研究，說明土工格柵在基坑邊坡加固，隧道邊仰坡及其他需要進行土坡等結(jié)構(gòu)的支護措施上有一定的優(yōu)勢，為工程設(shè)計、支護材料及工藝選擇上提供一定的依據(jù)，可以將此類高密度聚合材料進一步在工程建設(shè)中加以推廣，提供社會經(jīng)濟效益。

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