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格宾网石笼挡土墙、石笼护垫的结构与适用工程

2018-05-29 17:11:26 王珊珊 95

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一、项目的工程概况

  改建梅溪经资源至龙胜公路资源至河口段路线起点位于资源县旺田村,终于龙胜县河口村,路线全长约66.92公里。该改造路段采用二级公路标准,设计速度为40公里/小时,路基宽8.5~10米,汽车荷载公路-Ⅱ级,一般最小平曲线半经100米,最大纵坡7%,大部分路段为旧路改建工程。该公路环山绕水,一侧为资江,鹅卵石资源丰富;一侧为陡峭山体,山体岩层主要为含砾砂岩、含砾泥质砂岩、含砾泥岩、石英砂岩、黑色碳质页岩等。资江环山而过,弯道多,附近山体陡峭,岩层不稳定,容易滑坡塌方。再者,该地域常年降水较多,天然泉水也多,山上经常有水穿过公路主体流入江中。在江上山脚修筑公路,路基的防护工程便成为路基稳定、道路安全畅通的关键性问题。因此,该路段路基的防护工程需要既能充分利用当地的鹅卵石资源,又要能够排水固结,抵抗冲刷。

  二、格宾网石笼挡土墙、石笼护垫的结构与适用工程

  格宾石笼是将经表面防蚀处理的低碳钢丝用机械编织的双铰六角形柔性金属网经剪裁、编边和组合后制成的网笼金属网绑扎成不同结构和尺寸的相互连接的网笼、网垫。在石笼内填入适当的石块,石间筑土,在填石筑士时人工移植当地草皮、灌木或切茎,并撒草籽,然后绑扎盖网形成的石笼、石垫整体护面。当带土球的植物根系经石间土进入坡体之后,可以起到浅层长期锚固作用,称为根锚。植被、石笼、石垫与土坡三者形成一个刚柔两性的“板块”。柔中带刚,既绿化环境,保持水土,又能适应一定的位移。“板块”可以抵抗坡面外水冲刷,也可以排除内水。1—2年之后,根系深扎,盘根错节,起连接作用的格宾网将与具有强大的再生力的植被根系共同发挥护坡作用。

  用格宾网制成的工程结构体具有以下特性:

  ⑴、柔性结构:抗暴雨、水流冲刷、无结构缝、适应变形、整体结构有延展性、用于护坡护岸护滩;

  ⑵、透水性好:能排水固结,利于山坡稳定、水土保持;

  ⑶、耐腐蚀:经表面防蚀处理的低碳钢丝,经久耐用,表面加PVC/HDPE保护层,可用于海洋岸滩及水质变化大的江河迎水立面;

  ⑷、组装、施工方便:不用水、水泥、模板和电力,简便易装,可按设计绑扎组装成各种形状,连贯为一个整体;

  ⑸、进度快,利于赶工期:可多组同时施工,平行、流水作业;

  ⑹、经济适用:可因地制宜地利用当地石料资源;

  ⑺、生态环境保护:石缝间长出绿色植被,满足水土保持、消声敛光、绿化美化环境的要求。

  适用于建造江河湖海、公路、铁路、航道、矿山、水利等工程的护坡、护岸。有排水固结,抵抗冲刷之优点。更适用于易变形地质、膨胀土地质,以及植被恢复,还原生态和抗震减灾等工程结构中。对一些特殊地段也尤为适用,如:①荒山野洼,乱石无土,难以管理的山坡段。②无水电,无石料的地区。③桥墩及其上、下游地段。④软基地段。⑤沉降不均匀的山坡地段。⑥膨胀土地段。⑦一般边坡等。

  鉴于梅溪经资源至龙胜二级公路河口至龙胜段特殊的地质条件和地质资源,该路段的路基防护设计采用了格宾网石笼挡土墙和石笼护垫护坡的设计,由于该路段山体陡峭,石笼护垫护坡施工要求较高,实际施工过程中仅采用了格宾网石笼挡土墙设计,石笼护垫护坡未能进入施工阶段,在此也仅介绍格宾网石笼挡土墙的设计要点和施工要点。

  三、格宾网石笼挡土墙的设计和计算

  1、土压力分析

  土方推力的计算可由以下简易的推算方式取得;

  库伦公式,在计算石笼挡土墙时最常被引用。此公式必须以土楔的平衡当基本条件。

  此一平衡相当稳定这是由于其摩擦力及泥土本身的重量间作用的结果。

  非粘土的计算方式为:Sa=1/2ΥtH2Ka(d=h/3)

  粘土计算方式为:Su=1/2ΥtH2Ka-2cH

  Ka为主动土压力系数

  2、石笼结构与土压力的关系

  如果承受强度Po的均布超载重,Sa和d的值则变为:

  Sa=1/2ΥtHKa(1+2Po/rt)d=H(H+3Po/Υt)

  就挡土墙而言,土压力线和土墙背面之间的擦力角度等于ψ;而挡土墙背填土的斜度和水平线之间的角度为ε;挡土墙后方土压力开始作用时土面的斜度为β,阶梯式挡土墙在土方重力方面,假设开始作用时土面的倾斜可从挡土墙破坏表面和水平面所形成的角度β显示出来。

  由于石笼为钢丝网,具有加固结构,它可以有效的抗拒弯曲应力及剪力作用。因此,若挡土墙基底延伸,于挡土墙柱脚上泥土所加受的力量可增加结构的稳定性。但是其基底的延伸长不可超过挡土墙的高度。