1、格宾体挡墙在湘江株洲段生态治理及防洪工程边坡支护中的应用摘要：通过了解施工结构的情况，确定格宾体所使用的原材料。生产过程中采取有效措施保证格宾挡墙质量，并严格按照施工工艺施工，确保边坡支护满足要求。 关键词：格宾体挡墙边坡支护 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 湘江株洲段生态治理与防洪工程 2009 年开工，2011 年竣工，获得2012 年度市政金杯奖，以设计-施工总承包模式进行施工。 其中，自行车道经过一段高填路基地段，若采用斜坡填筑则会破坏原有设计的沙滩景观，现拟采用格宾体挡土墙进行边坡支护，用以收缩坡脚。挡土墙高度约为 5-8m。 二、格宾网要求 1
2、、产品型号为 G211ZnP 的格宾，长 2 米,宽 1 米,高 1 米,内部每间隔 1 米采用横隔板隔成独立的单元；产品型号可为 G1.511ZnP或 G211ZnP 或 G311ZnP 或 G411ZnP，根据施工现场情况组合使用。长度、宽度、高度公差5。 2、网格规格为 810，容许公差为-4/+16%;网面机械强度为50KN/m，钢丝的抗张强度应在 350-550 N/mm2 之间，延伸率不能低于 10%，符合 EN10223-3 标准； 3、钢丝为厚镀锌覆塑，镀锌层的粘附力应达到下述要求：当钢丝绕具有 4 倍钢丝直径的心轴 6 周时，用手指摩擦钢丝，其不会剥落或开裂，符合 EN102
3、23-3 标准； 4、覆塑指标：色度：灰色；比重：1.351.40kg/dm3/；硬度：90100（邵氏硬度 A 型）;抗拉强度：不低于 20.6MPa；断裂延伸率：不低于 200；重量损失：温度 105C，24 小时后，重量损失小于 5；残余灰烬：小于 2； 5、翻边要求：为加强网面与边端钢丝的连接强度，需采用专业的翻边机将网面钢丝缠绕在边缘钢丝上2.5 圈，不能采用手工绞。 6、绞边钢丝必须采用与网面钢丝一样材质的钢丝，并且按照间隔1015cm 单圈双圈交替绞合。 三、挡土墙稳定计算 (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.300 采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾
4、斜角度 = 5.711 (度) Wn = 507.246(kN) En = 32.200(kN)Wt = 50.725(kN) Et = 182.617(kN) 滑移力= 131.892(kN)抗滑力= 161.834(kN) 滑移验算满足: Kc =1.227 1.100 地基土摩擦系数 = 0.400 地基土层水平向: 滑移力= 184.915(kN)抗滑力= 217.051(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 =1.174 1.100 (二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.763 (m) 相对于墙趾点，Ey 的力臂 Zx = 4.056 (m)
5、 相对于墙趾点，Ex 的力臂 Zy = 2.056 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 380.194(kN-m)抗倾覆力矩= 1464.933(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 3.853 2.000 (三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距 作用于基础底的总竖向力 = 539.446(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1084.739(kN-m) 基础底面宽度 B= 4.492 (m) 偏心距 e = 0.235(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.011(m) 基底压应力: 趾部
6、=157.823 踵部=82.342(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 157.823 / 82.342 = 1.917 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.235 = 0.250*4.492 = 1.123(m) 墙趾处地基承载力验算满足:压应力=157.823 = 240.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足:压应力=82.342 = 260.000(kPa) 地基平均承载力验算满足:压应力=120.083 = 200.000(kPa) (四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验算 (五) 墙底截面强度验算 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X 分力
7、(kN) Y 分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 验算截面以上，墙身截面积 = 23.276(m2)重量 = 488.796 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.754 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey 的力臂 Zx = 4.056 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex 的力臂 Zy = 2.056 (m) 容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 502.665(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1022.218(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合
8、力作用力臂 Zn = 2.034(m) 截面宽度 B= 4.470 (m) 偏心距 e1 = 0.201(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.201 = 0.300*4.470 = 1.341(m) 截面上压应力: 面坡=142.854 背坡=82.052(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 142.854 = 500.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -14.859 = 0.000(kPa) (六) 台顶截面强度验算 土压力计算 计算高度为 6.700(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第 1 破裂角： 39.672(度) Ea=99.818
9、Ex=99.539 Ey=7.466(kN) 作用点高度 Zy=1.810(m) 墙身截面积 = 17.389(m2)重量 = 365.159 kN 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X 分力(kN) Y 分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙 底 面:-0.00 0.00 1.44-6.70 强度验算 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X 分力(kN) Y 分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡
10、侧: 0.00-0.00 0.82-6.70 验算截面以上，墙身截面积 = 16.716(m2)重量 = 351.046 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.475 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey 的力臂 Zx = 3.681 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex 的力臂 Zy = 1.810 (m) 容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 358.512(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=716.157(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.998(m) 截面宽度 B= 3.500 (m) 偏心距 e1 = -0.248(m)
11、 截面上偏心距验算满足: e1= -0.248 = 0.300*3.500 = 1.050(m) 截面上压应力: 面坡=58.958 背坡=145.907(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 145.907 = 500.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -22.776 = 0.000(kPa) 四、施工准备 1、测量放线 根据设计图纸,采用测量仪器将建筑红线、控制桩点、基础范围等按图纸进行实地放样。 2、格宾内填料选取 面墙石料质量要求:用于填充加筋格宾面墙的石料应使用强度等级不小于 MU30 的块片石,抗风化,不水解。石料尺寸以 100200mm 之间为宜,密实
12、碎石粒径选用 30mm-80mm，并具备一定的级配。 3、试验段确定施工工艺 选取 100m 试验段进行施工,最终确定选取光面碾压实 1 遍后,再用18t 羊角碾压实 2 遍的施工工艺。 五、格宾组装 1、组装格宾的原则：形状规则、绞合牢固、所有竖直面板上边缘在同一水平面上并且确保盖板边缘能够与面板上端水平边缘绞合。 2、格宾的组装需安排在平整坚硬的场地上开展作业，选择场地时请注意即要方便格宾的组装、搬运，又要不影响现场其它作业内容的实施。3、打开成捆包装的格宾，取出一个完整的格宾单元，用钳子等工具或人工脚踩等方式校正弯曲、变形的部份。需注意以下几方面：格宾面板之间的折痕弯曲；4m 长格宾对折
13、时中间的折痕；搬运过程中由于操作不当所产生的弯曲变形。 4、立起隔板及前后面板，用边缘钢丝延长段固定各角点，确保格宾上部边缘在同一水平面上，所有竖直隔板及面板均应垂直于底板。 5、最后用长钢丝绞合所有竖直相邻边缘，注意按间隔 1015cm 双圈单圈双圈进行绞合（见图 1） ； 图 1 单圈双圈单圈绞合示意组图 6、用于转弯段的格宾，绞合时注意搭接重合面的竖直面板无需绞合，可考虑取下该面板或者折放到底板上。 六、格宾摆放、链接 1、格宾摆放原则：摆放时应面（板）对面（板） 、背（板）对背（板） ；尽量将边板一侧朝向面墙；摆放好的格宾外轮廓线应该整齐划一，边缘链接、绞合紧密。 2、进行格宾摆放操作
14、前，先放线以确定出格宾摆放的位置，检查地基倾斜度是否达到要求。 3、将组装好的格宾按照一定的要求紧密整齐地摆放在恰当的位置上。碰到需要拐角及弧形处理时，通过裁剪或者重叠进行处理。 4、用一定长度的绞合钢丝将左右相邻格宾及上下层的格宾链接在一起。绞合严格按照间隔 1015cm 单圈双圈单圈进行绞合，绞合 1m长的边缘采用 1.4m1.5m 长的绞合钢丝，且每根的绞合长度不超过 1m； 七、石料填充 1、必须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，控制每层投料厚度在 30以下，一般一米高网箱分四层投料为宜，填充石料顶面宜适当高出网箱，且必须密实，空隙处宜以小碎石填塞。
15、裸露的填充石料，表面应以人工或机械砌垒整平，石料间应相互搭接。 2、同一层面应大致砌平，相邻砌石高差应小于 2030mm。石块安置必须自身稳定，大面朝下，适当摇动或敲击，使其平稳。严禁石块间有大的缝隙，应用小的块石夹垫。错缝：同一砌筑层内，相邻石块应错缝砌筑，不得存在顺流向通缝,上下相邻砌筑的石块，也应错缝搭接，避免竖向通缝，必要时，可每隔一定距离。 3、为防止格宾面墙的面板受压鼓出及装填导致隔板弯曲采取以下三种措施： 措施一： 在格宾前面板绑上一个由长木板做成的方格面板，用钢丝固定使其紧靠格宾面板，装填完以后可移动到其它位置进行安装； 措施二：1m 高格宾分三层装填，并且往各个方向的格宾单元
16、逐级递推，也就是说，相邻两格宾单元填石高度相差不超过 33cm； 措施三：靠面墙方框内每装填满三分之一就安装两根加固钢丝（每根长度 2.5m） ，中间用小木棒或细长石块绕转钢丝，把握松紧尺度：既要避免过于松弛而达不到预期的拉紧效果又要防止太紧而导致面墙向内凹陷。 考虑到石头沉降，填充石头要有 2.5cm-4cm 的超高，并且要对上表面进行平整，尽量减小空隙率； 八、箱体封盖 封盖必须在顶部石料砌垒平整的基础上进行，必须先使用封盖夹固定每端相邻结点后，再加以绑扎，封盖与网箱边框相交线，每间隔 25绑扎一道。 九、箱体植被施工 依土壤、气候和景观要求，做好植被草种或灌木的选择，网箱封盖后，空隙处宜填满壤土，顶部填满高约 5 壤土。 十结束语 格宾挡墙作为一种新型支挡结构，与传统结构相比，具有造价低、施工速度快、生态效果好、抗变形效果好等优点，应用于城市道路边坡处理工程，处理后边坡稳定，周围植被生长良好，和自然环境协调，真正使城市道路工程与自然环境完美结合。由于格宾挡墙优点突出，将越来越多地应用在各类公路、城市道路、水利工程中。
