双向土工格栅与钢筋网片加固边坡施工技术及经济性对比

谢远明 谢阳福 白银

摘 要：我国在工程建设领域对边坡的加固形式和技术已经日趋成熟，新技术、新材料的应用为工程建设提供了越来越多的便利，工程质量、安全生产及经济效益也是工程设计和施工中必须考虑的重要因素，传统边坡支护形式中，多采用钢筋网片对边坡支护起加筋作用，一般采用工厂预制网片进行现场安装，或现场人工绑扎，钢筋网片材料重量大，受人力限制很难一次进行较大面积施工，边坡上对网片固定困难，网片制作、安装工艺人工成本高，质量不易控制。用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅的土工格栅可以克服钢筋网片上述的缺陷，经济效益明显，为以后的边坡支护体系的设计、施工提供了一种新的选择。

关键词：土工格栅；钢筋网片；施工技术；经济性；对比

中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0139-02

1 力学性能研究分析

1.1 钢筋网片力学性能试验设计

为确保试验结果接近现场实际网片加工质量，在同一合格焊工采用电熔焊接的钢筋网片上截取网片节点不少于3组，每组3个试件；一字形搭接点焊不少于3组，每组3个试件。以抗拉试验形式进行评定，试验结束以焊点破坏或母材达到极限抗拉强度为依据。钢筋网材料选用HPB300φ8，网格间距20 cm× 20 cm。实验结果，见表1。

以上试验结果均为焊点先受到破坏而结束。在试验过程中，采用十字形的节点焊接的试件受力条件比较复杂，除产生较大的抗拉强度破坏特性外还有很大的力矩作用。采用一字形的节点试件受力方向比较单一，以极限抗拉强度破坏为主，产生的力矩作用对试验结果的影响可以忽略。

1.2 钢筋原材料力学性能试验

钢筋原材料力学性能试验结果，见表2。

十字型节点破坏展现出力学各向异性特性，破坏时的最大应力和强度均低于单方向受力破坏应力及强度，选取其所能承受的最大应力及抗拉强度为基础数据进行分析，既能保证现场钢筋网所能承受的最大荷载，也能为下步选取合适的格栅材料提供依据。通过钢筋原材的力学性能试验数据可以看出，焊点破坏时的抗拉强度已和屈服强度极为接近，所以用一字形焊接抗拉极限应力平均值18.43 kN和极限抗拉强度平均值 366.66 MPa作为基础数据匹配土工格栅力学参数进行对比较为合理。

1.3 土工格栅力学性能

选取三种不同规格土工格栅其理论力学性能，见表3。

钢筋网片与土工格栅力学性能对比分析，钢筋网片每延米破坏时的拉伸力为18.43 kN×4个节点=73.72 kN/m；TGDG8080型土工格栅的每延米拉伸屈服力≥80 kN/m。说明在材料强度上，土工格栅有替代钢筋网片的可行性。

2 施工工艺对比

2.1 钢筋网加固边坡施工

①施工流程：钢筋网加工→边坡开挖→基面清理→人工铺设钢筋网→固定网片→喷射混凝土

②网片制作及安装过程：一般钢筋网片材料采用HPB235或HPB300的直径6～10 mm的热轧圆钢，在工厂人工电阻焊接制作或在施工现场的边坡上人工绑扎。国内多采用工厂预制到现场进行安装的施工方法，网片加工、运输、铺装均受一定条件限制，每平米直径8 mm的钢筋网片重量为3.16 kg，大面积铺装时，工人劳动强度较大。没片网片需要进行搭接不少于一个网格，材料浪费大。安装过程中，工人立于边坡之上有很大安全风险。

2.2 土工格栅加固边坡施工

①施工流程：边坡开挖→检测、清理下承层→人工铺设土工格栅→搭接、绑扎、固定→喷射混凝土

②格栅安装：在平整的边坡上，铺设要平整，无皱折，尽量张紧。用插钉固定，铺设的格栅主要受力方向最好是通长无接头，幅与幅之间的连接可以人工绑扎搭接，搭接宽度不小于 10 cm。用人工或机具张紧格栅，力度要均匀。土工格栅成品到场，根据边坡坡长，一次性铺设到位，每平方米重量0.6～1.1 kg，大大方便工人施工操作，铺设速度快，一定程度减少安全威胁。

3 经济效益对比分析

钢筋网片加固边坡施工工艺，其成本包括钢筋原材料费用、加工费用、安装费、运输费用等组成。土工格栅施工工艺，其成本包括原材料费用、安装费及运输费用等。经调查分析，每平方米的网片成品成本在6～7元；TGDG8080土工格栅的材料费用同样在6～7元。两种材料的成本费用几乎相当，但在安装的成本上，钢筋网片重量大，搭接铺设的材料损失大，人工成本远远高于土工格栅的安装成本。

4 结 语

通过在材料力学性质、施工工艺及施工成本方面进行的研究，说明土工格栅在基坑边坡加固，隧道边仰坡及其他需要进行土坡等结构的支护措施上有一定的优势，为工程设计、支护材料及工艺选择上提供一定的依据，可以将此类高密度聚合材料进一步在工程建设中加以推广，提供社会经济效益。

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