格賓石籠施工注意事項

　　格賓石籠主要應(yīng)用于護(hù)坡護(hù)岸，其結(jié)構(gòu)布置的常見型式有重力式、階梯式及貼坡式等，設(shè)計時可根據(jù)工程特點及功能需求進(jìn)行自由組合，但需保證結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，籠體布置的層數(shù)和排數(shù)應(yīng)通過穩(wěn)定計算確定。下面是小編整理的格賓石籠施工注意事項，歡迎來參考！

　　格賓石籠主要應(yīng)用于護(hù)坡護(hù)岸，其具有生態(tài)、適應(yīng)力強(qiáng)、施工簡便、經(jīng)濟(jì)等特點；近年來，格賓石籠在水利、市政、交通等工程建設(shè)領(lǐng)域中得以廣泛運用。特別是在“蜂巢格網(wǎng)生態(tài)防護(hù)技術(shù)”納入水利部《度水利先進(jìn)實用技術(shù)重點推廣指導(dǎo)目錄》后，格賓石籠防護(hù)技術(shù)在水利工程中得以普及，衍生了綠格網(wǎng)擋墻、蜂巢擋墻、雷諾護(hù)墊等，但這些只是格賓材料或規(guī)格尺寸不同，總體都屬于格賓石籠。

　　1 格賓石籠的常見型式及設(shè)計的基本內(nèi)容

　　在實際工程中，格賓石籠主要用作石籠墻護(hù)岸、石籠護(hù)坡、石籠+石籠墻組合體護(hù)坡護(hù)岸；一般用于擋墻結(jié)構(gòu)的格網(wǎng)石籠厚度不宜小于0.5m；用于貼坡防護(hù)和護(hù)坦結(jié)構(gòu)時厚度宜采用0.2m～0.5m。格賓石籠結(jié)構(gòu)布置的常見型式有重力式（仰斜式、俯斜式、直立式）、階梯式及貼坡式等，設(shè)計時可根據(jù)工程特點及功能需求進(jìn)行自由組合，但需保證結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，籠體布置的層數(shù)和排數(shù)應(yīng)通過穩(wěn)定計算確定。

　　在進(jìn)行格賓石籠設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)工程區(qū)域特點（總體布置需求、用地條件、地質(zhì)條件、施工條件等）及功能需求，并根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)程要求進(jìn)行穩(wěn)定和強(qiáng)度計算，做出合理的斷面設(shè)計。格賓石籠設(shè)計的基本內(nèi)容如下：

　　1）選擇典型部位，初擬多種斷面結(jié)構(gòu)型式，進(jìn)行正常情況和非常情況下的整體穩(wěn)定計算，包括抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定、地基應(yīng)力計算；進(jìn)行單個石籠的抗滑出、抗傾覆計算。

　　2）調(diào)整優(yōu)化各斷面結(jié)構(gòu)型式并重新進(jìn)行穩(wěn)定驗算，直到滿足要求為止；對各斷面結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選擇出合理斷面結(jié)構(gòu)型式，完善細(xì)化石籠設(shè)計。

　　2. 格賓石籠的設(shè)計計算

　　2.1設(shè)計計算的依據(jù)及內(nèi)容

　　格賓石籠設(shè)計為重力式、階梯式防護(hù)時，應(yīng)進(jìn)行抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定、地基應(yīng)力計算，需進(jìn)行單個石籠的抗滑出、抗傾覆計算。格賓石籠設(shè)計為貼坡式防護(hù)時，岸坡自身應(yīng)穩(wěn)定，需驗算貼坡石籠沿坡面方向的抗滑穩(wěn)定性；需進(jìn)行單個石籠的抗滑出計算。

　　2.2 格賓石籠的整體穩(wěn)定設(shè)計計算

　　2.2.1 格賓石籠的荷載分類及組合

　　格賓石籠設(shè)計為重力式、階梯式防護(hù)時，在不同工作條件下，作用于該類格賓石籠的荷載有：①石籠及其底板以上的填土自重；②破裂體填土面上的各種有效荷載；③土壓力；④靜水壓力；⑤揚壓力（浮托力）；⑥浪壓力；⑦波浪回落時的滲流力、拖拽力；⑧寒冷地區(qū)的冰壓力和凍土膨脹壓力；⑨地震力；⑩其它附加荷載DD車輛荷載、人行荷載等臨時荷載。

　　格賓石籠在設(shè)計為重力式、階梯式防護(hù)時，其荷載組合和剛性結(jié)構(gòu)的重力式擋土墻的荷載組合基本相同，僅在計算靜水壓力、揚壓力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力時有所不同，其主要區(qū)別為：

　　類別靜水壓力計算 揚壓力計算 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算，剛性結(jié)構(gòu)的重力式擋土墻 按規(guī)范計算 由浮托力和滲透壓力組成 進(jìn)行截面壓應(yīng)力、拉應(yīng)力及剪應(yīng)力計算，重力式、階梯式格賓石籠防護(hù)體 除水位驟降外，可按相等考慮 等于浮托力 進(jìn)行單個石籠的抗滑出、抗傾覆計算，計算作用在重力式、階梯式格賓石籠防護(hù)體上的荷載時，可依據(jù)前述規(guī)范和手冊中的荷載組合表作荷載組合后進(jìn)行計算，各種荷載計算可參考現(xiàn)行的《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》及前述規(guī)范、手冊。

　　格賓石籠設(shè)計為貼坡式防護(hù)時，其要求岸坡自身應(yīng)穩(wěn)定；作用于該類格賓石籠的荷載主要有：貼坡式石籠體自重、摩擦力、浮托力（浸泡于水中時）、滲流力、拖拽力；在摩擦力不能確保貼坡石籠沿坡面方向的抗滑穩(wěn)定安全性時，可采取措施附加抗滑力。在進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計算時，其荷載組合為簡單的自重、摩擦力、浮托力（浸泡于水中時）、附加抗滑力（如有）組合；在進(jìn)行單個石籠的抗滑出計算時，其荷載組合為滲流力、拖拽力、摩阻力組合。當(dāng)岸坡較陡時，可改采用石籠水平放置、逐層向后錯臺壘碼的防護(hù)型式，錯臺寬度按堤岸自然坡度或設(shè)計需要的坡度確定。

　　2.2.2 格賓石籠的主要荷載計算

　　格賓石籠常規(guī)情況下最主要的外部荷載為土壓力、附加荷載、水壓力、浮托力、滲流力、拖拽力；其中在計算土壓力、水壓力、浮托力時，其計算辦法與擋土墻計算存在差異，本節(jié)主要對土壓力、水壓力、浮托力計算項目提出個人見解。

　　2.2.2.1 土壓力計算

　　2.2.2.1.1 主動土壓力

　　按庫侖土壓力理論計算，主動土壓力計算簡圖及計算公式如下：

　　當(dāng)墻背垂直（ =0）、墻表面光滑（ =0）、填土表面水平（ =0）且與墻頂齊平時， 可簡化為： 。

　　在《堤防工程手冊》中，也按主動土壓力公式計算石籠墻護(hù)岸所承受的土壓力，取主動土壓力的作用方向與水平面為零夾角；該手冊中提出的主動土壓力系數(shù)計算公式為：   式中 為石籠墻的傾角， 的意義同前。

　　該公式實質(zhì)上是將現(xiàn)行規(guī)范和水工設(shè)計手冊中的主動土壓力公式里的參數(shù) 和 取0值后進(jìn)一步簡化得出。按現(xiàn)行規(guī)范和水工設(shè)計手冊中的主動土壓力系數(shù)計算公式，對于階梯式、仰斜式石籠護(hù)坡（石籠墻），在取 =0時， 值最大。

　　在現(xiàn)行規(guī)范和水工設(shè)計手冊中，說明 的取值可按右表中的 值表采用。另外，鐵道科學(xué)研究院建議外摩擦角 的選擇與墻背斜角 有關(guān)，在 值介于 區(qū)間時， =（0.25～0.67） ；填土表面傾角 越大，墻的工作條件又較好時，可采用較大的 值。在原蘇聯(lián)《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》中，介紹了 、 、 的關(guān)系，詳見下表。

　　可見在原蘇聯(lián)《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》中，對仰斜墻背，在 時均取 =0，與《堤防工程手冊》中的算法相同。鑒于實際進(jìn)行石籠護(hù)坡設(shè)計時，以階梯式、仰斜式防護(hù)為主，且其仰斜墻背滿足 ，建議在對階梯式、仰斜式石籠護(hù)坡（石籠墻）進(jìn)行計算時，可取 =0計算主動土壓力。在不滿足 時，如無明確依據(jù)，可采用上述表格中的 值表和 取值表進(jìn)行計算。對于俯斜式、直立式石籠墻護(hù)坡，建議同時根據(jù)上述表格中的 值表和 取值表計算后取偏安全值。

　　在進(jìn)行主動土壓力計算時，需根據(jù)我們已了解的各種計算方法靈活應(yīng)用。因為土壓力計算時本身都存在一定的誤差，所以很多情況下，可以分別用多個公式進(jìn)行土壓力計算，可不必拘泥于某個公式的選擇，而應(yīng)做到全面掌握、靈活應(yīng)用。例如：①墻后為多層填土?xí)r，可按加權(quán)平均值法、換算高度法、分層平分法、壓力直接傳遞法、假設(shè)垂直墻背法進(jìn)行計算；②墻后為折線形墻背時，可按加權(quán)平均值法、換算高度法、延長墻背法、假設(shè)垂直墻背法進(jìn)行計算；③墻后存在粘性土?xí)r，可將粘性土的粘聚力當(dāng)作抗剪強(qiáng)度的一部分，或?qū)⒄尘哿φ鬯愠蔀榈戎祪?nèi)摩擦角進(jìn)行計算。相關(guān)計算項目和具體計算辦法在上述規(guī)范和手冊中均已有詳細(xì)說明，設(shè)計時按相應(yīng)說明進(jìn)行計算即可，本文不作探討。

　　在水工設(shè)計手冊中，說明被動土壓力計算公式為：

　　當(dāng)墻背垂直（ =0）、墻表面光滑（ =0）、填土表面水平（ =0）且與墻頂齊平時， 可簡化為： 。

　　關(guān)于是否應(yīng)考慮重力式擋土墻的被動土壓力，在現(xiàn)行的《堤防工程設(shè)計規(guī)范》、《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》及《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》中均未提及；通常設(shè)計時，從偏安全角度考慮，可忽略不計其墻前被動土壓力的影響。如擋土墻的墻前防護(hù)措施可靠，能確保墻趾埋深的有效性，則建議可作如下處理：①可按主動土壓力計算影響，而不按被動土壓力計算；②按被動土壓力計算值予以折扣，即按被動土壓力的某個百分?jǐn)?shù)來考慮，如有文獻(xiàn)建議按其30%～50%采用（亦可采用《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》P47頁的折減系數(shù)）。對于格賓石籠，鑒于其為柔性結(jié)構(gòu)，其適應(yīng)變形能力較強(qiáng)，其基礎(chǔ)宜淺埋，其對基礎(chǔ)處理的要求亦可適當(dāng)放寬，建議不計其墻前被動土壓力的影響。

　　2.2.2.2 靜水壓力計算

　　靜水壓力計算公式為 ，式中： 為水的'重度（kN/m3）， 為水壓力計算高度（m）， 為水壓力計算系數(shù)。

　　2.2.2.3 浮托力計算

　　格賓石籠所受的浮托力=石籠浸泡于水中的體積 。

　　式中： 為石籠填石孔隙率，參考《堤防工程手冊》， 可取 。

　　2.2.2.4 其它荷載計算

　　在計算格賓石籠的自重時，主要應(yīng)注意計算時要扣除填石孔隙率。

　　在計算浪壓力等其它荷載時，可參考現(xiàn)行規(guī)范和《水工設(shè)計手冊》、《堤防工程手冊》進(jìn)行計算；在前述規(guī)范和設(shè)計手冊中已有詳細(xì)的計算辦法和例題，設(shè)計時參照相應(yīng)說明或例題進(jìn)行計算即可。本文不作探討。

　　2.2.3 格賓石籠的整體穩(wěn)定計算

　　2.2.3.1 抗滑穩(wěn)定計算

　　本處主要探討格賓石籠布置于土基上時的抗滑穩(wěn)定計算時的 值取值事宜。

　　參考現(xiàn)行規(guī)范，格賓石籠的抗滑穩(wěn)定計算公式可采用：

　　或 ，相關(guān)符號意義如下所述。

　　在進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計算時，應(yīng)特別注意要避免未經(jīng)復(fù)核而引用廠家提供的摩擦系數(shù)；例如某廠家提供的文件說明格賓石籠與砂性土的摩擦系數(shù) 值取0.6、與粘性土的摩擦系數(shù) 值取0.5，本人認(rèn)為其所提供的摩擦系數(shù)偏高且沒有代表性，建議不予采用。建議請地質(zhì)工程師提出相應(yīng)的摩擦系數(shù)。在設(shè)計過程中，如果地質(zhì)勘察報告中提供的 值偏保守，低于上述表格中給出的 值或遠(yuǎn)低于以現(xiàn)行的《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》中的公式折算的綜合摩擦系數(shù)時，建議設(shè)計人與地質(zhì)工程師溝通，如其所提供的相關(guān)巖土參數(shù)和摩擦系數(shù)有相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)做支撐，則以地勘專業(yè)提供的 值為準(zhǔn)進(jìn)行計算；如其沒有相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)做支撐，則應(yīng)要求地勘專業(yè)進(jìn)行復(fù)核并提供復(fù)核后的合理成果用于設(shè)計計算。

　　關(guān)于抗滑穩(wěn)定的具體計算，在上述規(guī)范和手冊中均有詳細(xì)說明，本文不作敘述。僅建議：①石籠墻的受力與剛性結(jié)構(gòu)的重力式擋土墻所承受的荷載存在差異，不可以簡單換算后完全依賴現(xiàn)行的擋土墻設(shè)計計算軟件進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計算；②對位于水中的土壓力計算時，必須用土的浮重度代替土的重度；③要注意各個作用力的作用方向和角度。

　　2.2.3.2 抗傾穩(wěn)定和地基應(yīng)力計算

　　參考現(xiàn)行規(guī)范，格賓石籠的抗傾穩(wěn)定和地基應(yīng)力計算公式可采用：

　　在明確了格賓石籠擋墻的各個作用力的大小、方向、作用點后，其抗傾穩(wěn)定和地基應(yīng)力計算較為容易，本文不作探討。在設(shè)計計算時，注意格賓石籠為柔性結(jié)構(gòu)，其可不受現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比允許值的限制。

　　2.2.4 單個石籠的抗滑出、抗傾覆計算

　　在《堤防工程手冊》的第4.8.3、第4.9.3、第4.9.4、第4.18節(jié)中，已對石籠護(hù)坡的抗滑出、抗傾覆計算有詳細(xì)計算說明。實際設(shè)計時，所設(shè)計的石籠護(hù)坡厚度或石籠墻結(jié)構(gòu)型式均滿足該手冊中要求的抗滑出和抗傾覆的安全尺寸要求。設(shè)計時可參考該手冊進(jìn)行計算，本文不作引用。

　　3. 結(jié)語

　　格賓石籠為柔性結(jié)構(gòu)，目前暫無明確的計算理論和規(guī)范可供遵循；建議在無明確依據(jù)時可主要參考上述規(guī)范和手冊進(jìn)行設(shè)計計算。參考現(xiàn)行規(guī)范和手冊進(jìn)行設(shè)計計算時，主要應(yīng)注意其與現(xiàn)行擋土墻的 值計取、水壓力計算、揚壓力計算時存在差異，另應(yīng)注意在計取格賓石籠時的摩擦系數(shù) 值的計取。注意格賓石籠為柔性結(jié)構(gòu)，其適應(yīng)變形能力較強(qiáng)，計算時可不受現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比允許值的限制。本文主要為本人對格賓石籠設(shè)計計算的理解，建議盡快出臺相應(yīng)的計算規(guī)范或在現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程中增列格賓石籠計算章節(jié)以指導(dǎo)設(shè)計并提升格賓石籠的設(shè)計精度。

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