专利名称：增强格网材料的制作方法
技术领域：
本发明涉扩一种增强格网材料，它用以约束混凝土或土工材料。具体地说，本发明涉及一种格网网格材料，该格网网格材料是用筋来增强以防止网格材料在安装与作业过程中产生的不需要的移动。
蜂窝状的约束系统是用以提高放置在该系统的格网里的材料的承载能力、稳定性和抗腐蚀性。市场上能得到的装置是由PrestoProducts卖的商标为“Geoweb”的塑料网格的土壤约束系统其地址为P.O.Box2399.Appleton，Wis.54913。Geoweb牌格网是用高密度聚乙烯相互连接带子构成，在相互并排的带面上用超声波将它们相互交错间隔连接起来。这样，当把所述带子沿垂直带面方向展开时，最后的网格段具有蜂窝状的外观，并具有正弦的或波浪形的格网。Geoweb牌网格段重量轻，并且为易于装卸和安装是在压平形式下付运的。
这种网格材料已广泛应用于提供道路地基、地基或铺砌层系统。用这种网格材料已使基础结构得到加强或变得更挺。另外，Geoweb牌格网已用来提供土壤和液体保持结构，它是通过将一网格层叠置在另一网格层上实现的，诸如用于山坡保护的阶梯形支承。Geoweb牌格网还保护泥土斜坡、隧道。护岸和水力结构以抵抗表面腐蚀。通过使用所述网格格网使草皮或其它泥土斜坡覆盖物得到保护和稳定。Geoweb牌格网能用各种土工材料如砂子、砾石、粒状土和集料、表土、植物材料等填到里面去。也可以用混凝土和土-水泥或沥青-水泥填到格网里去。
在这种网格材料的施工和长期作业过程中，填充材料和网格可以移动。网格材料下面的腐蚀可能引起填入的混凝土落出格网。由于填入的混凝土在它被提升并运送到施工现场时将可能掉出格网，因此在网格材料中的混凝土不能预先灌浇。外加力如液体浮力和冰作用可以将网格材料提起，或者使填入的材料脱离格网。在隧洞衬砌应用中或在斜坡上的表面保护滑动时，网格可以发生平移。
在克服这些问题的尝试中，沿着一些格网的壁面间隔地布置J型钩，并将这些钩子打入地下，格网进行灌浇之前，先将网格材料锚固住。J型钩子的圆形部分跨过格网壁的顶部延伸，以限制网格材料的移动。在某些应用方面，该方法已限定了网格材料的移动，但它不能完全成功地防止这种网格的移动。
本发明的主要目的是提供一种改进的、得到增强的蜂窝状网格材料，使得在施工和长期作业过程中发生的网格材料或填料的移动降到最小程度。与此相关，本发明相关的目的是提供一种能够抗液体浮力、冰作用和平移的改进的蜂窝状材料。
本发明另一个重要的目的是提供一种增强的蜂窝状网格材料，这种网格材料能将能将就位灌浇混凝土填料锚固在格网里，以防止混凝土从格网中移动，并有利于防止填入网格材料中的混凝土的移动。
本发明还有一个目的是提供一种用筋增强的蜂窝状网格材料，所述筋具有长期的耐用性及优异的载荷变形特性和长期的蠕变性能。
本发明所提供的一种用以约束混凝土和土工材料的格网材料结构，该格网材料结构有多个塑料带子，该带子在其带面以相互并排关系在粘接区上粘接在一起。该粘接区从一个带子到另一个带子交错地布置。这些带子可以在与带面垂直的方向上展开形成一个格网，带子构成格网壁。至少有一个带子上有孔，增强件穿过该孔。
在最佳实施例中，每个格网壁上至少有一个孔。增强件是用任何一种聚合物制成的筋，该聚合物具有约100-2500磅的标称断裂强度，该筋穿过每个格网壁上的孔。筋最好用聚合物制造，并用能抗酸碱的聚合物包住。在网格的一端，筋用一个环终接，或用一个垫片和筋上的一个结终接。
在另一实施例中，各格网壁上的孔基本上是重叠的，这些孔最好布置在邻接于粘接区处。另外，所述筋的一段长度约束在从其中的一个格网壁上的孔进入网格相邻的格网中。垫片和筋上的结提供了这种约束。
本发明的另一方面是一种安装格网网格的方法，这种格网网格有许多格网。通过在各格网的格网壁上形成一组基本上重叠的孔，将筋穿入这些孔中，使其终接在格网网格的两端。这种格网网格放置在地表，锚固该筋以防止格网网格的移动，并用混凝土或土工材料填入这些格网中。
本发明以一个特殊实施例作为实例示于附图中并将在这里详细描述之。同时，本发明能允许做出各种修改和替换形式，但应明白它不是将本发明局限于所公开的特殊形式，正相反，本发明包括在由权利要求书所限定的本发明的技术方案和范围内的所有的修改、等同物和替换。
图1为本发明的单层张开的增强格网材料的局部立体图;
图2为用筋增强的张开的格网的放大立体图;
图3为沿图1中线3-3剖开的经张开的格网材料的局部截面图，并且在端部用垫片和筋的双重结将所述格网终接;
图4为沿图1中线3-3剖开的叠平的格网材料的局部截面图，并且在其端部用垫片和筋的双重结将所述格网连接起来;
图5为用聚合物筋增强的格网的截面图，并用所述筋的环终接;
图6为用聚合物筋增强的格网的截面图，并用垫片和所述筋的双重结终接;
图7为内部由增强筋锚固的已填充的材料增强的格网材料的截面图;
图8为外部由增强筋锚固的已填充的增强的格网材料的截面图;
图9为被提升以供安装的填入以混凝土的增强的格网材料的截面图。
现翻到附图，特别是参阅附图1，该图表示了一种用筋12增强的格网材料10。该格网材料10有多个相互粘接在一起的塑料带子14，一个带子和下一个带子是以相互交替和相同间距的粘接区16的方式粘在一起，以形成单个格网20的格网壁18。两个带子之间的粘接最好通过把带子14看成是成对的，开始是外面的带子22与最外的内带子24为一对，接下去两个内带24为一对等等。每对带子在粘接区粘接，构成在靠近每条带子14的端28处形成的一侧粘接缝26。在该带子14的端28和外侧粘接缝26之间有一短尾部30用以平衡邻接该外侧粘接缝26的带子14的片段。每对带子在其它的粘接区16相互粘接在一起，从而在外侧粘接缝26之间形成相同长度的带子片段。除这些粘接缝之外，每一相邻的带子24对的一个带子14也在该带子对的每个粘接缝的中间位置处粘接在一起，这些粘接缝此后称为非对粘接区32。其结果，当多个带子14在垂直于带面的方向上伸展时，所述的塑料带子以正弦曲线的形式弯曲，并以重复的格网形式形成一张由格网20构成的网格。格网网格中的每个格网20都有一个由一个带子构成的格网壁和一个由一个不同的带子构成的格网壁。
带子14上在邻接于粘接区16或32处设有孔34。每个筋12从一组基本上重叠的孔34中穿过。这里所用的“基本上重叠”是指相邻格网壁上的孔之间的重合率大于50%，较好的重合率约为75%以上，最好是大约在90%以上。所述的筋使格网网格得到增强，并通过起着连续的整体锚固件的作用使格网安装的稳定性得到提高，所述锚固件防止了网格的不必要的移动。
如图2所示，筋12的截面最好为矩形或椭圆形，以提供一种细扁的外形。矩形或椭圆形截面的软筋较易打结，以便在网格的端部将筋终接，或者将相邻的网格片段连接起来。细扁外形的筋在插入孔34中时也易于使其弯曲。为了适当增强格网网格和锚固填人格网中的填充材料，筋应具有约100-2500磅/平方英寸的拉伸强度。最好该筋由聚合物制成，该聚合物能提供这样的拉伸强度，以及具有优异的载荷变形特性和长时间的蠕变性能。这些聚合物包括聚脂、聚丙烯、聚乙烯和类似物。
在最佳实施例中，所述筋是由芯材36组成，芯材36周围包有一层包皮38，该包皮38是用来保护芯材36以免在稳定和环境保护工作中受所遇到的化学物质的侵害。筋中的芯材36可以是任何聚合物，其标称断裂强度约为100-2500磅。最优先采用线性复合聚合物芯材，这是因为它比网格子坚固耐用。线性复合筋能从DeltaStrappingIndustries，Inc.ofCharlotte，NorthCorolina处购得。包皮38可以由耐酸性或碱性聚合物或其它耐酸性或碱性材料组成，以便在将筋36暴露于酸性或碱性材料或如在土壤或石灰岩的环境中时，能保护该筋36不会受腐蚀。最好筋是由连续的高韧性的聚酯细丝束构成，并用对紫外线稳定的高密度聚乙烯或聚丙烯保护壳包住。这种筋已由ConwedCompanyofMinneapolis，Minnesota生产销售。
图3所示是沿图1中线3-3截开的展开的网格的剖面图。其中筋12穿过每个带子14上基本上重叠在一起的孔34。图4中显示的是处在叠平状态的同一截面。当网格叠平时，处在格网20内的那段筋12沿着其中心向上弯曲，这样在格网20中的那一段筋形成了一倒V型。由于折叠的筋的细薄的外形，可维持叠平的格网网格的紧凑性。所述的筋能够在格网生产过程中预先安装。此外，叠平的增强的格网网格易于包装，装卸和运输。
筋终接在络网网格的两端，以使筋维持在网格中。如图5和图7所示，使筋终接的最好的方法是在筋穿过孔之后，在其上打一环40。在另一最佳的方法中，所述筋是通过钢或聚合物制成的垫片44来终接，所述垫片44在打双重结46之前先穿过该筋上，这样就将垫片放置在结46和孔34之间，如图6和8所示。
网格内筋的数量取决于所述筋的使用和其拉伸强度。例如，海岸线装置可以仅仅需要一个筋固定到处在网格的一个端部的格网上，以便用一个锚固件从外部将该网格锚固。当用多个筋将多个网格片段连在一起时，将一个网格端部的格网尾部放置在另一网格端部的各格网尾部之间。用一筋穿过两两互锁的网格的尾部上的一系列孔中，从而将多个网格片段连接起来。填充以混凝土的网格中典型的每个格网包括两个筋，以便将网格移动、提升和安装。内部填有土工材料的网格中，每个格网常包括一个筋。对于多种运用情况，网格中的格网则在每个格网中将包括两个以上的筋。但是，如果所用的筋拉伸强度较低，如聚丙烯带条，则需要额外的筋来增强每个格网。
除增强格网网格之外，所述筋有助于抵抗外加力，如液体浮力和冰作用，它们能使格网网格抬起。可以沿筋上每隔一段距离将网格锚固在地上，以防止网格升起。图7表示的是沿图1中线3-3截开的被锚固的、展开的网格的剖面，其中所述的筋12穿过每根带子上的基本上重叠的孔34。在格网20内的筋12的整个长度上设置J型销42或其它的地上锚固件，如鸭嘴或螺旋钻锚固件，并将它们打入地下。J型销42在内将筋12固定，使格网网格提升离开地面的程度减至最小。能够将任意多个含有一个筋的格网锚固住。所述锚固件最好在网格两端之间间隔地设置，以抵抗作用在整个网格的长度上的力。在某些运用方面不需要锚固，外加力由作用在跨在两格网之间的筋的顶表面上的格网填充材料的被动阻力所抵消。此外，在格网内形成的许多植物根可以把筋包住，并将天然根的锚固作用传给该系统。图7所示的网格也用J型销42或其它的地锚从外部锚固住，所述销42或其它的地锚穿在终接筋的环40里。如果需要也可以将所述环连接到邻接网格的筋上。
在每个网格的上端将筋锚固到地锚上，抵消使格网网格所产生该平移的力，该力可为如在管道内衬施工或陡斜的坡上表面保护的滑动所遇到的推动力。图8所示的是一个格网网格，所述格网网格用被动约束锚固在坡顶上，所述网格放置在该斜坡上。筋12用一个环40终接，该环栓在锚桩48上，以便使该网格的平移最小。所述网格放置在地织物或地膜垫50上，尤其是在填充材料与地基不一样时更当如此。当增强的格网网格被安放在斜坡表面上时，沿着筋的一段长度上可以形成一约束装置，以便在填充格网后支撑该格网。优选的约束装置是通过将筋穿过孔再将垫片44套在筋上并在筋上打双重结46形成的。这样垫片就处在所述的结和孔之间，如图8所示。
当用多层格网网格作为土壤拦阻结构时，每个格网网格层上的筋两端可锚固在回填的土料中，以抵制由于活动地压所引起的平移和翻转。构成这样的土壤拦阻结构的最好方法是在待建造的所述结构的角上将导向桩锚固到地下。然后将底层网格展开，并且将角部格网在所述桩上向下滑过。如需要在底层网格中填入一合适的填料，并压实。然后将接着的网格层展开，并在所述桩上向下滑落，填充压实直到所述结构达到所需高度为止。
当需要填入混凝土时，由于筋锚固在格网里的混凝土，在安装所述网格前，在本发明的增强格网网格中可预先浇注混凝土。混凝土将格网内的筋包住，以致混凝土浇注在筋周围。筋将格网内的混凝土锚固住，这样在格网网格被提升时，混凝土不会移动。另外，筋仍然是柔软的，这样便能将填充以混凝土的格网网格预制块移动、提升和安装，如图9所示。当筋布置在带子面上的中点附近时，(即在格网壁宽度的一半左右)，填以混凝土的格网网格呈现出最大的柔性。在最佳实施例中，每个格网壁上有两个孔，并使每个格网壁上的孔基本上重叠。筋穿过每个基本上重叠的孔，其两端终接在网格的两端。为了安装，可通过在网格内延伸的筋的两末端将预制块提升并移动。填入混凝土的格网网格易安装在水下，它为海岸线、护坡、溢洪道、滑坡等等提供极好的保护。所述网格在水下施工过程中能符合地基走向，以防止管涌和潜掏。一般的船斜轨和其它的水下结构能够用预制块来代替。也可以把预制块用到公路上，作为路基结构。
格网网格的安装是通过人工将所述网格沿与网格的带子的面垂直方向展开，并将混凝土或土工材料填到格网中。当用土工材料填入增强格网网格中时，通过使用安装架来安装所述网格，所述安装架是由美国专利4、717、283号所描述，该专利于1988年1月5日颁给GaryBach，在这里只作为参考资料而结合到本发明中。将格网网格固定到安装架上，以保持所述网格处于展开形式。转动所述架子，从而使所述网格靠在安装表面上。在移动架子之前，先将筋从里或从外固定到地面上，如图7和8所示。然后用土工材料填入格网中，以保持格网网格处于展开的形状。土工材料如沙、砾石、粒状土和集料、表土、植物材料等将力作用在跨在格网之间的用以锚固网格的筋的顶面上。
格网材料最好用50密耳(mil)厚的聚乙烯挤压板材制成。在这种材料中可以加入碳黑，以便暴露在阳光下时，有助于防止紫外线对网格材料的降解。格网材料的塑料带子的面也可以有如公开在美国专利4，965，097号中的网纹表面，该专利于1990年10月23日颁给GaryBach，在这里作为参考资料而结合到本发明中。格网网格也可以包括凹口，该凹口允许格网网格的连接层沿着它们的边缘重叠，以改善网格在构成土壤拦阻结构中的叠加能力，如美国专利4、778、309号所公开的，该专利于1998年10月18日颁给Bach等人。
可用现有技术公知的许多方法以将多个塑料带子相互之间连接起来。最好的方法是用超声波焊接，该方法所使用的工艺和设备公开在美国专利4、647、325号中，该专利于1987年3月3日颁给GaryBach，这里将该专利作为参考资料结合到本发明中。粘接区许多焊接点同时与带子14接触形成的，从而形成一个基本上横贯带子14的整个宽度的焊接区。
在带子相互粘接之前或之后，可用现有的许多方法在带子14上制成孔34。最好用钻具在叠平的格网网格上钻孔，形成一组穿过网格的基本上重叠的孔。用一适当长度的筋穿过每个孔，并且可以将筋保持在格网网格内，如上述图8所述的一样。筋用一根筋环或用一垫片和双重结终接在网格的两端，如图5-8所示。当格网网格完全展开时，筋便放置在格网里，当所述格网网格重新叠平时，相邻的格网壁之间的筋被垂直折叠。然后将增强格网材料装载在货盘上并付运以供安装。或者在安装现场将筋穿入孔中。
当填入混凝土时，最好将孔布置在塑料带子宽度的中点附近，这样筋的拉伸最小。当用土工材料填入时，最好将所述孔布置在塑料带子宽度的中点以下，这样使更大的力作用在筋上，以便锚固所述网格。所述的孔可以设在格网壁的整个长度上的任何位置处，但最好不要将所述的孔设置在粘接区。
可以生产各种规格的网格，但在网格展开使用时，宽度最好为3-8英尺，长为8-20英尺。在最佳实施例中，每个塑料带子14宽为8英寸。在每个带子上的粘接区16的间距约为13英寸，非对粘接区32间的距离亦如此。每个格网壁包括一块约13英寸长的塑料带子段，它处在相邻粘接区16之间或是非对的粘接区32之间。所述的尾部30的长约为1英寸。筋12的宽度约1/4-3/4英寸，所述孔34的直径比筋的宽度稍大些。
权利要求
1.一种用以约束混凝土材料的格网材料结构，它包括多个塑料带子，该带子的面相互并排地在粘接区上粘接在一起，这些粘接区从一个带子到一个带子交错布置，使得可将该多个带子沿与带子面垂直的方向展开，形成一具有多个格网的网格，所述带子构成格网壁，其特征在于至少有一个带子有一个孔；用以增强所述格网的装置，该增强装置延伸穿过所述孔。
2.一种用以约束混凝土和土工材料的格网材料结构，它包括多个塑料带子，该带子的面相互并排地在粘接区上粘接在一起，这些粘接区从一个带子到一个带子交错布置，使得可将该多个带子沿与带子面垂直的方向展开，形成一具有多个格网的网格，所述的带子构成格网壁，其特征在于每个格网壁上都有一个孔用以增强所述格网的装置，该增强装置延伸穿过每个格网壁上的孔。
3.根据权利要求1所述的格网材料结构，其特征在于该多个带子的相邻带子上有孔，所述增强装置延伸穿过相邻带子上的孔。
4.根据权利要求1-3中的任一所述的格网材料结构，其特征在于所述孔设置在邻近粘接区处，且基本重叠。
5.根据权利要求1-4中的任一所述的格网材料结构，其特征在于所述孔设置在带子面中点以下。
6.根据权利要求1-5中的任一所述的格网材料结构，其特征在于所述孔设置在带子面约中点处。
7.根据权利要求1-6中的任一所述的格网材料结构，其特征在于所述增强装置是一个包括一种具有约100至2500磅的标称断裂强度的材料制成的筋。
8.根据权利要求7所述的格网材料结构，其特征在于所述材料是聚合物。
9.根据权利要求7或8的格网材料结构，其特征在于所述筋的外表面用一种抗酸碱材料包住。
10.根据权利要求9所述的格网材料结构，其特征在于所述的抗酸碱材料是一种聚合物。
11.根据权利要求7所述的格网材料结构，其特征在于还包括用以约束一段筋穿入其中一个格网壁上的孔进入网格中的相邻的一个格网中的约束装置。
12.根据权利要求11所述的格网材料结构，其特征在于所述约束装置是一垫片和筋的一个结。
13.根据权利要求1-12所述的格网材料结构，其特征在于它还包括使增强装置在网格的一端的终接装置。
14.根据权利要求13所述的格网材料结构，其特征在于所述增强装置是一筋，所述终接装置是一筋环，或是一垫片和筋的一个结。
全文摘要
一种用以约束混凝土和土工材料的格网材料结构，它有多个塑料带子，该多个带子的面相互并排地在粘接区上粘接在一起，这些粘接区从一个带子到一个带子交错布置，这样可以将带子沿带子面垂直的方向展开，形成一具有多个格网的网格，所述带子构成网壁。至少其中的一个带子上有孔，增强件穿入该孔中。该增强件最好是由具有约100—2500磅的标称断裂强度的聚合物制成的筋。
文档编号E02D17/20GK1092356SQ9311265
公开日1994年9月21日 申请日期1993年12月14日 优先权日1993年2月18日
发明者G·M·巴哈, R·E·克劳 申请人:雷诺兹消费品有限公司