浅谈对土工格栅的认识

浅谈对土工格栅的认识

通过这段时间查阅与土工格栅有关的书籍和文献，我初步了解到土工格栅的一些类型，特性，用途，价格，施工工艺及施工中应注意到的问题。下面就我对土工格栅的认识做一下简单论述。

土工合成材料是工程建设中应用的土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料的总称，是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。目前土工合成材料已经广泛应用于水利、电力、公路、铁路、建筑、海港、采矿、军工等工程的各个领域。

近代土工合成材料的发展，是建立在合成材料—塑料、合成纤维和合成橡胶发展基础之上的。20世纪30年代末或40年代初，土工合成材料开始应用于土工建筑中。现代土工格成材料的应用是以1958年Barret R J在美国佛罗里达州利用聚氯乙烯织物作为海岸块石护坡的垫层工程为开端的。这种土工合成材料主要是以机织型的有纺织物为主，大部分用于护岸等工程，在美国、欧洲和日本逐渐推广。我国在20世纪60年代中期开始应用塑料防渗膜，首先用于渠道防渗，以后推广到水库、水闸和蓄水池等工程中。合成纤维土工织物在我国的应用较晚，但发展较快。由于土工合成材料的生产和应用技术的不断发展，其逐渐成为一门新的边缘科学，有关的学术活动也在不断的深入和扩大。

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，当作为土木工程使用时，称为土工格栅。

土工格栅是一种主要的土工合成材料，与其他土工合成材料相比，它具有独特的性能与功效。土工格栅常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅主要分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅、聚酯纤维经编土工格栅、经编涤纶土工格栅、玻纤聚酯土工格栅和矿用格珊等。

1.塑料土工格栅

塑料土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材，按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材（原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯）上冲孔，然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成，而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。

由于塑料土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列

定向，加强了分子链间的联结力，达到了提高其强度的目的。其延伸率只有原板材的10%～15%。如果在土工格栅中加入炭黑等抗老化材料，可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能。

塑料土工格栅在施工时应注意下列问题：支撑在预制混凝土基础上，其宽度不大于30cm，厚度不小于20cm，埋深不小于60cm防止地基冻胀影响；筋材铺设，筋材主强度方向应垂直于墙面，以销钉固定；平整墙基，按设计要求开挖、平整；软土需压实或换填，压实到要求密度，应略超出墙面范围。

1.1单向土工格栅

单向土工格栅是由高分子聚合物经挤出压成薄板再冲规则孔网，然后纵向拉伸而成.这种过程中使高分子成定向线性状态并形成分布均匀、节点强度高的长椭圆形网状整体性结构此种结构具有相当高的拉伸强度和拉伸模量。

单向土工格栅的主要用途是加固软弱地基；加筋沥青或水泥路面；加固路堤坝迦坡及挡土墙；加固江河海堤；处理垃圾掩埋场。单向土工格栅的特殊用途：抗低温性。

1.2双向土工格栅

双向土工格栅是用高分子聚合物通过挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而成。该材料在纵向和横向上都具有很大的拉伸强度，这种结构在土壤中同样也能提供一个更为有效的力的承担和扩散的理想的连锁系统，适应于大面积永久性承载的地基。

双向拉伸塑料土工格栅适用于各种堤坝和路基补强、边坡防护、洞壁补强，大型机场、停车场、码头货场等永久性承载的地基补强。

双向土工格栅的主要作用有增大路（地）基的承载力，延长路（地）基的使用寿命；防止路（地）面塌陷或产生裂纹，保持地面美观整齐；施工方便，省时，省力，缩短工期，减少维修费用；防止涵洞产生裂纹；增强土坡，防止水土流失；减少垫层厚度，节约造价；支撑边坡植草网垫的稳定性绿化环境；可取代金属网，用于煤矿井下假顶网。

2.钢塑土工格栅

钢塑土工格栅以高强钢丝（或其他纤维），经特殊处理，与聚乙烯（PE），并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，且表面有粗糙压纹，则为高强加筋土工带。由此单带，经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用特殊强化粘接的熔焊技术焊接其交接点而成型，则为加筋土工格栅。

该产品的主要特点有强度大、变形小；蠕变小；耐腐蚀、寿命长；施工方便快捷、周期短、成本低等。主要应用于公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。

钢塑土工格栅的主要工程特征有强度大、蠕变小、适应各类环境土壤，完全可以满足高等级公路中的高大挡墙使用；能有效的提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、极大程度的增强地基的承载力、有效的约束土体的侧向位移，增强地基稳固性能；与传统格栅相比更具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点；更适应于深海作业、堤岸加固，从根本上解决了其他材料做石笼因长期受海水冲蚀而造成的强度低、耐腐蚀性能差、使用寿命短等技术难题；能有效的避免在施工过程中被机具碾压、破坏而造成的施工损伤。

3.玻璃纤维土工格栅

玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为材质，采用一定的编织工艺制成的网状结构材料，为保护玻璃纤维、提高整体使用性能，经过特殊的涂复处理工艺而成的土工复合材料。它是一种用于路面增强、老路补强，加固路基及软土基的优良土工合成材料。在处理沥青路面反射裂纹应用上，已成为不可替代的材料。该产品是以高强无碱玻璃纤维通过国际先进的经编工艺制成网状基材，经表面涂覆处理而制成的半刚性制品。

玻璃纤维土工格栅的主要特点有高抗拉强度、低延伸率；无长期蠕变；热稳定性；与沥青混合的相容性；物理化学稳定性；集料嵌锁和限制。

玻璃纤维土工格栅的主要用途有：用于旧沥青砼路面，加筋增强沥青面层，防治病害；用于水泥砼路面改建复合式路面，抑制板块收缩等引起反射裂缝；用于道路拓改工程，防治新老结合部及不均匀沉降而造成裂纹；用于软土基加筋处理，利于软土析水固结，有效抑制沉降，均匀应力分布，增强路基整体强度；用于新建道路半钢性基层产生收缩裂缝，加筋增强防止基础裂纹反射而引起的路面裂缝。

4.聚酯纤维经编土工格栅

聚酯纤维经编土工格栅选取用高强聚酯纤维为原料。采用经编定向结构，织物中的经纬向纱线相互间无弯曲状态，交叉点用高强纤维长丝捆绑结合起来，形成牢固的结合点，充分发挥其力学性能，高强聚酯纤维经编土工格栅具有抗拉强度高，延伸力小，抗撕力强度大，纵横强度差异小，耐紫外线老化、耐磨损、耐腐蚀、质轻、与土或碎石嵌锁力强，对增强土体抗剪及补强提高土体的整体性与荷载力，具有显著作用。

5.经编涤纶土工格栅

经编涤纶土工格栅选取用聚酯涤纶纤维为原料。采用经编定向结构，织物中的经纬向纱线相互间无弯曲状态，交叉点用高强纤维长丝捆绑结合起来，形成牢固的结合点，充分发挥其力学性能，经编涤纶土工格栅具有抗拉强度高，延伸力小，抗撕力强度大，纵横强度差异小，耐紫外线老化、耐磨损、耐腐蚀、质轻、与土或碎石嵌锁力强，对增强土体抗剪及补强提高土体的整体性与荷载力，具有显著作用。

经编涤纶土工格栅主要应用于用于各种高等级道路，铁路的软路基增强隔离不同的土基材料；用于河岸，路堤边坡加强稳固；用子各种地基的加强稳固；用于道桥加强。

6.矿用格珊

土工格栅还能用于煤矿井下回采工作面假顶支护工程，这就是矿用土工格栅。它以聚丙烯为主要原材料，经过阻燃、抗静电技术处理后，采用双向拉伸方法形成的整体结构的“双抗”塑料网。该产品便于施工，成本低，安全美观。矿用土

工格栅在煤矿工作中也称作煤矿井下用双向拉伸塑料网假顶，简称假顶网。矿用土工格栅是专门为煤矿井下回采工作面假顶支护和巷道护帮支护设计制造的，是采用几种高分子聚合物并填加其它改性剂，经加热，挤压，成型，冲孔，拉伸，定型，卷取等工序制造而成。矿用土工格栅与金属纺织网，塑料编织网相比，具有重量轻，强度大，各向同性，抗静电，无腐蚀，阻燃的特点，是一种新型煤矿井下支护工程及土木工程用网状格栅材料。矿用格栅亦可用作其它矿山巷道工程、边坡防护工程、地下土建工程和交通道路工程的土石锚固、加强的材料，矿用格栅是塑料纺织网的最佳替代产品之一。

土工格栅的工艺流程和施工特点

土工格栅起源于水利工程，由于它能够防漏而被引用到高速公路路基土的处理中来。始于民间农业，以后仿此用聚合物生产了塑料格栅。

土工格栅的形状是多样的。土工格栅在土或结构层中承受水平拉力，故其形状多为蜂窝形、菱形或圆孔型。土工格栅网格的平面尺寸取决于填料的平均直径。菱形与蜂窝形的平面尺寸按与圆形的当量直径计算。通常使用的土工格栅当量直径为40mm，是按中粒土最大粒径(圆孔筛)不超过50mm和路基填土粒径不大于

50mm考虑的。相同厚度的条件下，圆孔格栅筋的断面密度比蜂窝形的大一倍，

而受力条件蜂窝形的要好，矢量角为120°，菱形的为60°。因此，多采用蜂窝

形的土工格栅。土工格栅的幅宽多为1.8m，使用时不够宽可粘结或绑扎。其端

头应与土钉牢。

评价土工格栅产品的主要技术指标有抗拉强度和抗老化性能。使用时根据其载土或结构层中的层位，提出荷载强度值，并按此要求选用材料。抗老化问题包括紫外线老化和时间老化。土工格栅埋入土中使用，主要考虑的是随时间增长，材料聚合硬化而使柔性降低、脆性增加的过程，使其抗拉损失，故应进行老化后的强度试验，判断该种材料可否使用。

根据土工格栅应用技术规范，土工格栅的设计要求也是很严格的。作为隔离层的土工格栅，必须满足两方面的要求：一方面它能够阻止较细的土粒侵入较粗的粒状材料中，并保持一定的渗透性：另一方面，它必须具备足够的强度，以承担由于荷重产生的各种应力或应变，即土工格栅在任何情况下不得产生破裂现象。设计时，必须对材料的孔隙率、透水性、顶破强度、刺破强度、握持抗拉强度及其延伸率、撕裂强度等性能进行核算，以选择合适的材料。具体可由土建工程结构性质、尺寸大小、使用要求、荷载量、施工条件和土工合成材料本身的特性来确定。

土工格栅的工艺流程主要有：购买土工格栅→土工格栅在实验室检验→土工格栅运输至现场组装铺设→土工格栅铺设就位→调来机械设备→铺设封顶砂砾

→洒水压实→测封顶高程和测压实度。施工工艺流程是：检测、清理下承层→人工铺设土工格栅→搭接、绑扎、固定→摊铺上层路基土→碾压→检测。

土工格栅的铺设方法主要是锚固法。不带自粘胶的玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土路面和防止路面与路面反射裂缝，可采用锚固法施工，但宜先铺设玻纤土工格栅，再洒布热沥青作粘曾油，施工人员必须戴手套。

土工格栅的连接一般采用绑扎，搭接宽度不应小于l0cm。为使搭接处满足受力要求，一般每隔10～15cm应有一个绑扎点;受力方向在此距离内应有两个绑扎点，多层铺设时，上下层搭接应错缝布置土工格栅铺设应平整，不能有褶皱，尽量张紧，然后用U形插钉固定。

土工格栅加筋技术在公路工程中应用广泛，归纳起来，大致可分为支挡结构、地基加固、桥头跳车和路面结构加筋四个方面。

土工格栅加筋土结构设计方法

土工格栅加筋结构的设计方法有很多，但可归纳为极限平衡法、极限状态法和有限单元法三种。极限平衡法和极限状态法是用于分析加筋土结构极限破坏时的稳定安全系数，有限元法则用于分析加筋土结构在工作应力状态和极限破坏状态是加筋材料的拉力分布与土体变形情况。一个完整的加筋土挡墙的设计分析应包含极限平衡分析、工作应力状态分析及墙体变形量的估算等内容。

目前广为流行的锚固楔体设计方法是以极限平衡理论为基础，属于极限平衡法的范围。国内外流行的加筋土结构设计方法，对加筋土支挡结构而言主要有锚固楔体法、双楔体法、陡坡简化分析法、位移法及有限元法等。

土工格栅的生产厂家及价格分析

山东省肥城市土工格栅生产基地-肥城联谊工程塑料有限公司拥有德国卡尔迈耶（KARLMAYER）高速“拉舍尔”经编机、玛里莫（MALIM0）多轴向织机、道尼尔织机，及两条双向格栅生产线，两条单向格栅生产线，并掌握门泽尔公司涂层技术。主要生产经营各种玻璃纤维土工格栅、聚酯经编涤纶土工格栅、单向塑料土工格栅、双向塑料土工格栅(双向土工格栅)、钢塑复合土工格栅、新型三维土工网垫、高强度土工网、土工格室、工程纤维、土工布、复合土工膜、玻纤土工格栅、经编复合土工格栅、玻璃纤维短切毡、玻璃纤维复合毡等工程材料。产品主要应用于公路、铁路、水利、电力、水土保持及环境绿化与基础建设领域，已被广泛应用于高速公路、铁路等多项国家重点工程，受到工程界专家及广大用户的一致好评，并与全国十几家科技设计单位，大专院校建立了密切的协作关系，系中国土工合成材料工程协会及中国建筑学会会员单位。联谊公司生产的土工格栅、土工布2004年评为山东省名牌产品，全国产品质量监督抽查合格企业，质量管理体系认证企业。

土工格栅价格是按平方和千牛核算的，山东的土工格栅厂家专业，泰安地区土工格栅价格比较合理肥城联谊工程塑料有限公司是专业生产土工格栅的厂家，产品质优价廉。土工格栅价格通常在销售时体现为：出厂价、含税价、到港价等。土工格栅价格是按平方米计算的。土工格栅价格的构成是由土工格栅生产所需原料的价格与土工格栅生产厂家加工产品的费用，销售费用和运输费用的总和。原材料的涨跌变化直接影响到土工格栅价格的波动。

土工格栅价格主要受制造土工格栅所需原材料和不同规格的土工格栅产品

其销售价格存在差异。肥城联谊的土工格栅价格是公开透明的，少了中间商的加价，厂家直接供货，由于塑料产品受原油价格的影响很难让单价低于成本。

山东众联新材料科技有限公司系生产销售聚酯长丝纺粘针刺土工布的专业公司，年产5000吨，克重100g-800g/，幅宽6.20m，是全国唯一生产最宽幅长丝土工布的厂家。宽幅便于施工，节省材料，提高功效，降低成本。公司注册资金3000万元人民币，山东宏祥新材料工程有限公司参股，共同经营的紧密型联合的股份制生产企业，并相互拥有两个企业生产经营权的联合体。本公司生产销售的长、短丝土工布、土工膜、复合土工布、HDPE防水板、涤纶短纤维、格栅、机织布、编织布等土工材料，将进一步加快山东德州市成为全国生产土工材料最大生产基地的步伐。同时众联公司的长丝土工布生产线填补了山东省乃至彼邻华北地区、华东北部地区及西北部地区生产聚酯长丝纺粘针刺土工布的空白，为其港口、铁路、水利（含南水北调）、公路、环保等诸多领域提供最便捷、最小半径的产品供应。本公司的主营产品：长丝土工布，复合土工膜，膨润土防水毯，土工格栅。

长丝土工布广泛应用在交通、水利、铁路、公路、机场、环保、隧道、海港海滩（填海造地）、江河护岸护堤、水库、垃圾填埋、污水处理、电厂灰坝、油田防渗、城市草坪、防水卷材基胎等诸多领域。土工布对加强基础建设、增强抗拉强度、排水、加筋、过滤等具有得天独厚的特殊功能，是国家大中型项目基础建设不可缺少的新型材料。

上虞市东龙土工材料有限公司位于上虞市曹娥江畔。公司率先迎进国际先进设备和生产技术、携手于广东工业大学合作研发了经编土工合成材料、公司现具有经编土工格栅、玻纤格珊、加筋复合土工布、灯箱布等材料的研发、生产、营销一体化服务能力。年产土工材料3000万平米以上。本公司主要生产路用木质纤维、生态连接扣、生态袋扎口带、生态袋、土工网、土工膜、土工格室、土工布、双向拉伸塑料土工格栅、路用抗裂贴、路用防裂聚酯玻纤布、聚酯经编涤纶土工格删、经编加筋复合土工布、钢塑复合土工格栅、复合土工膜、防水板、单向拉伸塑料土工格栅、玻纤格栅复合土工布、玻璃纤维土工格栅。

泰安路德工程材料有限公司位于五岳独尊驰名中外的泰山脚下，系中国土工材料重点生产企业。主要生产经营单向拉伸塑料土工格栅、双向拉伸塑料土工格栅、玻璃纤维土工格栅、涤纶经编土工格栅、钢塑土工格栅、矿用土工格栅、矿用高强阻燃聚酯纤维网、凸结点土工格栅、三维土工网垫、高强度土工网、土工格室、工程纤维、塑料盲沟、软式透水管、短纤土工布、长丝土工布、土工膜、复合土工膜、安全围栏、BOP拉伸网等工程材料。土工材料产品主要应用于公路、铁路、水利、电力、水土保持及环境绿化等基础建设领域，已被广泛应用于同三高速、沪杭城际铁路、秦沈高速铁路、青藏铁路、京沪高速公路、京沪高铁、厦深铁路、石武客专、沪宁城际铁路、宁杭客专、兰新铁路等几百项国家重点工程；公司在各项国家重点工程招投标中连续中标；公司产品受到工程界专家及广大用户的一致好评；公司与全国几十家科研设计单位、大专院校均建立了密切的协作关系，并拥有山东省土工合成材料工程技术研究中心、省级企业技术中心，先后研制成功多种新型产品，现拥有三十多项国家专利。2012年，公司整合国内十家科研院所、十五家企业成立土工合成材料产业技术创新战略联盟，并担任联盟理事长单位。

本公司下辖三个土工材料生产分公司及一家三星级酒店，并参股一家村镇银行，生产规模及公司综合实力在国内同业中一直稳居前列；是目前国内技术最先进、品种最齐全的土工材料生产企业；产品出口韩国、日本、东南亚、北美、欧洲、非洲等30多个国家和地区，在国内外均享有较高的知名度及美誉度。

昆明路迈土工合成材料制造有限公司始建于2008年，座落于彩云之南、滇池之畔，地理位置优越，交通便利，通讯发达。公司产业园区占地30余亩，拥有现代化的办公环境、先进的生产设备，以及一批高素质、专业化的技术人才和管理人员；公司主要立足于绿色环保型土工材料的研发和生产。经过全体员工多年来不懈的努力，目前已确立了公司在云南土工材料行业的领先地位。昆明理工大学建筑学院于2010年确定我公司为学生实习基地；作为云南省土工材料行业的龙头企业，公司秉乘“质量第一、诚信经营”的理念，赢得了广大用户的信赖和支持。公司主导产品：土工布、复合土工膜、土工膜，玻纤土工格栅、塑料土工格栅、钢塑土工格栅、膨润土防水土垫防水板、三维植被网、排水网等。已广泛用于铁路、公路、水利、电力、港口、矿山、垃圾处理场建设领域的软基增强、加筋加固、边坡防护、防水、排水、绿化等基础工程建设中。产品受到工程界专家及广大用户的一致好评，并受到国内外有关专家的认同和赞誉。

泰安现代塑料有限公司成立于1998年，是专业从事塑料土工合成材料研发生产的科技创新型企业，现有员工300余人，拥有集管理、研发、生产、营销于一体的一流团队。其中高级管理人员8人，全部具有大型企业的管理经验；各类专业技术人员32人，高级工程师6人，享受国务院津贴专家1人，具有同行业领先水平的产品研发能力。

公司推行“以产品为导向、以人才为中心”的事业部经营体制，下设土工格栅、土工膜、工程纤维、国际业务、市场部、研发中心六大事业部和财务部、生产部、企管部、后勤管理部四个管理部门，建立了国家级标准的蠕变实验室、拉力试验室、材料分析室。

公司技术实力雄厚，拥有专门的机加工车间，配有专业的机加工设备，工艺装备齐全，具备完全的土工材料生产设备的研发生产能力，年设备制造能力超过3000万元，实现了公司生产线设计、研发、生产的完全自主化。

主导产品塑料土工格栅年生产能力超过9千万平方米，生产规模居世界首位，产品质量一流。公司最新研制的专利产品四向塑料土工格栅，以其超强的稳定性和超高的性价比填补了行业空白，将成为双向土工格栅的替代产品。

安平县冠荣五金丝网厂位于安平县丝网工业园区，公司占地12000多平米，注册资金850万元，总投资1200万元，拥有两条集机、电、气、液自动控制于一体的具有国内领先水平的单双向塑料拉伸土工格栅生产线及先进的生产研发设备。能独立自主的研发生产质量优良的工程塑料产品。年产量达2800万平方米，产品已通过了ISO9001国际质量体系认证。我公司主要产品有玻纤格栅、钢塑格栅、塑料格栅、土工网等几大土工系列。主要应用于公路、铁路、水利、电力、水土保持及环境绿化与基础建设领域，已被广泛应用于高速公路、铁路等多项国家重点工程，受到工程界专家及广大用户的一致好评。

江苏海纳新型材料制造有限公司位于江苏省宿迁市经济开发区，是一家专业从事土工材料研究、开发、生产及销售服务于一体的专业型企业。公司技术力量雄厚，设备先进，于2006年最新引进特宽幅（6.6米）土工布生产线三条，土工格栅生产线五条，GCL膨润土生产线一条，盲沟等管材生产线二十条。2010

年公司投资8000万元主建中国第一个土工材料研发中心（江苏海纳新型材料制造有限公司）。

公司所生产的20余种产品经科技成果鉴定，产品门幅国内最宽，质量性能国内优先。产品已广泛应用于高速公路、铁路、垃圾填埋场、水库、污水处理场、海水养殖等多项国家重点工程，受到工程界专家及广大用户的一致好评。

总之，土工格栅的应用领域很广泛，发展前景很广阔。我们应抓住机遇，争取在最短的时间内研制出价格优，性能高，顾客满意的产品。

参考文献

（1) 杨广庆著.土工格栅加筋土结构理论及工程应用.科学出版社

（2) 包承纲著.土工合成材料应用原理与工程实践 .中国水利水电出版社（3) 李建才、高宏新、那寿德.土工格栅的设计与施工

（4）王进、朱洪、汪祖才.土工格栅加筋土挡土墙设计与施工中应注意几个问题的探讨

（5) 石明磊、邓学钧、刘松玉.土工合成材料在加筋土技术中的应用

(6) 胡晓慧.塑料土工格栅的应用及发展趋势

（7) 加筋挡土墙工程图集

（8）杨广庆.土工格栅加筋土挡墙水平变形研究