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格賓網箱擋土墻在廣西高速公路的應用

時間:2017-02-14 13:10:37 | 來源:晟江格賓網 | 作者:晟江格賓網 872

摘要:擋上墻是公路建設中經常出現的一種構造物,與一般擋上墻相比,格賓網箱擋上墻屬柔性結構,具有生態好、景觀好、與環境協調、對基礎要求低等優點,文章通過廣西全州一興安高速公路的設計實例,介紹這種新型構造物。
格賓網箱擋土墻在廣西高速公路的應用
格賓網箱擋土墻在廣西高速公路的應用
    擋土墻是支承路基填土或山坡土體、防比填土或土體變形失穩的構造物,在公路建設中經常出現。擋土墻比較常見的結構形式一般有石砌重力式、石砌衡重式、鋼筋混凝土懸臂式和扶壁式、加筋土輕型式、錨桿式等,本文將通過工程實例介紹一種新型的格賓網箱擋土墻。
 
1、項目情況簡介:
    正在修建的全州一興安高速公路位于風景秀麗的廣西桂林市轄區,在K60+650右側上方與地方道路和高速公路主線平行,兩者的路基邊線最近處距離只有7 m(還須扣減主線邊溝寬),高差3. 8 m,受地形地物條件的限制,高速公路右側邊坡需要設置路基擋土墻,擋土墻的設置L為50 m。
    項目位于大桂林風景區,對景觀及環保要求高,設計過程中首先排除了工藝簡單、造價相對低廉但景觀較差的石砌重方式、衡重式擋工墻,以及造價較高、景觀也較差的鋼筋混凝土懸臂式擋土墻,而由于該路段屬石質挖方路基,所以也排除了須在墻后進行較大開挖以便放置拉筋帶的加筋土輕型式擋土墻,最終采用格賓網箱擋土墻。

2、格賓網箱擋土墻的特點:
    格賓網箱在國內常被稱為格賓網、蜂巢格網、雙絞格網、生態石籠網,是一種將抗腐蝕、耐磨損、高強度的低碳高鍍鋅鋼絲,外表涂塑料高分子優化樹脂膜,用六角網捻網機編織成不同規格的矩形籠子,籠內干壘石料的結構。隨著時間的推移,石料之間的空隙會被泥土充填,植被根系深深扎入石塊之間的泥土中,形成一個工程措施和植被措施相結合的柔性結構,與傳統的漿砌片石及鹼防護相比,具有生態好、景觀好、對基礎要求低等許多優點,符合現今的公路設計新理念。在國外,‘已被廣泛應用于各種土木工程,近年來,我國的水利部門也采用了這種結構。
圖1國外工程實例圖
圖1國外工程實例圖
    格賓網箱擋土墻具有以下主要特點
    (1)柔性好:它以鋼絲網箱為主體,屬柔性結構,可適應各種土層性質并與之較好的結合,能很好的適應地基變形。
    (2)透水性好:箱內干壘石料,空隙適中,可使地下水以及滲透水及時滲透出去,能有效解決孔隙水壓力的影響,利于岸(堤、路、山)坡的穩定。
    (3)整體性好:格賓網網片是由機械編織成雙絞、蜂巢形孔網格,即使一、兩條絲斷裂,網狀物也不會松開。有其它材料不能代替的延展性,大而(體)積組裝,不設縫,結構整體性強。
    (4)抗震性好:箱籠為柔性結構,地震發生時結構內的松散填充料會自身調節適應變形,整個結構不會被毀壞。
    (5)組合性好:可根據設計意圖,工廠內制成半成品,施工現場能組裝成各種形狀。
    (6)耐久性好:格賓網網絲經熱鍍鋅及涂塑雙重防腐處理,使用年限長。
    (7)經濟性好:網箱砌體單價略高于漿砌片石砌體單價,對基礎要求低,與傳統剛性擋土墻相比,基礎處理費用低。
    (8)生態景觀效果好:內部填石為天然材料,親環境,植物可以在其中生長,保持土體與水體之間的自然交換功能,實現水土保持和自然生態環境的統
 
3、格賓網箱擋土墻的受力分析:
    在國內,格賓網箱擋土墻還是一種新型的構造物,目前國家相關部門尚未出臺相關的設計規范,據國外及廠家有關資料及經驗表明,‘已的受力情況與常用的重力式擋土墻基本相同,可按照重力式擋土墻的設計方法進行設計。
    (1)網箱砌體的設計容重取17 kN/mj,這是因為網箱內壘放的石料一般有1500^-30%的空隙率,以便讓水流通過并且吸附流經的泥土,所以設計容重不能取漿砌片石常用的數值23 kN/mj ,按17 kN/mj取值一般施工都能很容易做到,符合實際。
    (2)墻后填料內摩擦角。取35度,填料的容重取18 kN/mj,由于是干壘石料,排水性能優良,墻背與填料間的摩擦角占取23度,基底為灰巖,基底摩擦系數取0. 6。
    (3)擬定格賓網箱擋土墻頂h為1.0m,h為4. 0  m,其中基礎埋深d為0. 6 m,每級網箱組h為1. 0  m,采用臺階形,每級臺階h為0. 5  m,擋土墻而坡應為(0.5X3)=4=0.375;诎踩紤],本例計算時取0. 30。
圖2格賓網箱擋土墻斷面圖
圖2格賓網箱擋土墻斷面圖
    (4)雖然網箱內干壘石料,但基本受力單元格賓網箱間均采用耐腐蝕鋼絲(與網箱采用同一種材料)綁扎,其受力情況不但遠優于干砌片石,而且還優于漿砌片石,基于安全考慮,可采用M7. 5漿砌片石的抗拉、抗剪強度,抗壓強度采用干砌片石的抗壓強度作為計算參數。
    (5)網箱擋土墻統一h為4. 0  m,墻頂至改路路基設計標高之間設調平層,層高0. 8  m以內,邊坡坡率1:1. 5。擋土墻與高速公路主線平行。
    采用以上數據進行常規的滑動穩定、傾覆穩定、基底應力及偏心、墻身截而強度驗算。
 
4、細部設計內容介紹:
    (1)按擬定的斷而尺寸,對單只網箱的長寬尺寸進行設定(高度事先己設定為1. 0 m),應盡量減少網箱的品種規格,避免出現通縫。
    (2)每隔10-15 m,在格賓網箱擋土墻背增設一道加強垛,垛寬h為1. 0 m,以便加強擋土墻與墻背土體之間的緊密聯系,同時兼作集排水層。
    (3)為防比墻后填料中的細粒土流失,在格賓網箱擋土墻背增設一層土工布。
    (4)在網箱基礎底部每隔15~20 m,設置一道PVC排水管,將可能存在的滲水排往主線邊溝。
    (5)為加快綠化步伐,在格賓網箱擋土墻頂而增設土工布,以便在土工布上覆蓋種植土立即進行草灌混種,綠化坡而。
    (6)網箱擋土墻與高速公路挖方邊坡直接銜接,不做過多修飾。原先考慮將格賓網箱頂而做成臺階形(即降低起終點的擋土墻墻高),可使擋土墻與路基連接得更順暢一些,景觀也好一些,后來考慮到本段擋墻只有L為50 m,這樣做反而不利于景觀,故未采用。
    (7)格賓網箱材料要求
    網孔尺寸:80 mm X 110 mm左右;鋼絲含鋅量240 g/mz;鋼絲抗拉強度)400 MPa;樹脂膜抗拉強度)22 MPa;樹脂膜伸長率)200%。
 
5、施工技術要求:
5.1、石料要求:
    裝填網箱采用具有強度高,耐久性、耐寒性、抗水好的天然或人造石料,密度應為22-29 kN/mj ,填充石料后網箱的容重必須節17 kN/ mj。石塊粒徑最小節1. 1倍最小的網孔尺寸,以免溜出網箱。為與周圍環境保持一致,采用當地開山片石。
 
5. 2、安裝:
    鋼絲網成捆運抵現場后,在平坦堅硬的地而上拆開并展開,將側而板,背而板以及隔片豎起成敞口箱形。將網箱背而板,前而板和側而板以及中央隔片連接起來。
 
5. 3、綁扎:
    用雙絞鋼絲按規定的要求綁扎相鄰籠體(包括籠蓋)為控制擋墻變形,在每次箱內填石1/3高度后設置拉筋。h為1 m的檔墻型式裸露部位的網箱,每上下、左右1/3處設置拉筋線(即4處/m2),呈八字形向內拉緊固定。
 
5. 4、填充石料:
    同時均勻地向同層的各箱格內投料,嚴禁將單格網箱一次性投滿;填料施工中,應控制每層投料d在30 cm以下,一般h為1 m的網箱分四層投料為宜;石料而頂應適當高出網箱3~5 cm,且必須密實;裸露的填充石料,表而以人工或機械砌壘平整,石料間應相互搭接。
 
5. 5、封蓋:
    封蓋必須在頂部石料砌壘平整的基礎上進行。先使用封蓋夾固定每端相鄰結點后,再按規定要求進行綁扎。
 
5. 6、堆砌:
    按設計圖紙要求的平而位置進行網箱堆砌;網箱層與層間砌體應縱橫交錯,上下聯結,嚴禁出現“通縫”;每層網箱組均應適當放置“丁”字箱體;砌體外露而應平整美觀。
 
5. 7、回填土:
    網箱擋墻墻后回填土宜分層夯實,每層填土厚度宜控制在20 cm左右。
 
5. 8、綠化植被:
    為加快植物生長,完成施工后,立即對擋墻頂而覆土綠化,泥土一般高出墻頂5 cm。
 
6、結束語:
    格賓網箱擋土墻結構簡單,特點鮮明,特別適用于環境景觀要求高的路塹擋土墻以及浸水、滲水擋土墻。該結構屬柔性墻體,對墻背土壓力及墻身受力情況的認識還不夠清楚,在今后的工程實踐中還有待進一步深入研究。目前格賓網箱擋土墻尚未在廣西高速公路中應用,筆者期望通過本工程的實踐,為這種新結構的推廣使用提供借鑒和參考,相信隨著設計理念的轉變及對它了解的深入,格賓網箱擋土墻會越來越多地出現在公路建設項目中。




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