Wichtige technische Punkte beim Einsatz von Geogittern in Wasserschutzprojekten

GeogitterAls Geokunststoff dienen sie der Bodenverfestigung, der Verbesserung ihrer Festigkeit sowie der Erhöhung der Stabilität und Tragfähigkeit geotechnischer Bauwerke. Sie werden häufig im Straßenverkehrsbau eingesetzt und tauchen nach und nach auch bei Flussufer- und Stützmauerprojekten im Wasserschutzbau auf. Daher überprüft und fasst dieses Papier systematisch ihre Anwendung zusammen, um ihre wichtigsten technischen Punkte umfassend zu verstehen und zu erfassen.

Bemessungslebensdauer der verstärkten Technik

Geogitter gehören zur Kategorie der verstärkten Böden. Unter Verstärkung versteht man die Funktion, die mechanischen Eigenschaften des Bodens durch Nutzung der Zugfestigkeit geosynthetischer Materialien zu verbessern.

Derzeit gibt es in meinem Land keine Auslegungslebensdauer für verstärkten Ingenieurbau. Der britische Standard ist in Abschnitt 7.1 der „Technical Specification for Application of Geosynthetics“ (GB50290-2014) angegeben.

Grundvoraussetzungen für verstärktes Bodenfüllmaterial

Als verstärktes Bodenfüllmaterial sollte idealerweise körniger Boden mit guter Durchlässigkeit verwendet werden:

• Fein-körniger Boden (Partikelgröße<0.075mm) content ≤15%, and plasticity index <6.
• Dies liegt daran, dass ein solcher Boden einen hohen Reibungswiderstand, relativ stabile Eigenschaften, einen niedrigen oder sogar keinen Porenwasserdruck und ein geringes Kriechen aufweist, was die langfristige Stabilität des verstärkten Bodens gewährleistet.
• Bei der Verwendung von bindigem Boden sollte bei der Planung besonderes Augenmerk auf die Stabilität der gewählten Eigenschaften gelegt werden. Bei bindigen Schüttungen mit zu hohem Wassergehalt empfiehlt es sich sogar, über den Einsatz von Bewehrungsmaterialien mit Drainagefunktion nachzudenken, um den negativen Einfluss des Porenwasserdrucks auf den Reibungswiderstand der Bewehrung zu reduzieren.

Arten geosynthetischer durchlässiger Materialien-Flexible Bewehrung und starre Bewehrung

Geokunststoffe werden in zwei Gruppen eingeteilt. flexible Verstärkung und starre Verstärkung. Gemäß Designkonventionen:

(1) Materialien mit einer Bruchdehnungsrate von 10 % oder mehr, wie Geogitter und Geotextilien, gelten als flexible Materialien;

(2) Materialien mit einer Ausfalldehnungsrate von nur 3 % bis 4 %, wie z. B. Verstärkungsstreifen, gelten als starre Materialien.

Hinweis: Oben wird der durchlässige Materialanteil von Geokunststoffen beschrieben. Der undurchlässige Teil, also das auslaufsichere Material, wurde bereits in früheren Artikeln erwähnt, beispielsweise Verbundgeomembranen und wasserabweisende Platten aus Natriumbentonit. Den Link zum Originalartikel finden Sie am Ende dieses Dokuments.

Zusammensetzung und Klassifizierung von Geogittern

Zusammensetzung:Verstärkte Geokunststoffe mit einem regelmäßigen Gittermuster, das durch die Kombination von Zugstreifeneinheiten gebildet wird, mit Öffnungen zur Aufnahme von Füllmaterial.

Einstufung:Kunststoff-Geogitter, Glasfaser-Geogitter, gewirkte Polyester-Geogitter und Stahl-Kunststoff-Geogitter, die aus mehreren miteinander verbundenen oder verschweißten Verbundverstärkungsstreifen bestehen.

Länge:Die Länge der Geogitter kann je nach Projektbedarf bestimmt werden, im Allgemeinen zwischen 3 m und 6 m.

Breite:Die Breite von Geogittern liegt in der Regel zwischen 1 m und 4 m, wobei 2 m und 3,5 m übliche Spezifikationen sind. Wenn die Breite nicht ausreicht und eine Überlappung erforderlich ist, sollte die Überlappungslänge nicht weniger als 30 cm betragen und mit Nägeln oder Erdspießen befestigt werden.

Bemessungsberechnung von bewehrten Bodenstrukturen

Die Bemessungsberechnung von bewehrten Bodenbauwerken besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: dem äußeren Gesamtstabilitätsnachweis und dem inneren Stabilitätsnachweis.

Externe Gesamtstabilitätsüberprüfung

Am Beispiel der Berechnung einer bewehrten Bodenstützmauer umfasst dies die Widerstandsfähigkeit gegen horizontales Gleiten, den Widerstand gegen tiefes Gleiten und die Tragfähigkeit des Fundaments. Eine Überprüfung der Kippfestigkeit ist nicht erforderlich, aber der resultierende Kraftangriffspunkt auf der unteren Oberfläche der Wand sollte innerhalb des mittleren Drittels der unteren Oberfläche liegen und der Erddruck auf der Rückseite der Wand sollte gemäß der Erddrucktheorie von Rankine bestimmt werden.

Bestimmen Sie die Gleitbruchfläche, um die Länge des Bewehrungsmaterials zu bestimmen.

Interne Stabilitätsüberprüfung

Dazu gehören die Zug- und Auszugsfestigkeiten der Verstärkungsmaterialien, die für jede Schicht Verstärkungsmaterialien separat berechnet werden müssen.

• Berechnung der Zugstabilität

Wenn das Verhältnis der zulässigen Zugfestigkeit des Verstärkungsmaterials zur horizontalen Zugkraft, die jede Schicht Verstärkungsmaterial trägt, größer oder gleich 1 ist, ist die Anforderung erfüllt; andernfalls ist der Bewehrungsabstand anzupassen bzw. das Bewehrungsmaterial auszutauschen und die Berechnung neu zu berechnen. (Der zulässige Zugfestigkeitswert des Verstärkungsmaterials basiert auf Feldtests oder Produktdaten des Herstellers.) – Einzelheiten finden Sie in Abschnitt 7.3.5 der „Technischen Spezifikation für die Anwendung von Geokunststoffen“ (GB50290-2014).

• Ziehen Sie-die Stabilitätsberechnung heraus

Wenn das Verhältnis der Auszugskraft jeder Schicht Verstärkungsmaterial zur horizontalen Zugkraft, die jede Schicht Verstärkungsmaterial trägt, größer oder gleich 1,5 ist, ist die Anforderung erfüllt; andernfalls ist das Bewehrungsmaterial zu verlängern oder die Bewehrungsmenge zu erhöhen und die Berechnung neu zu berechnen. – Einzelheiten finden Sie in Abschnitt 7.3.5 der „Technischen Spezifikation für die Anwendung von Geokunststoffen“ (GB50290-2014).

Länge des Verstärkungsmaterials

Die Länge jeder Verstärkungsmaterialschicht wird entsprechend der Konstruktion summiert.

Die Länge jeder Schicht Verstärkungsmaterial=Länge innerhalb der Bruchfläche + Länge außerhalb der Bruchfläche (effektive Länge) + Länge, die erforderlich ist, damit die Enden des Verstärkungsmaterials den Boden umhüllen, oder die Länge, die mit der Wand verbunden ist (im Allgemeinen nicht weniger als 1,2 m).

Um die Konstruktion zu erleichtern, sollte das Verstärkungsmaterial (in diesem Artikel das Geogitter) im Allgemeinen für jede Schicht von oben nach unten die gleiche Länge haben. Bei hohen Stützmauern können abschnittsweise unterschiedliche Längen verwendet werden.

Marktpreisreferenz für Geogitter

• Kunststoff-Geogitter: 1,2–2,0 RMB/㎡
• Glasfaser-Geogitter: 1,2–2,0 RMB/㎡
• Geogitter aus Polyester-Ketten-gestrickt: 1,5–2,5 RMB/㎡
• Stahl-Kunststoff-Geogitter: 1,5–3,5 RMB/㎡