1、生态格网结构设计计算实例目录1 生态格网结构的设计要求 .21.1 生态格网结构的特点 .21.2 与传统护坡的联系和区别 .31.3 生态格网结构在工程设计中要注意的一些问题 .32 生态格网结构的施工要求 .63 材料的技术说明及产品主要规格 .103.1 基本要求 .103.2 钢丝盐雾试验 .113.3 钢丝的外包高分子高密度 PVC 材料 .123.4 使用环境及寿命 .123.5 常用规格 .124 设计计算实例 .144.1 固滨笼挡墙的设计 .144.4.1 计算的参数取值 .144.4.2 土压力计算 .144.4.3 挡墙稳定验算 .154.2 绿滨垫护坡的设计 .184.
2、2.1 构造形式 .184.2.2 基础准备及滤层设置 .184.2.3 填石尺寸 .184.2.4 考虑波浪作用时，绿滨垫厚度设计 .194.2.5 计算结果 .194.3、加筋固滨笼的设计 .214.3.1 计算的参数取值 .214.3.2 加筋生态格网结构整体稳定计算 .214.3.3 加筋生态格网结构内部力计算 .225 生态格网 挡墙与传统挡墙的造价比较 .2321 生态格网结构的设计要求1.1 生态格网结构的特点生态格网结构是一种重力式的柔性结构，它是由特定的金属线材箱体内填卵石或碎石材料而成的组合体，是由多绞的、六边形网目的网片或加筋网片结合建筑物的尺寸将网片裁剪后组装成的绿滨垫
3、、固滨笼等结构单元的新型的支挡结构。 （见下图，结构尺寸见第三章）生态格网结构运用到工程之中主要用作护岸或挡土设施，它的特点是在保证护坡具有一定的强度、安全性和耐久性的同时兼顾工程的环境效应和生物效应，以达到一种土体和生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态，因此它具有以下几方面的功能：安全性：这是护坡（或挡墙护岸）的基本功能，有效地固坡和护坡；3生物性：基本不影响土的原生动植物，不扰动原有的生、动物的栖息环境，完工后被本土的生、动物接受；景观性：完工后与周围的景观环境相协调。1.2 与传统护坡的联系和区别1.2.1 联系生态格网结构与传统结构的设计依据相一致，要符合国家标准和运用行业的标准要求
4、；比如国家标准防洪标准 、 堤防工程设计规范 ，水利行业标准碾压土石坝设计规范 、 水工挡土墙设计规范等等；生态格网结构与传统结构的结构布置都要符合建筑物功能要求，比如：用于河道治理的顺水坝、潜坝、防洪堤，用于消能的有消力池、护坦等等；1.2.2 区别传统结构只考虑了稳定性，忽略了边坡在生物、环境的要求，生态格网结构是传统护坡基础上的改进，是功能的延伸，它不单纯限于新型材料的应用，同时也重视发掘传统人工材料和技术的生态功能的改进，在设计中更多的顾及环境和生物的需求；在某些方面生态格网结构还不能取代传统结构，比如对变形要求较高的承力结构像闸墩、桥墩等，另外，生态格网结构是透水性结构对有防渗要求底
5、板或箱体等不适用；因此，生态格网结构起源于传统护坡，又有别于传统护坡，是护坡工程发展的新阶段，随着生态环保理念的深入，人们对环境效益要求的逐渐提高，传统的护坡必然要向生态技术型护坡转变。1.3 生态格网结构在工程设计中要注意的一些问题1.3.1 石材的选择浆砌石与干砌石护坡石材选用的是尺寸越规整，越接近料石越好，生态格网结构对石材的要求是 1.52.0D M(中值粒径)，抗冲流速取决于石材的粒径控制，并非厚度，因此，生态格网绿滨垫的厚度为 t2D M ,设计时要了解当地材料的粒径情况；41.3.2 护坡形式的选择选择一般来说，当自然边坡1：1.5 时。护坡形式选用绿滨垫，当自然边坡1：1.51
6、：1 时。护坡形式选用固滨笼，当自然边坡1：1 时。护坡形式选用加筋固滨笼；复式断面可根据实际情况结合使用。 （见下图）1.3.3 对结构尺寸要求生态格网绿滨垫或固滨笼尺寸拟定时要符合厂家的规格要求，由于固滨笼的生产是成批机械化生产，固滨笼网目只有几种规格（80100，100120，130150mm）,为了满足公差要求，它的长、宽、高有固定的规格尺寸，因此拟定结构尺寸尽量采用厂家已有的规格。1.3.4 耐久性设计人员对固滨笼的使用寿命比较关心，因为这也是结构安全的一个方面，选择信誉好的厂家是非常重要的，它的产品会提供所用相关试验报告和材料性能报告，一般来铰好的自然环境可达 50 年，差的有腐蚀
7、的环境能够使用 30 年左右。1.3.5 抗冲能力美国科罗拉多州立大学对不同流速下绿滨垫（固滨笼）模型的试验结果表明，临界流速可达 6m/s(指绿滨垫、固滨笼中的填石不产生移动的流速 ),极限流速可达 8 m/s(指虽然填石移动导致绿滨垫（固滨笼）变形，但流速仍在可接受的范围内)。51.3.6 挡墙稳定验算抗倾、抗滑稳定计算时不需要考虑墙后的渗透压力，也不需要考虑浮力，安全系数应符合水工挡土墙设计规范的相关要求；土基上的挡墙要考虑沿基底面的抗滑稳定之外，还应核算墙体与基础整体的抗滑稳定性，建议采用堤防工程设计规范之中的瑞典圆弧法进行计算；.基地压应力验算时，一般要求合力的偏心距 e0 在地板中
8、心的 1/3 范围内，最大压应力 max 0地基承载力， max/ min 粘性土 1.52.5, 砂性土 2.03.0 (传统结构挡墙的要求 m 0 ， max1.2 0)；.墙体内应力的验算：墙身截面变化处承受的外部压力与剪应力小于实际的允许值。1.3.7 抗震性能和适应适应地基变型能力试验表明，生态格网网片顺机编方向承受拉力 34KN/M,变形为 67%,垂直机编方向承受拉力 14.4KN/M，变形为 2022%，说明抗拉强度顺机编方向是垂直绞线方向的 23 倍；台湾的试验资料表明，挡墙固滨笼在承受侧向土压力时，竖向变形为水平变形的 23，滑动的危险度高于倾斜的危险度，因此在承受地震能力
9、方面优于传统结构，适应地基变形的能力也强于传统结构。1.3.8 经济性直接的经济效益有以下几点：a 对石材的要求较宽松，可因地制宜充分利用当地材料；b 对地基承载力要求相对较低，可降低地基处理费，不需设变形缝；c 生态格网网片可机械化生产，打包成卷（捆）包装运输，运输成本较低；d 由于施工方法为干砌，对于施工时用水、用电困难项目，可以节省投资；e 对气候无特殊要求，有利于缩短工期，可以降低工程投资。间接的经济效益：a. 减少水泥用量，有利于节约能源，减少污染，改善环境；b. 不改变河道的自然状态，可以促进地表水和地下水的交换。滞洪补枯、调节水位，恢复河中动植物的生长,利用动植物自身的功能净化水
10、体，增加了景观有美化环境的功能。 。61.3.9 生态措施 绿滨垫施工完成后，在其上覆土 1015cm,栽种植物；（见下图）固滨笼挡墙施工时，在笼内的一角装土，施工完成后栽种植物或插枝；（见下图）1.3.10 施工说明为了达到好的工程效果，施工图中要有详细的施工做法说明，把材料的要求、固滨笼的规格的要求等相关情况写清楚。施工说明见第二章。72 生态格网结构的施工要求2.1 组装箱体2.1.1 拉直边网片、端网片和隔片，组装时确保所有折缝位置正确，箱体组应按设计图示位置依次安置,并按设计要求定位,定位时需挂线调整平整度。2.1.2 间隔网与网身应成 90 相交，经绑扎形成长方形或正方形箱体或箱体
11、组，绑扎用扎丝连接，由边缘起连接，绑扎丝应与网丝同材质的钢丝，每一道绑扎应是双股线并绞紧，钢丝的末端向里折。双股线作为扎丝 扎丝绑扎箱体装配2.2 构成箱体的各种网片交接处绑扎道数应符合以下要求：2.2.1 间隔网与网身的四处交角各绑扎一道；2.22.2 间隔网与网身交接处每间隔 2025cm 处绑扎一道；82.3 箱体组间连接绑扎，应符合下列要求：2.3.1 相邻箱体组的上下四角各绑扎一道；2.3.2 相邻箱体组的上下框线或折线，应每间隔 2025cm 绑扎一道；2.3.3 相邻箱体组的网片结合面则每平米绑扎 2 处；2.3.4 在绑扎相邻边框线下角一道时，如下方有箱体组，应将下方箱体一并绑
12、扎，连成一体；2.3.5 各层箱连接完成后,可用木(铁) 杆(长 6m 以上)顺层箱边缘临时固定,以保证箱体装料后边缘线顺直流畅。2.4 填充石料2.4.1 所用石料要求坚硬、有棱角、耐久，确保使用期遇水或风化作用不会崩解。用石料填满固滨笼，石块的尺寸应在 1.5D2.0D（D 为生态格网的网目名义尺寸）之间。不在外露表面的石料尺寸允许有 15%的偏差。当填充的加筋固滨笼单元高 1m 时，则至少应铺三层石料；当单元高 0.5m 时，至少应铺二层石料。单元箱体填石示意图2.4.2 在箱体中填充石料时，每个格室填充高度不得比相邻隔间高出 30cm。对垂直或接近垂直的结构来说，固滨笼的外层石料应手工
13、仔细铺设以获得整洁、平坦和紧凑的外观。填充石料时应小心，确保 PVC 护膜不破损。考虑到石料的沉降，填石高度应超过固滨笼26-40mm。9组合体填石示意图2.5 靠外侧部位的网片应设置内部加强钢丝，按以下要求绑扎：2.5.1 1m 高的箱体单元，在 1/3 和 2/3 高度处绑扎；2.5.2 0.5m 高的单元在 1/2 高度处绑扎；2.5.3 内连加强钢丝应连接格室的外露面及其对面。内部连接加强钢丝绑扎示意图2.6 箱体封盖施工应符合下列要求：2.6.1 封盖宜在顶部石料砌垒平整的基础上进行；2.6.2 宜先使用封盖夹固定每端相邻结点后，再加以绑扎；2.6.3 封盖与箱体边框相交线，应每间隔 2025cm 绑扎一道。
