雙向土工格柵與鋼筋網片加固邊坡施工技術及經濟性對比

謝遠明 謝陽福 白銀

摘 要：我國在工程建設領域對邊坡的加固形式和技術已經日趨成熟，新技術、新材料的應用為工程建設提供了越來越多的便利，工程質量、安全生產及經濟效益也是工程設計和施工中必須考慮的重要因素，傳統邊坡支護形式中，多采用鋼筋網片對邊坡支護起加筋作用，一般采用工廠預制網片進行現場安裝，或現場人工綁扎，鋼筋網片材料重量大，受人力限制很難一次進行較大面積施工，邊坡上對網片固定困難，網片制作、安裝工藝人工成本高，質量不易控制。用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經熱塑或模壓而成的二維網格狀或具有一定高度的三維立體網格屏柵的土工格柵可以克服鋼筋網片上述的缺陷，經濟效益明顯，為以后的邊坡支護體系的設計、施工提供了一種新的選擇。

關鍵詞：土工格柵；鋼筋網片；施工技術；經濟性；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 力學性能研究分析

1.1 鋼筋網片力學性能試驗設計

為確保試驗結果接近現場實際網片加工質量，在同一合格焊工采用電熔焊接的鋼筋網片上截取網片節點不少于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，試驗結束以焊點破壞或母材達到極限抗拉強度為依據。鋼筋網材料選用HPB300φ8，網格間距20 cm× 20 cm。實驗結果，見表1。

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

1.2 鋼筋原材料力學性能試驗

鋼筋原材料力學性能試驗結果，見表2。

十字型節點破壞展現出力學各向異性特性，破壞時的最大應力和強度均低于單方向受力破壞應力及強度，選取其所能承受的最大應力及抗拉強度為基礎數據進行分析，既能保證現場鋼筋網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。通過鋼筋原材的力學性能試驗數據可以看出，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力平均值18.43 kN和極限抗拉強度平均值 366.66 MPa作為基礎數據匹配土工格柵力學參數進行對比較為合理。

1.3 土工格柵力學性能

選取三種不同規格土工格柵其理論力學性能，見表3。

鋼筋網片與土工格柵力學性能對比分析，鋼筋網片每延米破壞時的拉伸力為18.43 kN×4個節點=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片的可行性。

2 施工工藝對比

2.1 鋼筋網加固邊坡施工

①施工流程：鋼筋網加工→邊坡開挖→基面清理→人工鋪設鋼筋網→固定網片→噴射混凝土

②網片制作及安裝過程：一般鋼筋網片材料采用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場的邊坡上人工綁扎。國內多采用工廠預制到現場進行安裝的施工方法，網片加工、運輸、鋪裝均受一定條件限制，每平米直徑8 mm的鋼筋網片重量為3.16 kg，大面積鋪裝時，工人勞動強度較大。沒片網片需要進行搭接不少于一個網格，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，鋪設要平整，無皺折，盡量張緊。用插釘固定，鋪設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，根據邊坡坡長，一次性鋪設到位，每平方米重量0.6～1.1 kg，大大方便工人施工操作，鋪設速度快，一定程度減少安全威脅。

3 經濟效益對比分析

鋼筋網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。經調查分析，每平方米的網片成品成本在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，但在安裝的成本上，鋼筋網片重量大，搭接鋪設的材料損失大，人工成本遠遠高于土工格柵的安裝成本。

4 結 語

通過在材料力學性質、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構的支護措施上有一定的優勢，為工程設計、支護材料及工藝選擇上提供一定的依據，可以將此類高密度聚合材料進一步在工程建設中加以推廣，提供社會經濟效益。

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