1. Применение и проектирование в дорожном строительстве
1. Проектирование укрепления земляного полотна
Основная функция:
За счет трения между решеткой и грунтом подавляется неравномерная осадка земляного полотна, повышается общая несущая способность и уменьшается количество отражательных трещин.
Проектные моменты:
Количество решеток и расстояние между ними:
Для мягких грунтовых оснований или участков с высокими насыпями обычно укладывают 1-3 слоя с расстоянием между слоями 0,3-0,5 м (регулируется в зависимости от высоты насыпи).
Пример: На участке с насыпью высотой 8 м уложено два слоя решеток (расстояние между слоями 0,4 м), что позволило снизить осадку после работ на 60%.
Выбор прочности на разрыв:
Как правило, для земляного полотна 30-50 кН/м; для дорог с интенсивным движением (например, горнодобывающие дороги) требуется 80-120 кН/м.
Направление укладки: перпендикулярно средней линии дороги, покрывая всю ширину земляного полотна, а два края загибаются и закрепляются ≥2м.
2. Соединение новых и старых земляных полотен
Техническая сложность: Дифференциальная осадка приводит к продольным трещинам.
Проектный план:
На стыке выкапываются ступени (ширина ≥2м, уклон 1:1,5), и поперек стыковочного шва укладывается односторонняя решетка, простирающаяся на 5 м на новые и старые земляные полотна.
Прочность на разрыв решетки ≥60 кН/м, длина перекрытия ≥20 см, крепится U-образными гвоздями (шаг 1м×1м).
3. Укрепление крутых склонов
Проблема: Высокий риск сползания склона, необходимо повысить прочность грунта на сдвиг.
Проектная стратегия:
Решетка укладывается горизонтально вдоль линии горизонталей, перпендикулярно потенциальной поверхности трещин, с шагом 0,2-0,3 м, а количество слоев определяется в зависимости от высоты склона (на каждые 3 м увеличения высоты склона укладывается 1 слой).
Решетка у подножия склона должна быть заделана в стабильный слой грунта ≥1м, а надземное крепление вершины склона ≥3м.
2. Применение и проектирование в железнодорожном строительстве
1. Обычное железнодорожное основание
Функциональные требования: выдерживать динамические нагрузки поездов и контролировать деформацию земляного полотна.
Проектные параметры:
Прочность решетки на разрыв ≥80 кН/м, а удлинение ≤10% (соответствует стандарту GB/T 21825).
Укладывается на 0,3 м ниже поверхности подстилающего слоя, укладывается однослойно по всему сечению, с шириной перекрытия ≥30 см и крепится сваркой.
2. Балластный путь для пассажирских перевозок
Основные требования: Точность контроля осадки земляного полотна ≤10 мм.
Проектный план:
В основании подстилающего слоя используется композитная конструкция «сетка + гравийная фракция», с шагом сетки 0,2 м и прочностью на разрыв 120 кН/м.
В сочетании с композитным фундаментом из свай CFG решетка должна покрывать грунт между сваями для усиления эффекта рассеивания напряжений.
3. Укрепление слоя балласта
Проблема: Смещение частиц балласта приводит к рыхлости балластного слоя.
Инновационный проект:
На дне балластного слоя укладывается односторонняя сетка с размером ячеек, соответствующим размеру частиц балласта (рекомендуется 50-80 мм), для ограничения бокового перемещения частиц.
Кромка решетки закрепляется на откосе земляного полотна, чтобы предотвратить потерю каркаса.
3. Опорные конструкции и инженерные сооружения на склонах
1. Подпорная стенка из армированного грунта
Принцип проектирования: Решетка выступает в качестве растягивающего ребра, образуя композит с насыпью для противодействия давлению грунта за стенкой.
Основные параметры:
Длина натяжения: длина активной зоны + длина анкеровки, анкеровочный участок ≥0,7 высоты стены и ≥5 м.
Шаг и количество слоев:
При высоте стены ≤6 м вертикальный шаг составляет 0,5 м, а прочность однослойной решетки ≥50 кН/м;
При высоте стены >6 м шаг составляет 0,3-0,4 м, а прочность ≥80 кН/м.
Испытание на растяжение: Коэффициент трения между решеткой и заполнителем необходимо определить путем полевых испытаний (обычно ≥0,35).
2. Экологическая защита скальных склонов
Область применения: укрепление растительностью поверхности из щебня для уплотнения грунта и предотвращения камнепадов.
Проектные моменты:
Решетка имеет небольшие ячейки (20-30 мм) и крепится к склону с помощью анкеров (шаг 1,5 м × 1,5 м), образуя армированную сетчатую подушку.
Верхний слой покрыт грунтом (толщина ≥15 см), а общая устойчивость повышается в сочетании с корневой системой растений.
3. Ликвидация оползней
Применимые условия: мелкие оползни (толщина оползня <3 м) или предотвращение оползней.
Проектное решение:
Многослойные решетки укладываются вдоль склона поверхности трещин, с шагом между слоями 0,2 м, прочностью ≥100 кН/м, а оба конца закрепляются в стабильном основании ≥2 м.
В сочетании с дренажным водоотводным каналом снижается негативное влияние порового давления воды на решетку.
IV. Применение и проектирование в гидротехническом строительстве
1. Обработка основания плотины водохранилища
Проблема: Недостаточная несущая способность грунта основания плотины, склонность к фильтрации и повреждениям.
Проектный план:
После очистки основания плотины укладываются два слоя однонаправленной решетки (прочность ≥60 кН/м) с расстоянием между слоями 0,3 м, покрывающие всю площадь дна плотины.
При совмещении решетки с противофильтрационной пленкой (например, пленкой HDPE) под мембраной необходимо установить геотекстильный защитный слой во избежание прокола.
2. Проект защиты берегов реки
Функция: предотвращение эрозии водного потока и потери почвы на склоне берега.
Технические детали:
Решетка укладывается горизонтально вдоль берега реки, а после захода на склон берега закрепляется ≥1,5 м, а выступающая часть оборачивается железобетонными блоками или экологическими блоками для защиты откосов.
При скорости потока воды >2 м/с используется противоударная решетка (дизайн с поверхностным зубчатым рисунком, коэффициент трения увеличен до >0,5).
3. Укрепление противофильтрации канала
Логика проектирования: решетка повышает трещиностойкость почвы канала и уменьшает утечки с помощью противофильтрационных материалов.
Типичные методы:
Укладывается решетка (прочность ≥40 кН/м) на уплотненный слой обычной почвы, затем укладывается бентонитовое водонепроницаемое полотно, и наконец заливается бетонная облицовка.
Внахлест решетки выполняется сварка двойным швом, прочность сварного шва ≥80% прочности основного материала.
5. Ключевые моменты для проектирования специальных участков
1. Быстрая обработка мягких грунтов
План мероприятий на случай чрезвычайных ситуаций:
Применяется комбинация «решетка + слой песчаной подушки + дренажная плита». Решетка укладывается в середине слоя песчаной подушки с прочностью ≥50 кН/м для ускорения отвода поровой воды.
В процессе строительства скорость засыпки контролируется ≤15 мм/сут, чтобы избежать поломки решетки из-за бокового смещения грунта.
2. Район сезонной мерзлоты
Контроль замерзания:
Решетка укладывается на 0,5 м ниже слоя мерзлого грунта, чтобы перекрыть путь восходящей миграции влаги и уменьшить силу пучения.
Выбирается решетка, устойчивая к низким температурам (температура хрупкости ≤-40 ℃), например, из модифицированного полипропиленового материала.
3. Высокая интенсивность движения (например, взлетно-посадочные полосы аэропортов)
Усиленная конструкция:
Используется многослойный плотный укладочный процесс (расстояние 0,2 м, 3-4 слоя), а разрывное усилие составляет ≥150 кН/м для образования жесткого армированного слоя.
В сочетании с методом конечных элементов (например, программное обеспечение Plaxis) оптимизируется расположение решетки для противодействия сосредоточенным нагрузкам от колес самолетов.
VI. Инструменты и стандарты проектирования
Вычислительное программное обеспечение:
Geostudio: анализ устойчивости и деформации армированного решеткой грунта.
Lizheng Geo-Si: расчет длины и внутреннего усилия подпорной стены.
Основные критерии:
"Технические условия на применение геосинтетических материалов для автомобильных дорог" (JTG/T D32)
"Нормы проектирования земляного полотна железных дорог" (TB 10001)
"Технические условия на применение геосинтетических материалов" (GB/T 50290)