格宾挡墙结构设计计算书文档格式.docx
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1.2.1联系
①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;
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;
②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
①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;
②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1.5~2.0DM(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t≧2DM,设计时要了解当地材料的粒径情况;
1.3.2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:
1.5~1:
1时。
护坡形式选用固滨笼,当自然边坡≧1:
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(80×
100,100×
120,130×
150mm),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8m/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)。
1.3.6挡墙稳定验算
①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;
②.基地压应力验算时,一般要求合力的偏心距e0在地板中心的1/3范围内,最大压应力σmax<〔σ0〕地基承载力,σmax/σmin粘性土1.5~2.5,砂性土2.0~3.0(传统结构挡墙的要求σm≤〔σ0〕,σmax≤1.2〔σ0〕);
③.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6~7%,垂直机编方向承受拉力14.4KN/M,变形为20~22%,说明抗拉强度顺机编方向是垂直绞线方向的2~3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2~3,滑动的危险度高于倾斜的危险度,因此在承受地震能力方面优于传统结构,适应地基变形的能力也强于传统结构。
1.3.8经济性
①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。
②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体,增加了景观有美化环境的功能。
。
1.3.9生态措施
①绿滨垫施工完成后,在其上覆土10~15cm,栽种植物;
②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;
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。
2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90º
相交,经绑扎形成长方形或正方形箱体或箱体组,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20~25cm处绑扎一道;
2.3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20~25cm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1.5D—2.0D(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。
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:
2.5.11m高的箱体单元,在1/3和2/3高度处绑扎;
2.5.20.5m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20~25cm绑扎一道。
封盖示意图
2.7铺设土工布
按结构设计要求,在施工之前应在结构护面与回填料的界面上铺设土工织物,在顶部和底部织物都应伸出0.3m。
2.8回填土
回填土时应防止损坏土工织物。
重型压实机械必须至少距离箱体1m,以减少对箱体的损坏,墙后使用人工压实机械压实填土。
表面1m以内压实时,应使用手扶式压实机仔细操作,以避免挡土墙或边坡表面损伤。
箱体每安装一层,及时回填一层土。
2.9加筋固滨笼的装配及施工步骤:
(下图为装配过程图示)
2.9.1从捆件里取出单元并将其放在平坦、坚硬的平面上。
2.9.2拉直前网片、后网片和隔片进行护面的安装。
保证所有网片位置摆放正确,所有边的顶端排列整齐。
2.9.3相邻单元用系扣连接。
系扣应每间隔20~25cm。
沿网板边缘连接,以确保填料表面平整。
2.9.4拉筋带铺设时底面填料应碾压密实、平整,要求将筋带拉直、拉紧,平铺不重叠,不卷曲,不扭结和不皱褶,与挡墙面垂直,尾部成均匀辐射形状。
与墙面连接要牢靠,不得有硬质、尖锐棱角的填料直接接触。
2.9.5填土时多填30cm,并将其压到所需高度。
推荐的土级配在0.02mm与6mm之间。
用传统的压实机压实,压实度应能达到标准机器95%的程度。
2.9.6逐层安装其它单元时,每层单元应与其上及其下单元在护面四周连接。
加筋固滨笼的装配示意图
3材料的技术说明及产品主要规格
3.1基本要求
3.1.1生态格网所用钢丝为低碳钢丝,编织前的钢丝最小抗拉强度范围为:
350~500Mpa(允许有更高的抗拉强度),编织前的钢丝延伸率不得小于10%。
3.1.2生态格网采用的钢丝为高镀锌、镀锌-5%铝-稀土合金、镀锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝或者包覆高分子高密度PVC的以上同质钢丝。
3.1.3生态格网即用以上钢丝采用专用设备编织而成的多铰状、六边形网目的网片,D-指铰合中心线的轴线距离,H-网目对角间的距离,h-铰制长度,铰制长度一般不小于50mm。
(见五铰示意图)。
参照欧洲标准委员会CEN标准,生态格网常用网孔、网丝见表3.1.3-1。
表中网丝为编织格网所用的钢丝,列出了不同规格的格网所采用的网丝直径,表3.1.3-2、表3.1.3-3列出了公差(EN10223-3:
1997table1)以及对镀锌量(GB/T15393)、铝锌合金镀层量(GB/T20492-2006)的要求;
边丝缠绕在所有网片的边缘,目的是增加结构强度,表中列出了与网丝对应的边丝直径;
扎丝用于固滨笼各网片的连接以及与相邻固滨笼连接,直径一般为2.2mm。
边丝、扎丝的性能要求参照对应直径的网丝。
表3.1.3-1固滨笼和绿滨垫的网孔、钢丝规格
网目
钢丝直径
类型
(D×
H)
D(mm)
网丝直径
(mm)
边丝直径
扎丝直径
铰合长度
绿滨垫
80×
100
80
(-4%~+16%)
2.2/3.2
2.7/3.7
≥50
固滨笼
100×
120
3.4/4.4
≥55
130×
150
130
3.