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格宾网挡土墙(护坡)应用浅析

时间:2016-09-18 15:20 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

摘要:随着水利工程建设尤其是围垦工程建设的逐渐发展,格宾网涌现出来。格宾网挡土墙作为一种新型的挡墙结构型式,越来越多地应用实施于水利设计施工工程中。文章在查阅资料的基础上,结合工程实践分析了格宾网的设计及应用情况,并在此基础上进行了总结。
格宾网挡土墙(护坡)应用浅析
格宾网挡土墙(护坡)应用浅析
1、概述:
    格宾网又名石笼网、绿色生态网,是通过各种金属类材料(如镀锌钢丝)编织而成的网箱,网箱内装入块石等填充材料。通过堆积、绑扎、固定连接形成整体挡土墙结构。
    近年来,随着水利工程的建设尤其是围垦工程的建设,越来越多以软基为基础的围区河道工程涌现,常规的挡土墙型式应用于此,不仅造价高、适应软基变形能力差,而且生态性也差,而格宾网的应用于此有极大的优势。
 
2、格宾网的特点:
2.1、协调变形能力强:

    格宾网内填塞块石等填充材料,内部空隙较大,外部以金属线材编制的角形网进行约束,可以承受大范围的变形而不坍塌、不破坏。
 
2.2、软基应用优势:
    软土地基工程实施的地基处理费用极高,而格宾网可以利用透水性改变土壤密度及均匀分布荷载,降低基础处理的投资。在含水率比较高的软基上使用传统材料的挡土墙如砌石、混凝土等均需很考究地进行地基处理,否则将会因地基变形而带来隐患,而格宾网的协调变形能力强,在发生不均匀沉降时,箱内填充料受约束不会跑到箱笼外,而会自动调整成新的稳定,又因格宾网为柔性构造,挡土墙外层可能会产生较小的变化,但不会产生网箱被拉扯而破坏的现象。鄞州区大嵩围涂工程、宁波石化经济技术开发区湾塘片的河道工程中应用的网箱挡墙及护坡很好地印证了这一点。
 
2.3、抗冲刷能力强:
    格宾网结构能承受6m/s以上的流速。格宾网间的孔隙空间可大大减小真空吸引力对格宾网的毁坏,已经应用于全国各地多处高流速的流域,承受住了多次洪灾而未产生较大破坏。

2.4、透水性好:
   格宾网内部为块石等填塞材料,填塞材料之间存在较多的孔隙,可以有效地解决结构墙后填土中孔隙水的排出,改善挡土墙墙后水平土压力,保证土体的抗剪强度,有利于整体结构的稳定,且能大大促进了挡土墙的前后水土交互能力。
 
2.5、景观效果好:
    格宾网的多孔空间为挡土墙前后的水土互动创造了有利的条件,且箱内块石间的淤泥为植物的生长提供了空间,顶部可填部分种植土,箱内及箱顶均可根据当地需求种植植被或灌木,使之成为一条生态型河道,展现出人类通过工程建设体现自然和谐的面貌。宁波石化经济技术开发区湾塘片的河道工程中应用的网箱挡墙及护坡很好地印证了这一点。
 
2.6、耐久性强:
   格宾网是集成整体性的重力式结构,挡土墙外部为抗侵蚀性较强的金属线材,内部均为较大粒径的块石、软石等,在雨水等因素的作用下能多年保持良好的性能。由于泥沙和土壤渗入结构孔隙中并形成植被。随着时间的推移,其结构稳定性不但不会减弱,反而会不断增强。宁波石化经济技术开发区湾塘片的河道工程中应用的网箱挡墙及护坡很好地印证了这一点。
 
3、格宾网的设计:
 
设计思路同常规的挡土墙,进行挡土墙设计的方案分析、稳定分析、承载力分析、变形分析等。
 
3.1、格宾网方案分析:
    格宾网设计过程中,应充分了解工程所在地的地基状况、地下水位、墙后构造物、地下管线的布置。根据上述资料,应根据搜集的文件资料复查地下构造物(电缆、管道等)的埋设位置和走向,并采取防护或避让措施,其后应根据地勘资料,计算复核地质情况是否满足网箱布置的地质要求、结构稳定要求、承载力及变形要求,并做好预留沉降措施。
 
3.2、稳定性计算:
抗滑移安全系数:
抗滑移安全系数:
除上述基本计算以外,还应复核变形量、墙体排水情况等。
 
4、格宾网的施工:
4.1、施工要点:
4.1.1、清基:

   格宾网施工前应清除工程范围内的植被、树木、废弃物等障碍物,对格宾网布置处的石块、垃圾等也应进行清除。清除范围应控制在图纸开挖边线外50cm左右,开挖深度一般控制在30cm左右,然后将其放在按图纸设计开挖完成的坡面或基础中。
 
4.1.2、施工要求:
   格宾网施工的一般程序为:坡面、基槽验收后铺设无纺土工布;拼装格宾网网垫、网箱;填充石料;封盖。拼装格宾网网箱、网垫时可依照以下施工要点:(1)打开土工格网网材卷,边网片与底网片呈垂直,拼装成网垫状;(2)必须用同材质网丝作为绑扎线;(3)绑扎线必须双股,并绞紧;(4)先将间隔的网片上、下各个方向绑扎绞紧,形成一组网箱、网垫;(5)将拼装的网垫、网箱,按施工要求逐组布置完成;(6)捆绑各网垫、网箱组相连的边框线,垂直向四个角各捆绑一次,水平向相连框线每隔20cm左右间距捆绑一次。
    格宾网表层为块石理砌,内侧为塘渣回填。块石粒径为12~20cm的占90%以上。

4.2、材料及性能要求:
   格宾网采用热镀铝锌异形低碳钢丝外覆树脂膜,经专业的机器编制成六角网状,质量控制指标如下:
(1)规格:网箱型号、网孔、边丝、网格片型号等;(2)树脂膜:耐酸老化试验、老化后抗拉强度、老化后断裂伸长率、老化后抗拉强度变化率、老化后断裂伸长率变化率、试样外观等;(3)钢丝:符合相应国家标准规定;(4)结合度检测:任意选取3cm树脂膜截断,两头截断到钢丝外层,以手回旋不可移动为止。为确保材料质量,材料检测需提供有资质检测单位的质检报告;(5)格宾网技术标准参照“相关行业的企业标准”。格宾网材料保护膜控制质量要求包括物理性能、防腐抗酸要求(尤其在化工厂区域此要求显得尤为重要)等。
 
4.3、施工优势:
    格宾网施工相对于传统挡土墙如(干、浆、灌、埋)砌石挡墙、混凝土挡土墙有着施工便利、快捷等优势,具体如下:(1)施工受天气影响因素小,而传统挡土墙因胶结材料受天气影响较大;(2)施工简洁,不需特别技能,而传统挡土墙建筑材料的搭配与选取、施工顺序的严谨程度较高;(3)施工所需场地要求低,而传统挡土墙弃土、建筑材料的堆放要求较高;(4)施工速度快,而传统挡土墙因胶结材料的凝期往往所需时间较长。
 
4.4、施工注意点:
 
(1)格宾网网箱制作的过程中,需同步匀称地向网箱内放置石料,不可将单个网箱一次性投满。填料过程中,应保证每层放置的石料厚度在25cm左右,石料需密实并互相搭接,孔隙处应以碎石进行充填密实;(2)在流速较大的河道中,因格宾网网箱内部填塞材料孔隙较大,孔隙内多为淤泥或种植土,大流速的工况下会导致网箱内土壤的大量流失,导致整个网箱失去平衡而坍塌,因此在流速较大的河道中,如若采用格宾网网箱结构,应对其进行加固,即于格宾网外侧设碎石反滤层以减小土壤流失;(3)格宾网网箱在施工完成后,可在网箱内播撒草种,草种的选择可根据当地的需求并结合网箱的水位变动区的实际情况,优先考虑水面及水下均能存活的植物,植物的种植可加强网箱的整体稳定性,减少石块在水流的作用下于金属网的摩擦,防止格宾网的破裂,也可以避免水位退落以后格上悬挂一些垃圾。
 
5、格宾网的应用:
 
    格宾网可用于防洪排涝工程、生态河道治理、填海工程、山坡治理保护、堤防设计、道路隔离、景观协调设计等。
 
6、结语:
 
   (1)具有适应地基变形能力强、透水性好、因地基处理简单而造价低廉、生态型好等优点;
    (2)设计涉及的因素相对较少,计算简单,并具有明显的施工优势;(3)因其对于相应地质地形的适应性、设计施工氯离子的浓度变化规律已经做了很多研究工作。赵羽习、王传坤等人主要考虑了水灰比、氯盐溶液浓度、粉煤灰掺量对混凝土表面氯离子浓度的影响,利用已有的线性、幂函数型、指数型、对数型及平方根型这几种模型进行了数据拟合及模型修正。温小栋等人则通过氯离子侵蚀加速试验结合Fick第二定律拟合出梯度结构混凝土的表面氯离子浓度。之前也曾有不少学者提出过关于混凝土表面氯离子浓度修正的模型,但室内仅仅局限于线性和平方根模型的修正。此外,肖卫、余红发等人对矿渣混凝土表面氯离子浓度的影响因素进行了实验讨论,表明除了氯盐溶液的浓度,暴露环境的离子成分越复杂,养护龄期时间越短,混凝土表面氯离子浓度越大,更指出混凝土表面氯离子浓度随时间的延长呈非线性函数关系增长。Lang等基于含有加速扩散项的Fick第二定律,考虑混凝土对氯离子的吸附作用,建立了氯离子浓度分布的数学模型。彭建新等仅考虑混凝土表面氯离子浓度以线性方式变化,将氯离子扩散分为两部分,得出新的线性方程,且与基准方程得出的分布曲线吻合度良好,但仅考虑线性缺乏可信度。
   本实验采用混凝土试块的氯盐溶液浸泡实验,主要考虑混凝土强度、氯盐溶液浓度及时间对混凝土表面氯。
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