一种自吸水复合土工格栅的制作方法

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种自吸水复合土工格栅。

背景技术：

在堤坝、路堤及护坡等工程中，当土体所受应力超出其弹性应变范围时，会产生较大的塑性应变直至土体破坏；或在长期应力的作用下，土体产生一定的蠕变及松弛现象，会诱导产生土体开裂、位移过大甚至垮塌等事故。因此，现常采用在土体中设置土工格栅以期改变处理范围内的应力场、应变场及土体自身的应力状态，对土体进行加固补强，进而减少土体的位移量及不均匀位移量，增强稳定性。

目前现有的土工格栅有以下诸多：塑料土工格栅，经编土工格栅，复合型双向土工格栅，双向钢塑土工格栅，钢丝格栅等。就其设计思路主要集中在使用新材料、新经纬结构及新节点设计以期实现增强土工格栅的抗拉性、整体性及耐久性，而现有的复合土工布也主要是考虑土工布的强度要求而进行加筋设计，出现了加筋土工布、复合土工布等土工布与土工格栅简单粘合的形式，而尚无就土工格栅的吸水性进行相关设计及研究。

然其土工格栅的吸水性具有较大的工程需要，例如在软土地基上进行道路建设时，常需采用土工格栅加筋垫层以减少上部路堤的横向位移、竖向沉降及不均匀沉降，随着上覆填土的填筑及软基的固结沉降，垫层会产生“沉降盆”的沉降曲线，即路堤的中心线附近沉降大而路基两端沉降较小。由于沉降盆的出现，使软基固结排出的水不能及时吸过垫层排出而在沉降盆底层积聚，从而影响预压时间，并可能产生路堤的工后不均匀沉降；在边坡加固及挡墙加固时，采用土工格栅进行加筋处理以增强边坡挡墙的稳定性，对于非饱和土体，边坡土体含水量对其自身稳定性影响较为明显，如诸多加筋边坡因长期降雨而边坡内部无排水吸道，使土体抗剪强度变小，产生边坡滑坡。

综上，目前亟需一种带有吸水功能的土工格栅，以解决单独使用土工格栅而产生的因不能及时排出水而造成的工程问题。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于提供一种自吸水复合土工格栅，解决单纯使用土工格栅时由于加筋材料的不吸水性，使得处理土体内自由水积聚不能及时排除而产生的工程问题，例如路堤沉降盆中盆底垫层水分积聚影响下部软基固结、连续降雨对土工格栅边坡加固的稳定性影响。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自吸水复合土工格栅，包括若干等间距设置的横向肋条和若干等间距设置的纵向肋条，所述的横向肋条和纵向肋条垂直相交，编制而成自吸水复合土工格栅；所述的横向肋条和纵向肋条内嵌吸水材料。

进一步的，所述的吸水材料的上部和下部通过两层格栅强度材料夹持。

进一步的，在所述的格栅强度材料与吸水材料之间设有透水滤膜。

进一步的，所述的透水滤膜与格栅强度材料的粘连方式呈凹字形，形成外侧的格栅强度材料中空部分，使地基水通过透水滤膜进入吸水材料中。

进一步的，所述的格栅强度材料选自聚酯纤维、玻璃纤维及碳纤维中的任意一种。

进一步的，所述的吸水材料使用热熔或化学试剂与格栅强度材料和透水滤膜进行粘合。

有益效果：与现有技术相比，本发明的一种自吸水复合土工格栅，具备以下优点：

1)吸水性：肋条材料含有吸水材料，可以对加筋层内的低水位的积水吸出，减少因积水对土体稳定影响及下部土体的排水固结时间；

2)通水性：通过在肋条中添加吸水材料，使土工格栅形成排水网，无需联合土工布进行处理层的排水；

3)排水性：根绝高分子吸水材料具有晾晒后失水特性，自吸水土工格栅可在使用时，部分反包于堤坝表层，用于晾晒排水；实现堤坝底部的水通过自吸水格栅的无预压外排。

附图说明

图1是自吸水土工格栅俯视图；

图2是自吸水土工格栅肋条俯视面图；

图3是自吸水土工格栅肋条横截面图；

图4是自吸水土工格栅在堤坝工程中的使用示意图；

附图标记：1-横向肋条；2-纵向肋条；3-吸水材料；4-格栅强度材料；5-透水滤膜；6-路堤；7-自吸水土工格栅；8-地基。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-3所示，一种自吸水复合土工格栅，包括若干等间距设置的横向肋条1和若干等间距设置的纵向肋条2，横向肋条1和纵向肋条2垂直相交，编制而成自吸水复合土工格栅7。横向肋条1和纵向肋条2均分别包括吸水材料3、格栅强度材料4和透水滤膜5。

横向肋条1和纵向肋条2内嵌吸水材料3，吸水材料3的上部和下部由两层格栅强度材料4夹持，且在格栅强度材料4与吸水材料3之间设有透水滤膜5。透水滤膜5与格栅强度材料4的粘连方式呈凹字形，即外侧的格栅强度材料4中空部分，可使地基水通过透水滤膜5进入吸水材料3中。

格栅强度材料4主要是聚酯纤维(或玻璃纤维及碳纤维)，吸水材料3使用热熔或化学试剂与格栅强度材料4和透水滤膜5进行粘合。

工作过程：地基8中的水通过透水滤膜5进入吸水材料3中，因吸水性土工格栅的特性，可将沉降盆底的积聚水吸至路堤6两侧，再由反包于路堤6的自吸水土工格栅7，利用反包路堤6的格栅晾晒、风干等作用排水，从而加快水平垫层的排水速率，减少路堤6的预压时间和不均匀沉降。由格栅的吸水性，将沉降盆地的格栅吸水材料中的水吸至路堤6两侧，再利用反包路堤6的格栅晾晒、风干等排水，晾干后的路堤6两侧的格栅便继续沉降盆地底部的格栅中吸水，再晾晒等排水，如此往复。

如图4所示，由于路堤6的预压作用，地基8面出现路堤6中心对应部位沉降大、两端沉降小的“沉降盆”形成，地基8中因上部路堤6载荷作用下排出的水积聚在沉降盆底而无法排出。

本例中采用自吸水土工格栅7，其网格间距均为10cm，肋条宽度为1cm。肋条横截面如图3所示，其中格栅强度材料4层使用聚酯纤维，透水滤膜5为o95＜0.075mm的无纺滤膜；吸水材料3采用吸水树脂。肋条俯视图如图2所示，格栅强度材料4的宽度为2*0.25mm，土工透水滤膜5的外露宽度为0.5mm。格栅断裂延伸率≤3％，纵向抗拉强度≥80kn/m，横向抗拉强度≥80kn/m。

技术特征：

1.一种自吸水复合土工格栅，其特征在于：包括若干等间距设置的横向肋(1)和若干等间距设置的纵向肋条(2)，所述的横向肋(1)和纵向肋条(2)垂直相交，编制而成自吸水复合土工格栅(7)；所述的横向肋(1)和纵向肋条(2)均内嵌吸水材料(3)。

2.根据权利要求1所述的一种自吸水复合土工格栅，其特征在于：所述的吸水材料(3)的上部和下部通过两层格栅强度材料(4)夹持。

3.根据权利要求2所述的一种自吸水复合土工格栅，其特征在于：在所述的格栅强度材料4与吸水材料(3)之间设有透水滤膜(5)。

4.根据权利要求3所述的一种自吸水复合土工格栅，其特征在于：所述的透水滤膜(5)与格栅强度材料(4)的粘连方式呈凹字形，形成外侧的格栅强度材料4中空部分，使地基水通过透水滤膜(5)进入吸水材料(3)中。

5.根据权利要求2所述的一种自吸水复合土工格栅，其特征在于：所述的格栅强度材料(4)选自聚酯纤维、玻璃纤维及碳纤维中的任意一种。

6.根据权利要求3所述的一种自吸水复合土工格栅，其特征在于：所述的吸水材料(3)使用热熔或化学试剂与格栅强度材料(4)和透水滤膜(5)进行粘合。

技术总结
本发明公开了一种自吸水复合土工格栅，属于土工工程技术领域，包括若干等间距设置的横向肋条和若干等间距设置的纵向肋条，横向肋条和纵向肋条垂直相交，编制而成自吸水复合土工格栅；横向肋条和纵向肋条内嵌吸水材料。本发明具备以下优点：1)吸水性：肋条材料含有吸水材料，可以对加筋层内的低水位的积水吸出，减少因积水对土体稳定影响及下部土体的排水固结时间；2)通水性：通过在肋条中添加吸水材料，使土工格栅形成排水网，无需联合土工布进行处理层的排水；3)排水性：根绝高分子吸水材料具有晾晒后失水特性，自吸水土工格栅可在使用时，部分反包于堤坝表层，用于晾晒排水；实现堤坝底部的水通过自吸水格栅的无预压外排。

技术研发人员：陈庚
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2019.11.25
技术公布日：2020.04.10