沈建平 鄭小平 崔俊濤
摘要:隨著水利工程建設(shè)尤其是圍墾工程建設(shè)的逐漸發(fā)展,格賓網(wǎng)涌現(xiàn)出來(lái)。格賓網(wǎng)擋土墻作為一種新型的擋墻結(jié)構(gòu)型式,越來(lái)越多地應(yīng)用實(shí)施于水利設(shè)計(jì)施工工程中。文章在查閱資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)踐分析了格賓網(wǎng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用情況,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞:格賓網(wǎng);擋土墻;護(hù)坡;水利工程;圍墾工程;水利設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類(lèi)號(hào):TU476 文章編號(hào):1009-2374(2016)25-0125-03 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.061
1 概述
格賓網(wǎng)又名石籠網(wǎng)、綠色生態(tài)網(wǎng),是通過(guò)各種金屬類(lèi)材料(如鍍鋅鋼絲)編織而成的網(wǎng)箱,網(wǎng)箱內(nèi)裝入塊石等填充材料。通過(guò)堆積、綁扎、固定連接形成整體擋土墻結(jié)構(gòu)。
近年來(lái),隨著水利工程的建設(shè)尤其是圍墾工程的建設(shè),越來(lái)越多以軟基為基礎(chǔ)的圍區(qū)河道工程涌現(xiàn),常規(guī)的擋土墻型式應(yīng)用于此,不僅造價(jià)高、適應(yīng)軟基變形能力差,而且生態(tài)性也差,而格賓網(wǎng)的應(yīng)用于此有極大的優(yōu)勢(shì)。
2 格賓網(wǎng)的特點(diǎn)
2.1 協(xié)調(diào)變形能力強(qiáng)
格賓網(wǎng)內(nèi)填塞塊石等填充材料,內(nèi)部空隙較大,外部以金屬線材編制的角形網(wǎng)進(jìn)行約束,可以承受大范圍的變形而不坍塌、不破壞。
2.2 軟基應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
軟土地基工程實(shí)施的地基處理費(fèi)用極高,而格賓網(wǎng)可以利用透水性改變土壤密度及均勻分布荷載,降低基礎(chǔ)處理的投資。在含水率比較高的軟基上使用傳統(tǒng)材料的擋土墻如砌石、混凝土等均需很考究地進(jìn)行地基處理,否則將會(huì)因地基變形而帶來(lái)隱患,而格賓網(wǎng)的協(xié)調(diào)變形能力強(qiáng),在發(fā)生不均勻沉降時(shí),箱內(nèi)填充料受約束不會(huì)跑到箱籠外,而會(huì)自動(dòng)調(diào)整成新的穩(wěn)定,又因格賓網(wǎng)為柔性構(gòu)造,擋土墻外層可能會(huì)產(chǎn)生較小的變化,但不會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)箱被拉扯而破壞的現(xiàn)象。鄞州區(qū)大嵩圍涂工程、寧波石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)灣塘片的河道工程中應(yīng)用的網(wǎng)箱擋墻及護(hù)坡很好地印證了這一點(diǎn)。
2.3 抗沖刷能力強(qiáng)
格賓網(wǎng)結(jié)構(gòu)能承受6m/s以上的流速。格賓網(wǎng)間的孔隙空間可大大減小真空吸引力對(duì)格賓網(wǎng)的毀壞,已經(jīng)應(yīng)用于全國(guó)各地多處高流速的流域,承受住了多次洪災(zāi)而未產(chǎn)生較大破壞。
2.4 透水性好
格賓網(wǎng)內(nèi)部為塊石等填塞材料,填塞材料之間存在較多的孔隙,可以有效地解決結(jié)構(gòu)墻后填土中孔隙水的排出,改善擋土墻墻后水平土壓力,保證土體的抗剪強(qiáng)度,有利于整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,且能大大促進(jìn)了擋土墻的前后水土交互能力。
2.5 景觀效果好
格賓網(wǎng)的多孔空間為擋土墻前后的水土互動(dòng)創(chuàng)造了有利的條件,且箱內(nèi)塊石間的淤泥為植物的生長(zhǎng)提供了空間,頂部可填部分種植土,箱內(nèi)及箱頂均可根據(jù)當(dāng)?shù)匦枨蠓N植植被或灌木,使之成為一條生態(tài)型河道,展現(xiàn)出人類(lèi)通過(guò)工程建設(shè)體現(xiàn)自然和諧的面貌。寧波石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)灣塘片的河道工程中應(yīng)用的網(wǎng)箱擋墻及護(hù)坡很好地印證了這一點(diǎn)。
2.6 耐久性強(qiáng)
格賓網(wǎng)是集成整體性的重力式結(jié)構(gòu),擋土墻外部為抗侵蝕性較強(qiáng)的金屬線材,內(nèi)部均為較大粒徑的塊石、軟石等,在雨水等因素的作用下能多年保持良好的性能。由于泥沙和土壤滲入結(jié)構(gòu)孔隙中并形成植被。隨著時(shí)間的推移,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不但不會(huì)減弱,反而會(huì)不斷增強(qiáng)。寧波石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)灣塘片的河道工程中應(yīng)用的網(wǎng)箱擋墻及護(hù)坡很好地印證了這一點(diǎn)。
3 格賓網(wǎng)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)思路同常規(guī)的擋土墻,進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)的方案分析、穩(wěn)定分析、承載力分析、變形分析等。
3.1 格賓網(wǎng)方案分析
格賓網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)充分了解工程所在地的地基狀況、地下水位、墻后構(gòu)造物、地下管線的布置。根據(jù)上述資料,應(yīng)根據(jù)搜集的文件資料復(fù)查地下構(gòu)造物(電纜、管道等)的埋設(shè)位置和走向,并采取防護(hù)或避讓措施,其后應(yīng)根據(jù)地勘資料,計(jì)算復(fù)核地質(zhì)情況是否滿足網(wǎng)箱布置的地質(zhì)要求、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求、承載力及變形要求,并做好預(yù)留沉降措施。
3.2 穩(wěn)定性計(jì)算
抗滑移安全系數(shù):
除上述基本計(jì)算以外,還應(yīng)復(fù)核變形量、墻體排水情況等。
4 格賓網(wǎng)的施工
4.1 施工要點(diǎn)
4.1.1 清基。格賓網(wǎng)施工前應(yīng)清除工程范圍內(nèi)的植被、樹(shù)木、廢棄物等障礙物,對(duì)格賓網(wǎng)布置處的石塊、垃圾等也應(yīng)進(jìn)行清除。清除范圍應(yīng)控制在圖紙開(kāi)挖邊線外50cm左右,開(kāi)挖深度一般控制在30cm左右,然后將其放在按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)開(kāi)挖完成的坡面或基礎(chǔ)中。
4.1.2 施工要求。格賓網(wǎng)施工的一般程序?yàn)椋浩旅妗⒒垓?yàn)收后鋪設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ?;拼裝格賓網(wǎng)網(wǎng)墊、網(wǎng)箱;填充石料;封蓋。拼裝格賓網(wǎng)網(wǎng)箱、網(wǎng)墊時(shí)可依照以下施工要點(diǎn):(1)打開(kāi)土工格網(wǎng)網(wǎng)材卷,邊網(wǎng)片與底網(wǎng)片呈垂直,拼裝成網(wǎng)墊狀;(2)必須用同材質(zhì)網(wǎng)絲作為綁扎線;(3)綁扎線必須雙股,并絞緊;(4)先將間隔的網(wǎng)片上、下各個(gè)方向綁扎絞緊,形成一組網(wǎng)箱、網(wǎng)墊;(5)將拼裝的網(wǎng)墊、網(wǎng)箱,按施工要求逐組布置完成;(6)捆綁各網(wǎng)墊、網(wǎng)箱組相連的邊框線,垂直向四個(gè)角各捆綁一次,水平向相連框線每隔20cm左右間距捆綁一次。
格賓網(wǎng)表層為塊石理砌,內(nèi)側(cè)為塘渣回填。塊石粒徑為12~20cm的占90%以上。
4.2 材料及性能要求
格賓網(wǎng)采用熱鍍鋁鋅異形低碳鋼絲外覆樹(shù)脂膜,經(jīng)專(zhuān)業(yè)的機(jī)器編制成六角網(wǎng)狀,質(zhì)量控制指標(biāo)如下:(1)規(guī)格:網(wǎng)箱型號(hào)、網(wǎng)孔、邊絲、網(wǎng)格片型號(hào)等;(2)樹(shù)脂膜:耐酸老化試驗(yàn)、老化后抗拉強(qiáng)度、老化后斷裂伸長(zhǎng)率、老化后抗拉強(qiáng)度變化率、老化后斷裂伸長(zhǎng)率變化率、試樣外觀等;(3)鋼絲:符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;(4)結(jié)合度檢測(cè):任意選取3cm樹(shù)脂膜截?cái)啵瑑深^截?cái)嗟戒摻z外層,以手回旋不可移動(dòng)為止。為確保材料質(zhì)量,材料檢測(cè)需提供有資質(zhì)檢測(cè)單位的質(zhì)檢報(bào)告;(5)格賓網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參照“相關(guān)行業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”。格賓網(wǎng)材料保護(hù)膜控制質(zhì)量要求包括物理性能、防腐抗酸要求(尤其在化工廠區(qū)域此要求顯得尤為重要)等。
4.3 施工優(yōu)勢(shì)
格賓網(wǎng)施工相對(duì)于傳統(tǒng)擋土墻如(干、漿、灌、埋)砌石擋墻、混凝土擋土墻有著施工便利、快捷等優(yōu)勢(shì),具體如下:(1)施工受天氣影響因素小,而傳統(tǒng)擋土墻因膠結(jié)材料受天氣影響較大;(2)施工簡(jiǎn)潔,不需特別技能,而傳統(tǒng)擋土墻建筑材料的搭配與選取、施工順序的嚴(yán)謹(jǐn)程度較高;(3)施工所需場(chǎng)地要求低,而傳統(tǒng)擋土墻棄土、建筑材料的堆放要求較高;(4)施工速度快,而傳統(tǒng)擋土墻因膠結(jié)材料的凝期往往所需時(shí)間較長(zhǎng)。
4.4 施工注意點(diǎn)
(1)格賓網(wǎng)網(wǎng)箱制作的過(guò)程中,需同步勻稱(chēng)地向網(wǎng)箱內(nèi)放置石料,不可將單個(gè)網(wǎng)箱一次性投滿。填料過(guò)程中,應(yīng)保證每層放置的石料厚度在25cm左右,石料需密實(shí)并互相搭接,孔隙處應(yīng)以碎石進(jìn)行充填密實(shí);(2)在流速較大的河道中,因格賓網(wǎng)網(wǎng)箱內(nèi)部填塞材料孔隙較大,孔隙內(nèi)多為淤泥或種植土,大流速的工況下會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)箱內(nèi)土壤的大量流失,導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)箱失去平衡而坍塌,因此在流速較大的河道中,如若采用格賓網(wǎng)網(wǎng)箱結(jié)構(gòu),應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加固,即于格賓網(wǎng)外側(cè)設(shè)碎石反濾層以減小土壤流失;(3)格賓網(wǎng)網(wǎng)箱在施工完成后,可在網(wǎng)箱內(nèi)播撒草種,草種的選擇可根據(jù)當(dāng)?shù)氐男枨蟛⒔Y(jié)合網(wǎng)箱的水位變動(dòng)區(qū)的實(shí)際情況,優(yōu)先考慮水面及水下均能存活的植物,植物的種植可加強(qiáng)網(wǎng)箱的整體穩(wěn)定性,減少石塊在水流的作用下于金屬網(wǎng)的摩擦,防止格賓網(wǎng)的破裂,也可以避免水位退落以后格上懸掛一些垃圾。
5 格賓網(wǎng)的應(yīng)用
格賓網(wǎng)可用于防洪排澇工程、生態(tài)河道治理、填海工程、山坡治理保護(hù)、堤防設(shè)計(jì)、道路隔離、景觀協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)等。
6 結(jié)語(yǔ)
(1)具有適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)、透水性好、因地基處理簡(jiǎn)單而造價(jià)低廉、生態(tài)型好等優(yōu)點(diǎn);(2)設(shè)計(jì)涉及的因素相對(duì)較少,計(jì)算簡(jiǎn)單,并具有明顯的施工優(yōu)勢(shì);(3)因其對(duì)于相應(yīng)地質(zhì)地形的適應(yīng)性、設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單、物廉價(jià)美,其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。
綜上,格賓網(wǎng)作為一種新式的防護(hù)結(jié)構(gòu),以其造價(jià)低、生態(tài)性好、柔性變形、適用范圍廣等特點(diǎn)將會(huì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。
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作者簡(jiǎn)介:沈建平(1965-),男,浙江寧波人,供職于鎮(zhèn)海區(qū)莊市街道辦事處,初級(jí)職稱(chēng)(水利),研究方向:
水利。
(責(zé)任編輯:小 燕)