土工格柵

土工格柵（geogrid）是一種主要的土工合成材料，與其他土工合成材料相比，它具有獨特的性能與功效。常用作加筋土結構的筋材或複合材料的筋材等。

土工格柵分為塑膠土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和聚酯經編滌綸土工格柵四大類。格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經熱塑或模壓而成的二維格線狀或具有一定高度的三維立體格線屏柵，當作為土木工程使用時，稱為土工格柵。

基本介紹

• 中文名：土工格柵
• 外文名：geogrid
• 包括：聚丙烯、聚氯乙烯等
• 環境：當作為土木工程使用時
• 屬性：土工合成材料
• 性能特點：強度大、蠕變小、適應各類環境土壤

分類

塑膠

經過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網材，按其製造時拉伸方向的不同可為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經擠壓製出的聚合物板材（原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯）上沖孔，然後在加熱條件下施行定向拉伸。單向拉伸格柵只沿板材長度方向拉伸製成；雙向拉伸格柵則是繼續將單向拉伸的格柵再在與其長度垂直的方向拉伸製成。

雙向塑膠土工格柵

由於塑膠土工格柵在製造中聚合物的高分子會隨加熱延伸過程而重新排列定向，加強了分子鏈間的聯結力，達到了提高其強度的目的。其延伸率只有原板材的10%～15%。如果在土工格柵中加入炭黑等抗老化材料，可使其具有較好的耐酸、耐鹼、耐腐蝕和抗老化等耐久性能。

礦用

礦用格柵是一種煤礦井下用塑膠護幫網，以聚丙烯為主要原材料，經過阻燃、抗靜電技術處理後，採用雙向拉伸方法形成的整體結構的“雙抗”塑膠網。該產品便於施工，成本低，安全美觀

礦用格柵

礦用土工格柵在煤礦工作中也稱作煤礦井下用雙向拉伸塑膠網假頂，簡稱假頂網。礦用土工格柵是專門為煤礦井下回採工作面假頂支護和巷道護幫支護設計製造的，是採用幾種高分子聚合物並填加其它改性劑，經加熱，擠壓，成型，沖孔，拉伸，定型，卷取等工序製造而成。礦用土工格柵與金屬紡織網，塑膠編織網相比，具有重量輕，強度大，各向同性，抗靜電，無腐蝕，阻燃的特點，是一種新型煤礦井下支護工程及土木工程用網狀格柵材料。

礦用土工格柵主要用於煤礦井下回採工作面假頂支護工程，礦用格柵亦可用作其它礦山巷道工程、邊坡防護工程、地下土建工程和交通道路工程的土石錨固、加強的材料，礦用格柵是塑膠紡織網的最佳替代產品之一。

礦用格柵尺寸及偏差

礦用格柵力學性能

礦用格柵的燃燒性能

技術優勢

磨擦不易產生靜電。在煤礦井下的環境裡，塑膠網表面電阻平均值均在1×109Ω以下。

阻燃性能良好。可分別達到煤炭行業標準MT141-2005、MT113-1995規定的阻燃性能。

便於洗煤。塑膠網的密度在0.92左右，小於水的密度，在洗煤過程中，破碎的網片漂浮在水面，易於被沖洗掉。

防腐蝕能力強，抗老化。

便於施工和運輸。塑膠網相對比較柔軟，在施工中不宜劃傷工人，而且具有容易捲曲打捆，礦用格柵剪裁和比重輕的優點，因而便於井下運輸、攜帶和施工。

縱橫方向均有較強的承載能力。由於這種塑膠網是雙向拉伸而非編織的，所以網孔蠕變數小，而且網孔尺寸均勻，能有效防止碎煤塊的掉落，保護井下工人的安全和礦井下工人的安全和礦車運行的安全。

套用領域

該產品主要用於煤礦井下開採時的護幫，可作為錨桿巷道、支護巷道、錨噴巷道等多種巷道的支護材料。用於假頂時，雙層以上聯合使用。

鋼塑

鋼塑土工格柵以高強鋼絲（或其他纖維），經特殊處理，與聚乙烯（PE），並添加其他助劑，通過擠出使之成為複合型高強抗拉條帶，且表面有粗糙壓紋，則為高強加筋土工帶。由此單帶，經縱、橫按一定間距編制或夾合排列，採用特殊強化粘接的熔焊技術焊接其交接點而成型，則為加筋土工格柵。

鋼塑土工格柵

產品特點：

強度大、變形小；

蠕變小；

耐腐蝕、壽命長：鋼塑土工格柵以塑膠材料為保護層，在輔以各種助劑使其具有抗老化、氧化性能，可耐酸、鹼、鹽等惡劣環境的腐蝕。因此，鋼塑土工格柵可以滿足各類永久性工程100年以上的使用需求，且性能優，尺寸穩定性好。

施工方便快捷、周期短、成本低：鋼塑土工格柵鋪設、搭接、定位容易、平整，避免了重疊交叉，可有效的縮短工程周期，節約工程造價的10%-50%。

玻璃纖維

玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質，採用一定的編織工藝製成的網狀結構材料，為保護玻璃纖維、提高整體使用性能，經過特殊的塗復處理工藝而成的土工複合材料。玻璃纖維的主要成份是：氧化矽、是無機材料，其理化性能極具穩定，並具有強度大、模量高，很高的耐磨性和優異的對寒性，無長期蠕變；熱穩定性好；網狀結構使集料嵌鎖和限制；提高瀝青混合料的承重能力。因表面塗有特殊的改性瀝青使其具有兩重的複合性能，極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪下能力。

有時配合自粘感壓膠和表面瀝青浸漬處理，使格柵和瀝青路面緊密結合成一體。由於土石料在土工格柵格線內互鎖力增高，它們之間的摩擦係數顯著增大（可達08～10），土工格柵埋入土中的抗拔力，由於格柵與土體間的摩擦咬合力較強而顯著增大，因此它是一種很好的加筋材料。同時土工格柵是一種質量輕，具有一定柔性的塑膠平面網材，易於現場裁剪和連線，也可重疊搭接，施工簡便，不需要特殊的施工機械和專業技術人員。

玻璃纖維土工格柵的特點：

高抗拉強度、低延伸率——玻纖土工格柵是以玻璃纖維為原料，具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率小於3%。

無長期蠕變——作為增強材料，具備在長期荷載的情況下抵抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的，玻璃纖維不會發生蠕變，這保證產品能夠長期保持性能。

熱穩定性——玻璃纖維的熔化溫度在1000℃以上，這確保了玻纖土工格柵在攤鋪作業中承受熱的穩定性。

與瀝青混合的相容性——玻纖土工格柵在後處理工藝中塗覆的材料是針對瀝青混合料設計的，每根纖維都被充分塗覆，與瀝青具有很高的相容性，從而確保了玻纖土工格柵在瀝青層中不會與瀝青混合料產生隔離，而是牢固的結合在一起。

物理化學穩定性——經過特殊後處理劑進行塗覆處理，玻纖土工格柵能夠抵抗各類物理磨損和化學侵蝕，還能抵禦生物侵蝕和氣候變化，保證其性能不受影響。

集料嵌鎖和限制——由於玻纖土工格柵是網狀結構，瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中，這樣就形成了機械嵌鎖。這種限制阻礙了集料的運動，使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠達到更好的壓實狀態，更高的承重能力，更好的荷載傳遞性能及較小的變形。

產品規格及性能參數

玻璃纖維土工格柵技術參數
分類	型號	斷裂強度(KN/m)		斷裂伸長率(%)		格線尺寸(mm×mm)	幅寬(m）
		經向	緯向	經向	緯向
玻璃纖維土工格柵	GG2525	≥25	≥25	≤3	≤3	12～50	1～6
	GG3030	≥30	≥30	≤3	≤3	12～50	1～6
	GG4040	≥40	≥40	≤3	≤3	12～50	1～6
	GG5050	≥50	≥50	≤3	≤3	12～50	1～6
	GG8080	≥80	≥80	≤3	≤3	12～50	1～6
	GG100100	≥100	≥100	≤3	≤3	12～50	1～6
	GG120120	≥120	≥120	≤3	≤3	12～50	1～6
自粘式玻璃纖維土工格柵	GGA2525	≥25	≥25	≤3	≤3	12～50	1～6
	GGA3030	≥30	≥30	≤3	≤3	12～50	1～6
	GGA4040	≥40	≥40	≤3	≤3	12～50	1～6
	GGA5050	≥50	≥50	≤3	≤3	12～50	1～6
	GGA8080	≥80	≥80	≤3	≤3	12～50	1～6
	GGA100100	≥100	≥100	≤3	≤3	12～50	1～6
	GGA120120	≥120	≥120	≤3	≤3	12～50	1～6

聚酯纖維經編

聚酯纖維經編土工格柵選取用高強聚酯纖維為原料。採用經編定向結構，織物中的經緯向紗線相互間無彎曲狀態，交叉點用高強纖維長絲捆綁結合起來，形成牢固的結合點，充分發揮其力學性能，高強聚酯纖維經編土工格柵具有抗拉強度高，延伸力小，抗撕力強度大，縱橫強度差異小，耐紫外線老化、耐磨損、耐腐蝕、質輕、與土或碎石嵌鎖力強，對增強土體抗剪及補強提高土體的整體性與荷載力，具有顯著作用。

雙向拉伸塑膠

適用於各種堤壩和路基補強、邊坡防護、洞壁補強，大型機場、停車場、碼頭貨場等永久性承載的地基補強。

雙向拉伸塑膠土工格柵的特點：

• 增大路（地）基的承載力，延長路（地）基的使用壽命。
• 防止路（地）面塌陷或產生裂紋，保持地面美觀整齊。
• 施工方便，省時，省力，縮短工期，減少維修費用。
• 防止涵洞產生裂紋。
• 增強土坡，防止水土流失。
• 減少墊層厚度，節約造價。
• 支撐邊坡植草網墊的穩定性綠化環境。
• 可取代金屬網，用於煤礦井下假頂網。

單向拉伸

單向拉伸土工格柵是一種以高分子聚合物為主要原料，加入一定的防紫外線、抗老化助劑，經過單向拉伸使原來分布散亂的鏈形分子重新定向排列呈線性狀態，經擠出壓成薄板再沖規則孔網，然後縱向拉伸而成的高強度土工材料。這種過程中使高分子成定向線性狀態並形成分布均勻、節點強度高的長橢圓形網狀整體性結構。此種結構具有相當高的拉伸強度和拉伸模量，抗拉強度達到100-300KN/m，接近低碳鋼的水平，大大優於傳統的或現有的加筋材料，特別是該公司此類產品更具有超國際水平的高早期（伸長率在2%—5%）拉伸強度和拉伸模量。給土壤提供了理想的力的承擔和擴散的連鎖系統。該產品拉伸強度大（>150Mpa），適應各種土壤。

單向土工格柵用途：

• 用於加固軟弱地基：土工格柵能迅速提高地基承載力，控制沉降量的發展，對道路基層的側限作用能有效地將荷載分布到更寬的底基層上，從而減少基層厚度，降低工程造價，縮短工期，延長使用壽命。
• 單向土工格柵用於加筋瀝青或水泥路面：土工格柵鋪設在瀝青或水泥鋪層底部，可減少車轍深度，延長路面抗疲勞壽命，還可以減少瀝青或水泥鋪面厚度，以節約成本。
• 用於加固路堤壩迦坡及擋土牆：傳統的路堤尤其是高路堤的填築往往需要超填且路肩邊緣不易壓實，從而導致後期邊坡雨水浸襲，坍塌失穩的現象時有發生，同時需用較緩的邊坡，占地面積大，擋土牆也有同樣的問題，採用土工格柵對路堤邊坡或擋土牆進行加固可減少二分一占地面積，延長使用壽命，降低造價20—50%。
• 用於加固江河海堤：可做成石籠，再與格柵並用，防止堤壩被海水沖刷造成塌陷，石籠具有滲透性，能減緩海浪衝擊，延長堤壩壽命，節省人力物力，縮短工期。
• 用於處理垃圾掩埋場：土工格柵與其它土合成材料結合使用處理垃圾掩埋場，可以有效地解決地基不均勻沉降、衍生氣體排放等問題，且可最大限度地提高垃圾掩埋場的存儲能力。

單向土工格柵的特殊用途：抗低溫性。適應—45℃--—50℃環境。適用於北方的少冰凍土、富冰凍土、高含冰量凍土不良地質。

施工要點

• 施工場地：要求壓實平整、呈水平狀、清除尖刺突起物。
• 格柵鋪設：在平整壓實的場地上，安裝鋪設的格柵其主要受力方向（縱向）應垂直於路堤軸線方向，鋪設要平整，無皺摺，儘量張緊。用插釘及土石壓重固定，鋪設的格柵主要受力方向最好是通長無接頭，幅與幅之間的連線可以人工綁紮搭接，搭接寬度不小於10cm。如設定的格柵在兩層以上，層與層之間應錯縫。大面積鋪設後，要整體調整其平直度。當填蓋一層土後，未碾壓前，應再次用人工或機具張緊格柵，力度要均勻，使格柵在土中為繃直受力狀態。
• 填料的選擇：填料應按設計要求選取。實踐證明，除凍結土、沼澤土、生活垃圾、白堊土、硅藻土外均可用做填料。但礫類土和砂類土力學性能穩定，受含水量影響很小，宜優先選用。填料粒徑不得大於15cm，並注意控制填料級配，以保證壓實重量。
• 填料的攤鋪和壓實：當格柵鋪設定位後，應及時填土覆蓋，裸露時間不得超48小時，亦可採取邊鋪設邊回填的流水作業法。先在兩端攤鋪填料，將格柵固定，再向中部推進。碾壓的順序是先兩側後中間。碾壓時壓輪不能直接與筋材接觸，未壓實的加筋體一般不允許車輛在上面行駛，以免筋材錯位。分層壓實度為20-30cm。壓實度必須達到設計要求，這也是加筋土工程的成敗關鍵。
• 防排水措施：在加筋土工程中，一定要作好牆體內外的排水處理；要做好護腳，防沖刷；在土體內要設定濾、排水措施，必要時，應設定土工布、透水管（或盲溝）。採取疏導的方式排水，不能堵塞，否則產生隱患。

工人在現場鋪設土工格柵

施工工藝

首先精確放出路基邊坡線，為了保證路基寬度，每側各加寬0.5m，把晾曬好的基底土進行整平後用12T振動壓路機、25T以上輪胎壓路機或2.5T的夯錘夯實，不平整的地方人工配合整平（不進行薄層貼補找平）。

鋪墊0.3m厚的中（粗）砂，人工配合機械整平後，25T的振動壓路機靜壓兩遍。

鋪設土工格柵，土工格柵鋪設時底面應平整、密實，一般應平鋪，拉直，不得捲曲、扭結，相鄰的兩幅土工格柵需搭接0.2m，並沿路基橫向對土工格柵搭接部分每隔1米用8號鐵絲進行穿插連線，並在鋪設的格柵上，每隔1.5-2m用U型釘固定於地面。

第一層土工格柵鋪好後，開始填設第二層0.2m厚的中（粗）砂，其方法：汽車運砂到工地卸於路基一側，而後用推土機向前趕推，先把路基兩側2米範圍內填築0.1m後，把第一層土工格柵折翻上來再填上0.1m的中（粗）砂，禁止兩側向中間填築和推進，禁止各種機械在沒有填築中（粗）砂的土工格柵上通行作業，這樣能保證土工格柵平整，不起鼓，不起皺，待第二層中（粗）砂平整後，要進行水平測量，防止填築厚度不均勻，待抄平無誤後用25T振動壓路機靜壓兩遍。

第二層土工格柵施工方法同第一層方法一樣，最後再填築0.3m的中（粗）砂，填築方法同第一層一樣，用25T壓路機靜壓兩遍後，這樣路基基底加固就處理完畢。

在第三層中（粗）砂碾壓好後，沿線路縱向在邊坡兩側各鋪設土工格柵兩幅，搭接0.16m，並用同樣方法連線好，然後開始土方施工作業，鋪設土工格柵進行邊坡防護，必須每層測量出鋪設的邊線，每側要保證邊坡整修后土工格柵埋於邊坡內0.10m。

邊坡土工格柵每填築兩層土，即厚度0.8m時就需兩側同時鋪設一層土工格柵，然後以此類推，直至鋪到路肩表面土下。

路基填築好後，及時進行邊坡整修，並進行坡腳的乾砌片石防護，對該段路基除每側加寬0.3m外，並預留1.5%的沉降量。

施工鋪設方法

錨固法：不帶自粘膠的玻璃纖維土工格柵增強瀝青混凝土路面和防止路面與路面反射裂縫，可採用錨固法施工，但宜先鋪設玻纖土工格柵，再灑布熱瀝青作粘曾油，施工人員必須戴手套，施工方法如下：

• 粘層油選用AH-70或AH-90重油熱瀝青，粘層油的規格及質量應符合《公路瀝青路面施工技術規範》JTJ032-94，採用專用車輛噴灑。粘層油每平方米用量約0.4kg-0.6kg。
• 鋪設玻璃纖維土工格柵時，應保持鋪設平順，拉緊，橫向搭接長度宜為50-100mm，縱向搭接長度 宜為150-200mm，並根據攤鋪方向，將後一端壓在前一端之下。
• 用膠輪壓路機碾壓。
• 50?0?.3mm的固定鐵皮，要求平整不翹角，周邊宜倒角處理，2英寸鋼釘（優質水泥釘）
• 釘子固定法鋪設玻纖土工格柵時，先將一端用固定鐵皮和釘子固定在已灑布粘層瀝青的下層結構上，釘子可用錘擊或射槍射入。再將格柵縱向拉緊時玻纖橫向均處於挺直張緊狀態。
• 釘子固定時，格柵搭接距離為：縱向接頭搭接距離不小於15cm，橫向搭接距離不小於5cm。縱向搭接應根據瀝青攤鋪方向將前一幅置於後一幅之上。
• 固定時不能將釘子釘玻纖上，也不能用錘子直接敲擊玻纖。固定後如發現釘子斷裂或鐵皮鬆動，則需予重新固定。
• 為防止施工車輛的輪胎將玻纖格柵和粘油粘起來。和瀝青混凝土攤鋪機機輪打滑的現象，應在粘層油表面撒石屑，石屑用量為3m3/1000m2-5m3/1000m2。
• 大氣溫度低於10攝氏度或路面潮濕時不得施工。
• 瀝青面層施工方法與普通瀝青路面面層施工方法一致，但應注意施工車輛不得在玻纖格柵表面表面急轉彎，急剎車。⑵自粘式玻璃纖維土工格柵直鋪法

自粘式玻璃纖維土工格柵：施工方法便捷，質量穩定。施工方法如下：

• 對舊瀝青混凝路面和舊水泥混凝路面，做20mm-30mm厚的調平層，使用真空車或灑水車保證路表面清潔乾淨。
• 噴灑AH-70或AH-90重油熱瀝青，用量宜為0.3kg-0.4kg/m2。
• 採用我集團提供的專用攤鋪車，鋪設自粘式玻纖格柵，鋪設應平順，拉緊。
• 橫向搭接長度宜為50mm-100mm，縱向搭接長度宜為150mm-200mm，搭接重疊方向與瀝青混凝土攤鋪機運行的方向一致。
• 使用膠輪壓路機碾壓（膠輪壓路機需有灑水裝置）。

施工注意事項

土工格柵的鋪築面應較為平整，鋪築層經驗收合格後，為防縱向歪斜現象，先按幅寬在鋪築層劃出白線或掛線，即可開始鋪築，然後用鐵釘固定格柵的端部（每米寬用釘8根，均勻距離固定），固定好格柵端部後，用鋪築機將格柵緩緩向前拉鋪，每鋪10米長進行人工拉緊和調直一次，直至一卷格柵鋪完，再鋪下一卷，操作同前，鋪完一卷後用6T-10T的壓路機從起始點開始向前進方向碾壓一遍即可，（如鋪築在中面層上和找平層上，用鋼輥壓路機為宜；如格柵直接鋪在混凝土路面上，用膠輥壓路機為宜，）接鋪：以卷長為單位作為鋪設的段長，在應鋪格柵的段長內鋪滿以後，再整體檢查一次鋪築質量，然後接著鋪築下一段，下一段鋪築時，格柵與格柵可以用10-15CM的搭接長度，並用鐵釘或木楔固定後繼續向前進方向鋪第二段，依次類推，操作要求同前。

工程作用

特點

• 強度大、蠕變小、適應各類環境土壤，完全可以滿足高等級公路中的高大擋牆使用。
• 能有效的提高加筋承載面的嵌鎖、咬合作用、極大程度的增強地基的承載力、有效的約束土體的側向位移，增強地基穩固性能。
• 與傳統格柵相比更具有強度大、承載力強、抗腐蝕、防老化、摩擦係數大、孔眼均勻、施工方便、使用壽命長等特點。
• 更適應於深海作業、堤岸加固，從根本上解決了其他材料做石籠因長期受海水沖蝕而造成的強度低、耐腐蝕性能差、使用壽命短等技術難題。
• 能有效的避免在施工過程中被機具碾壓、破壞而造成的施工損傷

套用領域

• 適用於各種公路、鐵路、機場的路基增強路面增強。
• 適用於大型停車場和碼頭貨場等永久性承載的地基增強。
• 適用鐵路、公路的邊坡防護。
• 適用的涵洞增強。
• 適用於單向拉伸土工格柵增強後的土坡的二次增強，進一步增強土坡，防止水土流失。
• 礦山、坑道加固。

用途

土工格柵適用於各種堤壩和路基補強、邊坡防護、洞壁補強。大型機場、停車場、碼頭貨場等永久性承載的地基補強。

• 土工格柵用於增大路（地）基的承載力，延長路（地）基的使用壽命。
• 土工格柵用於防止路（地）面塌陷或產生裂紋，保持地面美觀整齊。
• 土工格柵用於施工方便，省時，省力，縮短工期，減少維修費用。
• 土工格柵用於防止涵洞產生裂紋。
• 土工格柵用於增強土坡，防止水土流失。
• 土工格柵用於減少墊層厚度，節約造價。
• 土工格柵用於支撐邊坡植草網墊的穩定性綠化環境。
• 土工格柵可有效隔阻地震力傳遞,並對增強路堤的地震剛度、強度、穩定性具有重要作用。

土工格柵的成功套用,有望減少高烈度地震區常見的各種路堤病害,提高道路的抗震減災能力。而現行公路、鐵路抗震設計規範均未對土工格柵加固路堤的抗震性能作出相應規定。

國內外關於土工格柵加固路堤抗震效應、加固效果、作用機理的研究也很少,計算分析方法欠完善和成熟,現場實際工點測試資料積累也不多。