Im Felsbau gewinnen Geogitter für die Bodenbewehrung zunehmend an Aufmerksamkeit und werden immer häufiger eingesetzt.
Der Hauptzweck von Geogittern besteht darin, die technischen Eigenschaften des Bodens zu verbessern und ihn zu verstärken und zu stabilisieren.
Die Wahl des richtigen Geogitters für Ihr Projekt ist von entscheidender Bedeutung, um langfristige Haltbarkeit und Kosteneffizienz zu gewährleisten. Bei der Auswahl des richtigen Geogitters für Ihre spezifische Anwendung sind mehrere Schlüsselfaktoren zu berücksichtigen:
- Anforderungen an das technische Design
- Auswahl der Spezifikationen
- Auswahl der Materialien
- Einfluss des Produktionsprozesses
- Strukturelle Form
- Verfahren zur Prüfung der Produktfestigkeit
Geogitterbewehrter Boden - Konstruktionsanforderungen
Der erste Schritt bei der Auswahl des richtigen Geogitters besteht darin, den Projekttyp und die vorgesehene Anwendung klar zu definieren.
Geogitter werden bei einer Vielzahl von Projekten eingesetzt, z. B. im Straßenbau, zur Verstärkung von Böschungen, zur Stabilisierung von Hängen und zum Bau von Stützmauern.
Verschiedene Anwendungen können Geogitter mit spezifischen Merkmalen und Eigenschaften erfordern, um die Projektanforderungen zu erfüllen.
Geogitter werden im Allgemeinen in biaxiale Geogitter und uniaxiale Geogitter unterteilt, abhängig von der Gitterstruktur.
Uniaxiale Geogitter
Einachsige Geogitter sind die am häufigsten verwendete Art von Stützmauern. Sie sind so konzipiert, dass sie hohen Zugspannungen in einer Richtung standhalten, während die Festigkeit in der Querrichtung geringer ist.
Aufgrund ihrer Festigkeit und Dauerhaftigkeit bei der Stabilisierung des Bodens sind sie ideal für bewehrte Bodenstützmauern. Sie werden häufig dort eingesetzt, wo die Wandhöhe beträchtlich ist und die einwirkenden Kräfte hauptsächlich vertikal sind.
Biaxiale Geogitter
Je nach Konstruktion der Wand und den Eigenschaften des Bodens können auch biaxiale Geogitter verwendet werden, die in zwei Richtungen Festigkeit bieten. Biaxiale Geogitter haben die gleiche Festigkeit in Längs- (Maschine) und Querrichtung (quer zur Maschine).
Sie bieten eine wirksame Bewehrung in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen, wodurch die Lasten gleichmäßiger verteilt werden. Biaxiale Geogitter werden häufig bei Anwendungen eingesetzt, bei denen die Bodenbedingungen schwer vorherzusagen sind und eine stärkere Bewehrung erforderlich ist.
Auswahl von Geogitter-Spezifikationen in Geogitter-Bewehrte-Erd-Wand-Projekte
Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul
Geogitter sollten eine ausreichende Zugfestigkeit aufweisen, um den einwirkenden Kräften zu widerstehen und eine wirksame Bewehrung zu gewährleisten. Als Schlüsselparameter von Geogittern gibt sie an, wie gut das Geogitter Zugkräften widerstehen kann.
Die Zugfestigkeit wird häufig als Ultimate Tensile Strength (UTS) angegeben und in Einheiten von Kraft pro Breiteneinheit (z. B. kN/m oder lbs/ft) gemessen.
Die Zugfestigkeit wird häufig als niedrig, mittel oder hoch eingestuft. Die UTS-Anforderungen hängen von den zu erwartenden Lasten, Spannungen, der Wandhöhe und den Bodenbedingungen ab.
Berücksichtigen Sie auch den Modul des Geogitters, der seine Steifigkeit und seine Fähigkeit, Lasten effektiv zu verteilen, angibt.
Porengröße und -form
Die Porengröße bezieht sich auf die Größe der Öffnungen zwischen Geogitterspanngliedern oder -litzen. Sie wird üblicherweise als maximale Öffnungsgröße oder Nennporengröße angegeben.
Die Porengröße und die Form eines Geogitters sind Schlüsselfaktoren, die die Bodeninteraktion, die Verdichtung und die Verzahnung der Zuschlagstoffe beeinflussen.
Geogitter mit größeren Poren werden in der Regel für grobkörnige Böden verwendet, während solche mit kleineren Poren besser für feinkörnige Böden geeignet sind.
Die Form der Poren, ob quadratisch, rechteckig oder dreieckig, beeinflusst ebenfalls die Leistung des Geogitters und seine Wechselwirkung mit den Bodenpartikeln.
Wählen Sie Geogitter mit einer geeigneten Porengröße und -form, um eine wirksame Bodenverzahnung zu erreichen und das Eindringen von Erde in die Geogitterstruktur zu verhindern.
Stärke/Effizienz der Gelenke
Die Verbindungseffizienz ist ein Maß für die Fähigkeit eines Geogitters, Zugkräfte von einer Rippe oder Litze auf eine andere zu übertragen. Sie bezieht sich oft auch auf die Stärke der Verbindung innerhalb einer Geogitterstruktur.
Sie wird in Prozent ausgedrückt und gibt die Festigkeit der Verbindung zwischen den sich kreuzenden Litzen an.
Eine höhere Festigkeit der Verbindung bedeutet eine bessere Fähigkeit zur Verteilung der Lasten.
Achten Sie bei der Auswahl eines Geogitters auf die Konstruktion und die Fertigungsqualität, um sicherzustellen, dass die Festigkeit der Verbindung den Anforderungen Ihres Projekts gerecht wird.
In der Regel sind die Mindestanforderungen an die Fugeneffizienz in den Projektspezifikationen festgelegt.
Langfristige Dauerhaftigkeit
Die Haltbarkeit eines Geogitters ist entscheidend für die Langlebigkeit eines Projekts.
Berücksichtigen Sie Faktoren wie UV-Beständigkeit, chemische Belastung, biologische Abbaubarkeit und die im Projektgebiet vorherrschenden Umweltbedingungen.
Geogitter mit verbesserter Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Degradation sind von entscheidender Bedeutung, insbesondere für langfristige Anwendungen.
Zu den Spezifikationen gehören häufig Anforderungen an die langfristige Haltbarkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Installationsschäden.
Kompatibilität der Stämme
Geogitter sollten mit dem umgebenden Boden dehnungsverträglich sein, um übermäßige Verformungen zu vermeiden und die Stabilität zu erhalten.
Die Dehnungsverträglichkeit bezieht sich auf die Fähigkeit des Geogitters, sich mit dem Boden zu verformen und zu dehnen, ohne dass es zu signifikanten Dehnungsunterschieden kommt.
Diese Eigenschaft sorgt dafür, dass das Geogitter und der Boden als Verbundsystem zusammenwirken.
Geeignete Rollengröße für die Installation
Geogitter werden in der Regel in Rollen geliefert, wobei die Größe durch die Breite und Länge der Rolle bestimmt wird.
Die Rollengröße sollte für die spezifischen Projektanforderungen geeignet sein, wobei Faktoren wie Wandhöhe, Anordnung der Bewehrung und einfache Installation zu berücksichtigen sind.
Verschiedene Geogitter können spezifische Installationsanforderungen haben, einschließlich Überlappungsabstand, Tiefe des Ankergrabens und Verbindungsmethode.
Einige Geogitter erfordern für den ordnungsgemäßen Einbau spezielle Geräte oder Techniken.
Kostenüberlegungen
Die Kosten sind immer ein wichtiger Faktor bei jedem Bauprojekt.
Es ist zwar wichtig, ein Geogitter auszuwählen, das den Anforderungen Ihres Projekts entspricht, doch sollten Sie auch die Gesamtkosten berücksichtigen, einschließlich der Anschaffungskosten, der Installationskosten und der langfristigen Wartungskosten.
Qualitativ hochwertigere Geogitter können langfristig einen besseren Wert bieten, da sie die Wartungs- und Reparaturkosten senken.
Einhaltung von Normen und Vorschriften
Vergewissern Sie sich schließlich, dass das von Ihnen gewählte Geogitter den einschlägigen Industrienormen und Vorschriften entspricht.
Verschiedene Regionen können spezifische Anforderungen an Geokunststoffe im Bauwesen haben.
Die Einhaltung der Vorschriften gewährleistet, dass Ihr Projekt den Sicherheits- und Qualitätsstandards entspricht.
Auswahl von Geogittermaterialien in verstärkten Bodenstützmauern
Die Rohstoffe für die Herstellung von Geogittern sind hauptsächlich Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polypropylen (PP), Glasfaser, Polyester usw. Im Allgemeinen werden unidirektionale Geogitter mit Polyethylen und bidirektionale Geogitter mit Polypropylen hergestellt. Dies ist vor allem auf folgende Gründe zurückzuführen:
1. Die Molekularstruktur von Polyethylen hoher Dichte ist linear, mit wenigen Verzweigungen und einer Kristallinität von bis zu 75%~90%. Es hat eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, hohe Steifigkeit und Zähigkeit, hohe Oberflächenfestigkeit und Gebrauchstemperatur (80℃), gute Lösemittelbeständigkeit, Säure-, Alkali- und Dampfbeständigkeit sowie eine gute Dimensionsstabilität und Beständigkeit gegen Spannungsrisse. Es ist sehr gut für die Herstellung von unidirektionalen Gittern geeignet. Sein Nachteil ist, dass die Dehnung beim Erreichen der Zugfestigkeit groß ist, im Allgemeinen etwa 12%.
2. Polypropylen-Copolymer ist eine lineare Struktur mit seitlichen Methylgruppen. Es hat eine bessere mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit als Polyethylen, eine höhere Steifigkeit und Biegefestigkeit, eine höhere Temperatur- und chemische Korrosionsbeständigkeit. Der Nachteil ist, dass es bei niedrigen Temperaturen spröde ist und leicht altert. Es muss durch Recken oder andere Methoden modifiziert werden und eignet sich daher besonders für bidirektionale Geogitter, die durch bidirektionales Recken hergestellt werden.
3. Glasfasergeogitter werden aus gewebten oder genähten Glasfasern hergestellt, die mit einem Polymer beschichtet sind. Sie haben eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, einen hohen Modul und eine hohe Beständigkeit gegen Kriechen und Temperaturschwankungen. Geogitter aus Glasfasern sind chemisch inert und sehr langlebig, so dass sie sich für Anwendungen eignen, bei denen die langfristige Leistung entscheidend ist. Sie können jedoch teurer sein als Geogitter aus Kunststoff.
4. Polyester-Geogitter werden aus hochfesten Polyestergarnen hergestellt, die mit einem schützenden Polymer beschichtet sind. Sie haben eine hohe Zugfestigkeit, eine geringe Dehnung und eine gute Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse wie UV-Strahlung und chemische Belastung. Geogitter aus Polyester werden häufig in mechanisch stabilisierten Erdwänden (MSE) verwendet, wo eine Bodenverstärkung erforderlich ist.
Die Wahl des Geogittermaterials für ein bestimmtes geogitterbewehrtes Erdstützmauerprojekt hängt von Faktoren wie den Projektanforderungen, den erwarteten Lasten, den Bodenbedingungen und dem Budget ab.
Der Einfluss der Produktionstechnologie auf die Auswahl von Geogittern
Geogitter lassen sich nach ihrer Verarbeitungstechnologie in integral verstreckte Polymergeogitter, hochfeste gewebte Fasergeogitter und geschweißte Verbundgeogitter einteilen, wobei die beiden letzteren gewebte Geogitter sind.
Geogitter, hergestellt durch integrales Recken
Die Formgebung erfolgt im Allgemeinen durch Erwärmung der extrudierten Platte, Präzisionsstanzen, Längsstreckung und anschließende Querstreckung.
Dieser Streckungseffekt ist sehr wichtig. Er richtet die Polymermoleküle neu aus und verbessert die Leistung des Gitters erheblich:
1. Die gerichtete Anordnung der Moleküle verbessert die Festigkeit des Materials; gleichzeitig sorgen die gerichteten Moleküle für eine bessere Integrität der Knotenpunkte.
Dies unterscheidet sich von Pseudo-Gittern (wie z. B. gewebten und zusammengeschweißten). Die Knotenpunkte von Pseudo-Gittern sind gewebt oder zusammengeschweißt und weisen eine schlechte Integrität sowie eine schlechte Längs- und Querkraftübertragung auf.
2. Der Zugmodul wird verbessert, so dass das Gitter bei geringer Belastung eine hohe Zugfestigkeit aufweist.
3. Langzeit-Kriechversuche haben bewiesen, dass die Tendenz von Polymergittern, die mit Dehnung behandelt wurden, unter langfristiger Dauerbelastung stark reduziert wird, so dass die Zuverlässigkeit der Bewehrung gewährleistet ist.
4. Das Recken ist eine Modifizierungsbehandlung für Polypropylengitter, die viele Eigenschaften verbessert, wie z. B. die Verringerung der Nachteile der Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen und der leichten Alterung sowie die Verbesserung der Haltbarkeit der Verwendung.
Durch Weben hergestelltes Geogitter
Es wird mit hochfesten Kunststoffbändern gewebt, die auch als hochfestes Fasergeogitter bezeichnet werden.
Es wird aus Polyesterfasern oder Glasfasern mit hoher Festigkeit und geringer Dehnung hergestellt. Nachdem es auf einer Kettenwirkmaschine in eine Gitterform gewebt wurde, wird es je nach Prozessanforderungen mit Polyvinylchlorid (PVC) imprägniert.
Die Rippen dieses Gitters weisen eine hohe Zugfestigkeit auf, die Pseudoknoten sind unzureichend integer, die Knotenfestigkeit ist sehr gering, die Längs- und Querkraftübertragung ist sehr schlecht, und der Ausziehwiderstand im Boden ist ursprünglich geringer als seine Festigkeit. Als Bewehrungsmaterial wird seine Stärke nicht vollständig genutzt.
Geschweißtes Verbundgeogitter
Es handelt sich um ein Pseudo-Gitter, das durch Verweben mehrerer Polypropylenstreifen oder Stahl-Kunststoff-Verbundstreifen und Verschweißen der Knotenpunkte hergestellt wird.
Die Festigkeit der Einzelverstärkung ist relativ hoch. Da die Knoten durch Überlappung in Kett- und Schussrichtung gebildet werden, hängt die Gesamtfestigkeit von der Schweißfestigkeit der Knoten ab.
Die Scherfestigkeit, die Reißfestigkeit und die Berstfestigkeit dieses Knotens sind relativ gering. Die Integrität ist schlecht, die Festigkeit ist gering, die Leistung des Knotens bei der Übertragung von Längs- und Querkräften ist nicht gut, und die Dimensionsstabilität und die Gesamtleistung sind relativ schlecht.
Zusammenfassung des Geogitter-Produktionsprozesses
Die von der Drexel University in den Vereinigten Staaten vorgeschlagene Methode zur Prüfung der Knotenfestigkeit und die Ergebnisse der damit geprüften Geogitter und Pseudo-Geogitter (die Knotenfestigkeit wird als Prozentsatz der Festigkeit einer einzelnen Rippe ausgedrückt) sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Typ | Knotenfestigkeit/Einzelrippenfestigkeit |
| Integral verstrecktes bidirektionales Geogitter | 90% – 100% |
| Integral verstrecktes bidirektionales Geogitter | <10% |
| Die Knotenpunkte sind pseudo-bidirektionale Gitter, die | 3% – 13% |
Geogitter mit guter Produktionstechnologie haben ein einheitliches Aussehen, glatte Oberflächen und einen deutlichen Rußglanz.
Geogitter mit schlechter Produktionstechnologie haben eine raue Oberfläche.
Obwohl Oberflächenrauhigkeit und andere Muster die Reibung ein wenig erhöhen können, können sie die Gesamtbewehrungsleistung des Gitters nicht verbessern, da die Reibung nur einen kleinen Teil der Bewehrungsleistung ausmacht und die Hauptbewehrungsleistung die Verzahnungskraft und die Einbettungswirkung zwischen dem Gittergewebe und dem Füllstoff ist.
Das zeigt nicht nur, dass die Verarbeitungstechnologie des rauen Oberflächengitters relativ gering ist, sondern auch, dass sich in den Oberflächenmustern und Kerben Spannungen konzentrieren, wenn sie äußeren Kräften ausgesetzt sind, was die Zugfestigkeit schwächt und die Haltbarkeit beeinträchtigt.
Außerdem ist es unwirtschaftlich, die Ankerlänge anhand der Reibung zu bestimmen.
Strukturelle Auswahl von Geogittern im verstärkten Bodenbau
Der Einfluss der Bauform auf die Leistungsfähigkeit von Geogittern zeigt sich hauptsächlich in zwei Aspekten: der Knotenform und der Substratzusammensetzung.
Das gesamte gestreckte Polymer-Geogitter besteht aus einem einzigen Material, es ist keine Last erforderlich, der Knoten ist integral, die Festigkeit einer einzelnen Rippe und die Festigkeit des Knotens stimmen gut überein, und die Gesamtfestigkeit ist hoch.
Die Knoten von gewebten Geogittern sind Pseudoknoten, und die verwobenen Kett- und Schussbänder an den Knoten sind nur durch imprägniertes Polyvinylchlorid (PVC) verbunden, das eine geringe Festigkeit und eine schlechte Kraftübertragung aufweist.
Die Maschenweite von geschweißten Verbundgeogittern beträgt etwa 100 mm. Die Maschenweite dieses Gitters ist zu groß, was die Biegesteifigkeit der Rippen verringert, sie leicht verbiegbar und verformbar macht und die Bisskraft reduziert. Dieses Gitter besteht aus zwei Materialien durch Zusammenfügen, die Knoten sind auch Pseudoknoten, die Knotenstärke ist gering und die Kraftübertragungsleistung ist schlecht.
Die Kunststoff-Stahl-Verbundbänder können beim Transport, beim Bau und bei der Verwendung beschädigt werden, Risse und Brüche erleiden, und Feuchtigkeit und Nässe in der Umgebung führen zu korrosiver Korrosion an der starren Bewehrung, wodurch der wirksame Querschnitt kleiner wird und sich die Widerstandsfähigkeit und Lebensdauer verringert.
Auswirkungen der Methoden zur Prüfung der Produktstärke
Die von den oben genannten Geogittern angegebene Festigkeit wird im Zugversuch gemessen. Daher sollten die Zugprüfungsmethode des Materials und die Aussagekraft der Prüfdaten einer der Faktoren sein, denen bei der Planung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte.
Die Bewehrung des Geogitters mit integraler Zugfestigkeit wird durch mechanische Verzahnung und Verzahnung mit den Bodenpartikeln erreicht.
Auf dieser Grundlage schreibt der Standard GRI-GGI des Geosynthetic Research Institute of the United States vor:
Die Messung der Zugversuchsdaten muss der Übertragungsbeziehung der auf das Gitter im Boden ausgeübten Kraft entsprechen.
Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Aufnahme der Längszugkraft untrennbar mit der rechtwinkligen Übertragung der Querbewehrung verbunden ist, d.h. die Längszugkraft des Geogitters im Boden wird durch mechanische Verzahnung mit der Querbewehrung auf die Längsbewehrung übertragen.
Daher wird im Zugversuch die Längszugkraft gemessen, indem die Querbewehrung eingespannt und in Längsrichtung gedehnt wird.
Da die Längs- und Querrippen des integralen Geogitters ganz sind, kann die Zugfestigkeit natürlich auch durch direktes Einspannen und Dehnen der Längsbewehrung gemessen werden. Die Ergebnisse der beiden Verfahren sind ohne Verzerrung konsistent.
Die beiden anderen Arten von Pseudo-Gittern werden durch eine geringe Knotenstärke beschädigt. Die Längs- und Querkomponenten, aus denen das Gitter besteht, sind keine Einheit. Wenn die Bisskraft der Querrippen auf den Knoten übertragen wird, wird dieser aufgrund der geringen Knotenfestigkeit geschädigt, wodurch die Längsbewehrung verrutscht und die Bewehrung versagt.
Aus diesem Grund kann die Klemme bei der Messung der Zugfestigkeit nur an der Längsbewehrung eingespannt werden. Gemessen wird die Stärke der Längsbewehrung, nicht die Gesamtstärke des Gitters. Die Festigkeit der Längsbewehrung als Maß für die Gesamtfestigkeit zu verwenden, ist eine Verzerrung.
Dies ist auch ein wichtiger Grund dafür, dass das Pseudogitter eine hohe angegebene Festigkeit, aber eine niedrige tatsächliche Festigkeit hat, und es ist auch eine fatale Schwäche als Bewehrungsmaterial. Bei der Auswahl dieser Art von Geogittern für den Bau von bewehrten Bodenstützmauern ist besondere Aufmerksamkeit geboten!
Endlich
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl des richtigen Geogitters für bewehrte Bodenprojekte eine kritische Entscheidung ist, die für die Stabilität, die langfristige Leistungsfähigkeit und die Kosteneffizienz von Stützmauern unerlässlich ist.
Um eine fundierte Entscheidung über die Art und das Material des zu verwendenden Geogitters zu treffen, ist es unerlässlich, einen Geotechniker zu Rate zu ziehen, die Projektspezifikationen zu überprüfen und die Bodenbedingungen, die zu erwartenden Lasten, die Spezifikationen des Gitters, die Materialien, die Produktionsverfahren, die Prüfmethoden, die Struktur usw. zu berücksichtigen.
QIVOC ist ein erfahrener Hersteller und Lieferant von Geogittern. Unsere jahrelange Produkt- und Projekterfahrung kann Ihnen bei der Auswahl des richtigen Geogitters eine große Hilfe sein. Wenn Sie einen Bedarf haben, können Sie uns gerne kontaktieren.
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