Geogitter sind ein wichtiges geosynthetisches Material, das im Tiefbau weit verbreitet ist und häufig als Verstärkung in bewehrten Bodenstrukturen oder Verbundwerkstoffen dient. Basierend auf Herstellungsprozessen und Materialien können Geogitter in vier Hauptkategorien unterteilt werden: Geogitter aus Kunststoff, Geogitter aus Stahl-Kunststoff, Geogitter aus Glasfaser und gewirkte Geogitter aus Polyester. Beim Einsatz im Tiefbau besitzen Geogitter einzigartige Eigenschaften und Funktionen und verbessern die Stabilität, Verformungsbeständigkeit und Haltbarkeit von Ingenieurbauwerken.
1. Definition und Einführung von Geogittern
Geogitter sind ein wichtiges geosynthetisches Material mit einzigartigen Eigenschaften und Funktionen im Vergleich zu anderen geosynthetischen Materialien. Sie werden häufig als Verstärkung in bewehrten Bodenstrukturen oder Verbundwerkstoffen verwendet.
Geogitter werden in vier Hauptkategorien eingeteilt: Geogitter aus Kunststoff, Geogitter aus Stahl-Kunststoff, Geogitter aus Glasfaser und gewirkte Geogitter aus Polyester. Ein Geogitter ist ein zwei-dimensionales Netz oder ein dreidimensionales-Maschensieb mit einer bestimmten Höhe, das aus Polymeren wie Polypropylen und Polyvinylchlorid durch Thermoplastisieren oder Formen hergestellt wird. Im Tiefbau spricht man von einem Geogitter.
2. Hauptfunktionen und Anwendungen von Geogittern
Die Hauptfunktionen und Anwendungen von Geogittern sind wie folgt:
● Erhöhung der Tragfähigkeit und der Rutschfestigkeit des Fundaments, wodurch Bodensetzungen und Verformungen reduziert werden.
● Verhinderung von Verformungen und Rissen im Untergrund, die durch den Verlust von Untergrundmaterialien verursacht werden.
● Verstärkung des Untergrunds, effektive Lastverteilung und -verteilung, Verbesserung der Stabilität und Tragfähigkeit des Untergrunds und Verlängerung seiner Lebensdauer.
● Beständig gegen größere Wechselbelastungen.
● Die Kombination von Geogittern mit Spritzbeton- und Ankerbetonbauweisen zur Hangsicherung kann nicht nur 30–50 % der Investitionen einsparen, sondern auch die Bauzeit um mehr als die Hälfte verkürzen.
● Das Hinzufügen von Geogittern zum Untergrund und zu den Oberflächenschichten von Autobahnen kann die Durchbiegung verringern, die Bildung von Spurrillen verringern, das Auftreten von Rissen um das Drei- bis Neunfache verzögern und die Dicke der Strukturschicht um bis zu 36 % reduzieren.
3. Klassifizierung von Geogittern
Geogitter werden hauptsächlich in fünf Kategorien eingeteilt: einachsige Geogitter, zweiachsige Kunststoff-Geogitter, Stahl-{0}Kunststoff-Geogitter, Glasfaser-Geogitter und kettengewirkte Polyester-Geogitter.
Unter diesen können einachsige Geogitter nach unterschiedlichen Rohstoffen in zwei Typen unterteilt werden: einachsige Geogitter aus Polypropylen und einachsige Geogitter aus Polyethylen; Geogitter aus Stahl-Kunststoff können nach verschiedenen Verfahren in konvexe -Knoten-Geogitter aus Stahl-, ineinandergreifende Geogitter aus Stahl-Kunststoff und unregelmäßig geformte Geogitter aus Stahl- unterteilt werden. Zu den Glasfaser-Geogittern zählen auch selbst-selbstklebende Glasfaser-Geogitter.
4. Leistung und Eigenschaften von Geogittern
● Hohe Zugfestigkeit und geringe Dehnung: Glasfaser-Geogitter verwenden Glasfasern als Rohmaterial und weisen eine hohe Verformungsbeständigkeit mit einer Bruchdehnung von weniger als 3 % auf.
● Kein langfristiges Kriechen: Als Verstärkungsmaterial ist die Fähigkeit, einer Verformung unter langfristigen Belastungen zu widerstehen, d. h. die Kriechfestigkeit, äußerst wichtig. Glasfasern kriechen nicht, wodurch sichergestellt wird, dass das Produkt seine Leistung über einen langen Zeitraum beibehält.
● Thermische Stabilität: Die Schmelztemperatur von Glasfasern liegt über 1000 Grad, was die thermische Stabilität von Glasfaser-Geogittern während der Pflasterarbeiten gewährleistet.
5. Anwendungsbereich von Geogittern
● Wird hauptsächlich bei Wasserschutzprojekten wie Deichen, Dämmen, Flüssen, Kanälen, dem Bau von Deichen und der Verstärkung von Stauseen verwendet. Geogitter können in der Deponiebehandlung, in Kraftwerken, bei Aschedammprojekten, in Kohlebergwerken, in der Metallurgie, im Landschaftsbau, bei Zäunen und in anderen Bereichen eingesetzt werden.
● Sie werden auch zur Verstärkung weicher Bodenfundamente von Gebäudestrukturen verwendet, um die Gesamttragfähigkeit des Fundaments zu verbessern.
● Durch die Verstärkung von Flughafenfundamenten kann die Tragfähigkeit der Start- und Landebahn erheblich verbessert und sichere Starts und Landungen von Flugzeugen gewährleistet werden.
● Der Einsatz von Geogittern auf Eisenbahnstrecken kann vorzeitige Setzungen und Schäden an Eisenbahnstrecken auf weichen Bodenfundamenten verhindern.
6. Produktion und Herstellungsprozess von Geogittern
Der Produktions- und Herstellungsprozess von Geogittern umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:
● Rohstoffe: Je nach Bedarf werden verschiedene Rohstoffe ausgewählt, beispielsweise Hochleistungsfasern wie Glasfaser, Kohlefaser und Aramid.
● Weben: Die Garne werden mithilfe einer Kettenwirkmaschine zu einer Maschenstruktur verwoben, während feinere Verbindungsgarne die Schnittpunkte der Garne miteinander verbinden und so starke Knoten bilden.
● Beschichtung: Nach dem Weben ist ein Beschichtungsprozess erforderlich, um die Haltbarkeit und Stabilität des Geogitters zu erhöhen. Zu den häufig verwendeten Beschichtungsmitteln gehören Polyvinylchlorid-Beschichtungsmittel und modifizierte Asphaltbeschichtungsmittel.
● Inspektion: Führen Sie eine Qualitätsprüfung des fertigen Produkts durch, um sicherzustellen, dass es den relevanten Standards entspricht.
● Fertiges Produkt: Nach der Qualitätsprüfung kann das Geogitter in Betrieb genommen werden.
7. Geogitter-Konstruktionsmethoden und -prozesse
Die Baumethoden und -prozesse für Geogitter sind wie folgt:
Vorbereitung vor dem Bau: Die darunter liegende Schicht nivellieren und verdichten. Dabei auf eine Ebenheit von maximal 15 mm und einen Verdichtungsgrad achten, der den Designanforderungen entspricht. Der Untergrund muss frei von harten Vorsprüngen wie Kies und Felsbrocken sein.
Geogitter verlegen:
● Vermeiden Sie beim Lagern und Verlegen des Geogitters direkte Sonneneinstrahlung und längere Exposition, um Leistungseinbußen vorzubeugen.
● Verlegen Sie es senkrecht zur Linienrichtung und stellen Sie sicher, dass die Überlappungen den Anforderungen der Konstruktionszeichnung entsprechen und die Verbindungen fest sind. Die Festigkeit der Verbindungen in Belastungsrichtung sollte nicht geringer sein als die Bemessungszugfestigkeit des Materials und die Überlappungslänge sollte 20 cm nicht unterschreiten.
● Die Qualität des Geogitters muss den Angaben in den Konstruktionszeichnungen entsprechen.
● Die Konstruktion sollte durchgehend sein und Verdrehungen, Falten und Überlappungen vermeiden. Stellen Sie sicher, dass das Geogitter straff ist, um das Gewicht zu tragen. Ziehen Sie es manuell fest, um sicherzustellen, dass es eben und flach ist und fest auf der darunter liegenden Oberfläche haftet. Befestigen Sie es mit Methoden wie Nageln.
● Bei der Installation des Geogitters sollte die Richtung der Langlöcher mit der Querschnittsrichtung der Straße übereinstimmen. Das Geogitter muss begradigt und abgeflacht werden. Die Enden des Geogitters sollten entsprechend der Konstruktion behandelt werden.
● Das Verfüllen sollte umgehend nach der Verlegung des Geogitters erfolgen, jedoch nicht länger als 48 Stunden, um eine direkte Sonneneinstrahlung zu vermeiden.
Verfüllung: Mit der Verfüllung sollte zeitnah nach der Verlegung des Geogitters begonnen werden. Die Verfüllung sollte symmetrisch nach dem Prinzip „zuerst zwei Seiten, dann die Mitte“ erfolgen und es ist strengstens verboten, zuerst die Böschungsmitte zu verfüllen.
8. Geogitter U-förmige Nägel
U-förmige Geogitternägel sind eines der Hauptelemente zur Befestigung und Verbindung von Geogittern. Dabei handelt es sich um eine Art strukturmechanischer Vorrichtung, die hauptsächlich zur Befestigung von Geogittern an Fundamenten wie Wänden, Pfahlgründungen und Erdwänden verwendet wird, um die Stabilität und lange Lebensdauer des Geogitters zu gewährleisten.
Geogitter-U--förmige Nägel haben die Form des Buchstabens U, wodurch sie einfach zu installieren und zu bewegen sind. Sie bestehen typischerweise aus hochfestem Stahl oder Edelstahl und zeichnen sich durch hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Rostschutz aus. Bei Geogitterprojekten befestigen U-förmige Nägel nicht nur das Geogitter, sondern verhindern auch, dass es langfristig durch Wind und Regen beschädigt wird. U-förmige Nägel können während des Baus manuell oder maschinell angebracht werden. Sie werden normalerweise an Wänden oder Pfahlgründungen installiert, und dann wird das Geogitter in den U-förmigen Nagel eingeführt und mit Schlössern oder Bolzen befestigt.
