王應(yīng)剛
(中國水電顧問集團中南勘測設(shè)計研究院重慶分院 400013)
格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻材料是由竹石籠演變、發(fā)展而成,而石籠工程與造紙、火藥一樣源于中國,距今已有2000多年歷史的都江堰水利工程就大量采用了竹篾編織的石籠擋水筑壩。該結(jié)構(gòu)是用鍍鋅鋼絲編織成的網(wǎng)狀矩形箱體,在箱內(nèi)裝填塊石或天然鵝卵石,用于各類擋水工程和防沖建筑物。
在河道治理工程中,傳統(tǒng)的河道護(hù)岸或護(hù)坡一般采用漿砌石或混凝土,三面光、不透水,已不適應(yīng)自然生態(tài)治河的理念;而石籠抗沖刷力強、透水性強,又是生物易于棲息的多孔隙構(gòu)造,所以常被用于多自然型生態(tài)型河流建設(shè)中。據(jù)調(diào)查,在河道治理工程中常見的鋼筋石籠工程有以下幾種:?固岸;?河道護(hù)坡、護(hù)底;?閘下消能工加固;?護(hù)堤丁壩;?沖溝治理。此外,也可用于橋墩護(hù)砌、滑坡治理、截流拋石等工程。
格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻通常為由厚度為0.5~1.0m的鋼絲格網(wǎng)網(wǎng)箱疊砌而成的建筑物,用以代替漿砌石及混凝土成為河流護(hù)岸擋墻,亦用于陡峭岸坡的保護(hù),同時實現(xiàn)植被綠化、生態(tài)環(huán)境保護(hù)。格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻工程的施工原理近似于堆積木,可根據(jù)現(xiàn)場需要和設(shè)計要求來調(diào)整網(wǎng)狀矩形箱。
同鋼筋混凝土、磚石結(jié)構(gòu)等工程相比,格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻工程具有以下明顯的優(yōu)點:
a.柔性材料,適應(yīng)地基變形能力強。當(dāng)偶然發(fā)生地面沉降或地基變形以及建筑物地基發(fā)生固有的地基沉降時,在格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻內(nèi)部形成交錯拉緊和擠壓狀態(tài),編制網(wǎng)格的鋼絲有一定的強度,不易被拉斷,箱籠整體強度較高。低碳鋼絲承受適度的變形特點,可以將全部工程連成整體,不需分縫,即使由于某種原因使結(jié)構(gòu)中斷裂一根網(wǎng)絲,也不會影響結(jié)構(gòu)的整體性。特別在受地基土沉陷或墻后土有小的變形影響時,結(jié)構(gòu)能進(jìn)行自身適應(yīng)性的微調(diào),不會因不均勻沉陷而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)整體破壞。
b.較強的透水性和抗沖性,又防浪。用塊石籠疊砌成的擋土墻,由于網(wǎng)箱內(nèi)空、透水,表面塊石粗糙,有利于砌體后土壤中孔隙水的排出,減小墻背水土壓力。六角網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)整體性好,具有緩沖作用,能有效降低水流沖刷能力?;\內(nèi)填塊石存在一定空隙,能減小浪壓沖擊力和破壞力度。
c.經(jīng)濟、美觀大方和生態(tài)性。格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻的填充石塊或鵝卵石可以就地取材,適用于交通不便的山區(qū)施工。比之其他工程不需購進(jìn)大量的模板和機械設(shè)備。工程造價相應(yīng)較低。加筋土擋墻面板薄、基礎(chǔ)尺寸小,與重力式擋墻相比,可節(jié)省圬工數(shù)量80%~95%,造價可比漿砌石擋墻和鋼筋混凝土擋墻減小20%~60%以上。擋土墻高度越大,節(jié)省資金越多。墻面板可以根據(jù)需要、受力特點進(jìn)行各種設(shè)計、造型,并使之拼裝成造型美觀的建筑物,改善河堤景觀。鋼筋石籠空隙較大,可做覆綠處理,保持其生態(tài)性景觀。
d.施工、維護(hù)方便。施工快,當(dāng)基礎(chǔ)開挖完成后格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻建筑物即可一次建成。施工中還能避免在河道和海灘建筑圍堰,減少排水費用。在無水地區(qū)施工,經(jīng)過鋪網(wǎng)、填石和連接加固即可完成。在江河沿海地區(qū)進(jìn)行水下施工時,可事先裝好格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻,然后吊裝安放就位,或者用船運至預(yù)定地點拋石就位,截流工程可采用此法。格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻在順長方向都加設(shè)一個個獨立的立方體隔板網(wǎng),即使某個立方體因網(wǎng)格破壞而引起石塊松動,以致被水流沖走時,也只是有限的、局部的。又因雙向交織的鐵絲網(wǎng)的局部損壞不易擴展,故維修起來較簡便。
與其他形式的擋土墻相比,石籠擋土墻具有生態(tài)性好、造價低、能承受較大變形不致破壞等優(yōu)點,見下表。
不同擋土墻結(jié)構(gòu)形式比較表
雖然與其他結(jié)構(gòu)形式的擋土墻相比,格賓擋土墻具有上述諸多優(yōu)點,但施工現(xiàn)場應(yīng)選擇在石料豐富的地區(qū),且石料粒徑、強度、風(fēng)化程度等均需符合要求。若遠(yuǎn)距離運輸石料,則會增大成本,在技術(shù)可行的條件下,應(yīng)與其他結(jié)構(gòu)形式的擋土墻進(jìn)行經(jīng)濟性比較。
a.格賓是將低碳鋼絲經(jīng)機器編制而成的雙絞合六邊形金屬網(wǎng)格組合的工程構(gòu)件,在構(gòu)件中填石構(gòu)成主要用于支擋治理的結(jié)構(gòu)。
b.格賓規(guī)格為 G4×1×1/0.5 GF、G3.5×1×1/0.5 GF、G3×1×1/0.5 GF、G2.5×1×1/0.5 GF、G2×1×1/0.5 GF、G1.5×1×1 GF,即長4m或3.5m或3m或2.5m或2m或1.5m,寬1m,厚1/0.5m,鋼絲鍍高爾凡防腐處理,內(nèi)部采用隔板隔成獨立單元;長度、寬度、高度公差均為±5%;網(wǎng)孔規(guī)格為8×10。具體見圖1。
c.鋼絲標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)參數(shù)。鋼絲抗拉強度350~500N/mm2,未經(jīng)拉伸鋼絲的延伸率不能低于12%(經(jīng)過拉伸加工的成品鋼絲延伸率不能低于7%);網(wǎng)面鋼絲直徑2.7mm,公差±0.06mm,最小鍍層量為245g/m2;為加強構(gòu)件剛度,鋼絲面板邊端采用直徑為3.4mm的邊端鋼絲,鍍層鋼絲公差±0.07mm,最小鍍層量為265g/m2;綁扎鋼絲直徑為 2.2mm,公差±0.06mm,最小鍍層量為230g/m2。
圖1 格賓構(gòu)件外觀圖
a.加筋格賓是由機器編織的六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)面組合而成的工程構(gòu)件,是一種新型的應(yīng)用于加筋土領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。面墻格賓箱部分填充石料,加筋部分結(jié)構(gòu)填土分層壓實。
b.加筋格賓規(guī)格為 TM L×2×1ZnP,即長 Lm,寬 2m,厚1m,鋼絲鍍鋅覆塑防腐處理,內(nèi)部每隔1m采用隔板隔成獨立的單元;長度、寬度、厚度公差均為±5%;網(wǎng)孔規(guī)格為8×10,容許公差為-4%~16%。具體見圖2。
圖2 加筋格賓構(gòu)件外觀圖
c.鋼絲標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)參數(shù)。鋼絲抗拉強度為350~500N/mm2,未經(jīng)拉伸鋼絲的延伸率不能低于12%(經(jīng)過拉伸加工的成品鋼絲延伸率不能低于7%);網(wǎng)面鋼絲為φ2.7/φ3.7,公差±0.06mm,最小鍍層量為 245g/m2;為加強構(gòu)件剛度,鋼絲面板邊端采用φ3.4/φ4.4的邊端鋼絲,鍍層鋼絲公差±0.07mm,最小鍍層量為265g/m2;綁扎鋼絲為φ2.0/φ3.0,公差±0.05mm,最小鍍層量為 215g/m2。
a.填充物采用卵石、片石或塊石,格賓要求石料粒徑D100~D300為宜,雷諾護(hù)墊要求石料粒徑D70~D150為宜,允許不超過15%的粒徑小于100mm,但其不得用于格賓網(wǎng)格的外露面,空隙率不超過30%,要求石料質(zhì)地堅硬,強度等級為MU30,比重不小于2.5t/m3,遇水不易崩解和水解,抗風(fēng)化能力強。
b.薄片、條狀等形狀的石料不宜采用,風(fēng)化巖石、泥巖等亦不得用作充填石料。
圖3 湖南省株洲市建寧港航工程
圖4 重慶奉節(jié)縣寶塔坪滑坡處治理
c.外表面覆無紡?fù)凉げ迹瑔挝恢亓繛?50g/m2。
格賓生態(tài)格網(wǎng)擋墻作為一種新型的支擋結(jié)構(gòu),以其造價低、生態(tài)性好、適用范圍廣、柔性變形等特點得到了越來越多的應(yīng)用。近年來,該新型結(jié)構(gòu)在各行業(yè)得到了極大的推廣,尤其在河道治理工程中。用于長江干堤治理工程、桂林至陽朔的漓江護(hù)岸工程、湖南省株洲市建寧港航工程(見上圖3)、重慶奉節(jié)縣寶塔坪滑坡治理工程(見上圖4)的涉河路段,都取得了良好的效果?!?/p>