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格宾网箱挡土墙在广西高速公路的应用

时间:2017-02-14 13:10 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

摘要:挡上墙是公路建设中经常出现的一种构造物,与一般挡上墙相比,格宾网箱挡上墙属柔性结构,具有生态好、景观好、与环境协调、对基础要求低等优点,文章通过广西全州一兴安高速公路的设计实例,介绍这种新型构造物。
格宾网箱挡土墙在广西高速公路的应用
格宾网箱挡土墙在广西高速公路的应用
    挡土墙是支承路基填土或山坡土体、防比填土或土体变形失稳的构造物,在公路建设中经常出现。挡土墙比较常见的结构形式一般有石砌重力式、石砌衡重式、钢筋混凝土悬臂式和扶壁式、加筋土轻型式、锚杆式等,本文将通过工程实例介绍一种新型的格宾网箱挡土墙。
 
1、项目情况简介:
    正在修建的全州一兴安高速公路位于风景秀丽的广西桂林市辖区,在K60+650右侧上方与地方道路和高速公路主线平行,两者的路基边线最近处距离只有7 m(还须扣减主线边沟宽),高差3. 8 m,受地形地物条件的限制,高速公路右侧边坡需要设置路基挡土墙,挡土墙的设置L为50 m。
    项目位于大桂林风景区,对景观及环保要求高,设计过程中首先排除了工艺简单、造价相对低廉但景观较差的石砌重方式、衡重式挡工墙,以及造价较高、景观也较差的钢筋混凝土悬臂式挡土墙,而由于该路段属石质挖方路基,所以也排除了须在墙后进行较大开挖以便放置拉筋带的加筋土轻型式挡土墙,最终采用格宾网箱挡土墙。

2、格宾网箱挡土墙的特点:
    格宾网箱在国内常被称为格宾网、蜂巢格网、双绞格网、生态石笼网,是一种将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝,外表涂塑料高分子优化树脂膜,用六角网捻网机编织成不同规格的矩形笼子,笼内干垒石料的结构。随着时间的推移,石料之间的空隙会被泥土充填,植被根系深深扎入石块之间的泥土中,形成一个工程措施和植被措施相结合的柔性结构,与传统的浆砌片石及硷防护相比,具有生态好、景观好、对基础要求低等许多优点,符合现今的公路设计新理念。在国外,‘已被广泛应用于各种土木工程,近年来,我国的水利部门也采用了这种结构。
图1国外工程实例图
图1国外工程实例图
    格宾网箱挡土墙具有以下主要特点
    (1)柔性好:它以钢丝网箱为主体,属柔性结构,可适应各种土层性质并与之较好的结合,能很好的适应地基变形。
    (2)透水性好:箱内干垒石料,空隙适中,可使地下水以及渗透水及时渗透出去,能有效解决孔隙水压力的影响,利于岸(堤、路、山)坡的稳定。
    (3)整体性好:格宾网网片是由机械编织成双绞、蜂巢形孔网格,即使一、两条丝断裂,网状物也不会松开。有其它材料不能代替的延展性,大而(体)积组装,不设缝,结构整体性强。
    (4)抗震性好:箱笼为柔性结构,地震发生时结构内的松散填充料会自身调节适应变形,整个结构不会被毁坏。
    (5)组合性好:可根据设计意图,工厂内制成半成品,施工现场能组装成各种形状。
    (6)耐久性好:格宾网网丝经热镀锌及涂塑双重防腐处理,使用年限长。
    (7)经济性好:网箱砌体单价略高于浆砌片石砌体单价,对基础要求低,与传统刚性挡土墙相比,基础处理费用低。
    (8)生态景观效果好:内部填石为天然材料,亲环境,植物可以在其中生长,保持土体与水体之间的自然交换功能,实现水土保持和自然生态环境的统
 
3、格宾网箱挡土墙的受力分析:
    在国内,格宾网箱挡土墙还是一种新型的构造物,目前国家相关部门尚未出台相关的设计规范,据国外及厂家有关资料及经验表明,‘已的受力情况与常用的重力式挡土墙基本相同,可按照重力式挡土墙的设计方法进行设计。
    (1)网箱砌体的设计容重取17 kN/mj,这是因为网箱内垒放的石料一般有1500^-30%的空隙率,以便让水流通过并且吸附流经的泥土,所以设计容重不能取浆砌片石常用的数值23 kN/mj ,按17 kN/mj取值一般施工都能很容易做到,符合实际。
    (2)墙后填料内摩擦角。取35度,填料的容重取18 kN/mj,由于是干垒石料,排水性能优良,墙背与填料间的摩擦角占取23度,基底为灰岩,基底摩擦系数取0. 6。
    (3)拟定格宾网箱挡土墙顶h为1.0m,h为4. 0  m,其中基础埋深d为0. 6 m,每级网箱组h为1. 0  m,采用台阶形,每级台阶h为0. 5  m,挡土墙而坡应为(0.5X3)=4=0.375。基于安全考虑,本例计算时取0. 30。
图2格宾网箱挡土墙断面图
图2格宾网箱挡土墙断面图
    (4)虽然网箱内干垒石料,但基本受力单元格宾网箱间均采用耐腐蚀钢丝(与网箱采用同一种材料)绑扎,其受力情况不但远优于干砌片石,而且还优于浆砌片石,基于安全考虑,可采用M7. 5浆砌片石的抗拉、抗剪强度,抗压强度采用干砌片石的抗压强度作为计算参数。
    (5)网箱挡土墙统一h为4. 0  m,墙顶至改路路基设计标高之间设调平层,层高0. 8  m以内,边坡坡率1:1. 5。挡土墙与高速公路主线平行。
    采用以上数据进行常规的滑动稳定、倾覆稳定、基底应力及偏心、墙身截而强度验算。
 
4、细部设计内容介绍:
    (1)按拟定的断而尺寸,对单只网箱的长宽尺寸进行设定(高度事先己设定为1. 0 m),应尽量减少网箱的品种规格,避免出现通缝。
    (2)每隔10-15 m,在格宾网箱挡土墙背增设一道加强垛,垛宽h为1. 0 m,以便加强挡土墙与墙背土体之间的紧密联系,同时兼作集排水层。
    (3)为防比墙后填料中的细粒土流失,在格宾网箱挡土墙背增设一层土工布。
    (4)在网箱基础底部每隔15~20 m,设置一道PVC排水管,将可能存在的渗水排往主线边沟。
    (5)为加快绿化步伐,在格宾网箱挡土墙顶而增设土工布,以便在土工布上覆盖种植土立即进行草灌混种,绿化坡而。
    (6)网箱挡土墙与高速公路挖方边坡直接衔接,不做过多修饰。原先考虑将格宾网箱顶而做成台阶形(即降低起终点的挡土墙墙高),可使挡土墙与路基连接得更顺畅一些,景观也好一些,后来考虑到本段挡墙只有L为50 m,这样做反而不利于景观,故未采用。
    (7)格宾网箱材料要求
    网孔尺寸:80 mm X 110 mm左右;钢丝含锌量240 g/mz;钢丝抗拉强度)400 MPa;树脂膜抗拉强度)22 MPa;树脂膜伸长率)200%。
 
5、施工技术要求:
5.1、石料要求:
    装填网箱采用具有强度高,耐久性、耐寒性、抗水好的天然或人造石料,密度应为22-29 kN/mj ,填充石料后网箱的容重必须节17 kN/ mj。石块粒径最小节1. 1倍最小的网孔尺寸,以免溜出网箱。为与周围环境保持一致,采用当地开山片石。
 
5. 2、安装:
    钢丝网成捆运抵现场后,在平坦坚硬的地而上拆开并展开,将侧而板,背而板以及隔片竖起成敞口箱形。将网箱背而板,前而板和侧而板以及中央隔片连接起来。
 
5. 3、绑扎:
    用双绞钢丝按规定的要求绑扎相邻笼体(包括笼盖)为控制挡墙变形,在每次箱内填石1/3高度后设置拉筋。h为1 m的档墙型式裸露部位的网箱,每上下、左右1/3处设置拉筋线(即4处/m2),呈八字形向内拉紧固定。
 
5. 4、填充石料:
    同时均匀地向同层的各箱格内投料,严禁将单格网箱一次性投满;填料施工中,应控制每层投料d在30 cm以下,一般h为1 m的网箱分四层投料为宜;石料而顶应适当高出网箱3~5 cm,且必须密实;裸露的填充石料,表而以人工或机械砌垒平整,石料间应相互搭接。
 
5. 5、封盖:
    封盖必须在顶部石料砌垒平整的基础上进行。先使用封盖夹固定每端相邻结点后,再按规定要求进行绑扎。
 
5. 6、堆砌:
    按设计图纸要求的平而位置进行网箱堆砌;网箱层与层间砌体应纵横交错,上下联结,严禁出现“通缝”;每层网箱组均应适当放置“丁”字箱体;砌体外露而应平整美观。
 
5. 7、回填土:
    网箱挡墙墙后回填土宜分层夯实,每层填土厚度宜控制在20 cm左右。
 
5. 8、绿化植被:
    为加快植物生长,完成施工后,立即对挡墙顶而覆土绿化,泥土一般高出墙顶5 cm。
 
6、结束语:
    格宾网箱挡土墙结构简单,特点鲜明,特别适用于环境景观要求高的路堑挡土墙以及浸水、渗水挡土墙。该结构属柔性墙体,对墙背土压力及墙身受力情况的认识还不够清楚,在今后的工程实践中还有待进一步深入研究。目前格宾网箱挡土墙尚未在广西高速公路中应用,笔者期望通过本工程的实践,为这种新结构的推广使用提供借鉴和参考,相信随着设计理念的转变及对它了解的深入,格宾网箱挡土墙会越来越多地出现在公路建设项目中。

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