格賓網(wǎng)石籠擋土墻的設(shè)計與應(yīng)用
關(guān)鍵詞：格賓網(wǎng)石籠擋土墻，防護(hù)，設(shè)計，施工，要點(diǎn)，優(yōu)缺點(diǎn)，適用，范圍
一、項(xiàng)目的工程概況
改建梅溪經(jīng)資源至龍勝公路資源至河口段路線起點(diǎn)位于資源縣旺田村，終于龍勝縣河口村，路線全長約66.92公里。該改造路段采用二級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度為40公里/小時，路基寬8.5～10米，汽車荷載公路-Ⅱ級，一般最小平曲線半經(jīng)100米，最大縱坡7%，大部分路段為舊路改建工程。該公路環(huán)山繞水，一側(cè)為資江，鵝卵石資源豐富；一側(cè)為陡峭山體，山體巖層主要為含礫砂巖、含礫泥質(zhì)砂巖、含礫泥巖、石英砂巖、黑色碳質(zhì)頁巖等。資江環(huán)山而過，彎道多，附近山體陡峭，巖層不穩(wěn)定，容易滑坡塌方。再者，該地域常年降水較多，天然泉水也多，山上經(jīng)常有水穿過公路主體流入江中。在江上山腳修筑公路，路基的防護(hù)工程便成為路基穩(wěn)定、道路安全暢通的關(guān)鍵性問題。因此，該路段路基的防護(hù)工程需要既能充分利用當(dāng)?shù)氐涅Z卵石資源，又要能夠排水固結(jié)，抵抗沖刷。
二、格賓網(wǎng)石籠擋土墻、石籠護(hù)墊的結(jié)構(gòu)與適用工程
格賓石籠是將經(jīng)表面防蝕處理的低碳鋼絲用機(jī)械編織的雙鉸六角形柔性金屬網(wǎng)經(jīng)剪裁、編邊和組合后制成的網(wǎng)籠金屬網(wǎng)綁扎成不同結(jié)構(gòu)和尺寸的相互連接的網(wǎng)籠、網(wǎng)墊。在石籠內(nèi)填入適當(dāng)?shù)氖瘔K，石間筑土，在填石筑士時人工移植當(dāng)?shù)夭萜�、灌木或切莖，并撒草籽，然后綁扎蓋網(wǎng)形成的石籠、石墊整體護(hù)面。當(dāng)帶土球的植物根系經(jīng)石間土進(jìn)入坡體之后，可以起到淺層長期錨固作用，稱為根錨。植被、石籠、石墊與土坡三者形成一個剛?cè)醿尚缘?ldquo;板塊”。柔中帶剛，既綠化環(huán)境，保持水土，又能適應(yīng)一定的位移。“板塊”可以抵抗坡面外水沖刷，也可以排除內(nèi)水。1—2年之后，根系深扎，盤根錯節(jié)，起連接作用的格賓網(wǎng)將與具有強(qiáng)大的再生力的植被根系共同發(fā)揮護(hù)坡作用。
用格賓網(wǎng)制成的工程結(jié)構(gòu)體具有以下特性：
�、拧⑷嵝越Y(jié)構(gòu)：抗暴雨、水流沖刷、無結(jié)構(gòu)縫、適應(yīng)變形、整體結(jié)構(gòu)有延展性、用于護(hù)坡護(hù)岸護(hù)灘；
�、�、透水性好：能排水固結(jié)，利于山坡穩(wěn)定、水土保持；
�、�、耐腐蝕：經(jīng)表面防蝕處理的低碳鋼絲，經(jīng)久耐用，表面加PVC/HDPE保護(hù)層，可用于海洋岸灘及水質(zhì)變化大的江河迎水立面；
⑷、組裝、施工方便：不用水、水泥、模板和電力，簡便易裝，可按設(shè)計綁扎組裝成各種形狀，連貫為一個整體；
�、伞⑦M(jìn)度快，利于趕工期：可多組同時施工，平行、流水作業(yè)；
�、�、經(jīng)濟(jì)適用：可因地制宜地利用當(dāng)?shù)厥腺Y源；
�、�、生態(tài)環(huán)境保護(hù)：石縫間長出綠色植被，滿足水土保持、消聲斂光、綠化美化環(huán)境的要求。
適用于建造江河湖海、公路、鐵路、航道、礦山、水利等工程的護(hù)坡、護(hù)岸。有排水固結(jié)，抵抗沖刷之優(yōu)點(diǎn)。更適用于易變形地質(zhì)、膨脹土地質(zhì)，以及植被恢復(fù)，還原生態(tài)和抗震減災(zāi)等工程結(jié)構(gòu)中。對一些特殊地段也尤為適用，如：①荒山野洼，亂石無土，難以管理的山坡段。②無水電，無石料的地區(qū)。③橋墩及其上、下游地段。④軟基地段。⑤沉降不均勻的山坡地段。⑥膨脹土地段。⑦一般邊坡等。
鑒于梅溪經(jīng)資源至龍勝二級公路河口至龍勝段特殊的地質(zhì)條件和地質(zhì)資源，該路段的路基防護(hù)設(shè)計采用了格賓網(wǎng)石籠擋土墻和石籠護(hù)墊護(hù)坡的設(shè)計，由于該路段山體陡峭，石籠護(hù)墊護(hù)坡施工要求較高，實(shí)際施工過程中僅采用了格賓網(wǎng)石籠擋土墻設(shè)計，石籠護(hù)墊護(hù)坡未能進(jìn)入施工階段，在此也僅介紹格賓網(wǎng)石籠擋土墻的設(shè)計要點(diǎn)和施工要點(diǎn)。
三、格賓網(wǎng)石籠擋土墻的設(shè)計和計算
1、土壓力分析
土方推力的計算可由以下簡易的推算方式取得；
1)、庫倫公式，在計算石籠擋土墻時最常被引用。此公式必須以土楔的平衡當(dāng)基本條件。
此一平衡相當(dāng)穩(wěn)定這是由于其摩擦力及泥土本身的重量間作用的結(jié)果。
非粘土的計算方式為：Sa=1/2ΥtH2Ka(d=h/3)
粘土計算方式為：Su=1/2ΥtH2Ka-2cH
Ka為主動土壓力系數(shù)
2、石籠結(jié)構(gòu)與土壓力的關(guān)系
如果承受強(qiáng)度Po的均布超載重，Sa和d的值則變?yōu)椋骸?/p>
Sa=1/2ΥtHKa（1+2Po/rt）d=H（H+3Po/Υt）
就擋土墻而言，土壓力線和土墻背面之間的擦力角度等于ψ；而擋土墻背填土的斜度和水平線之間的角度為ε；擋土墻后方土壓力開始作用時土面的斜度為β，階梯式擋土墻在土方重力方面，假設(shè)開始作用時土面的傾斜可從擋土墻破壞表面和水平面所形成的角度β顯示出來。
由于石籠為鋼絲網(wǎng)，具有加固結(jié)構(gòu)，它可以有效的抗拒彎曲應(yīng)力及剪力作用。因此，若擋土墻基底延伸，于擋土墻柱腳上泥土所加受的力量可增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是其基底的延伸長不可超過擋土墻的高度。
如圖一中b–b線，土壓力作用在鉛直面上，此鉛直面通過基腳跟部最外線，所以β=90。
基跟部分可向后突出以抵抗更多壓力，但如果延伸長度超過基礎(chǔ)厚度，則超出部分長度不考慮能夠有效抵抗傾覆，但此部分可作為錨錠以提供一些水平抗力，這個水平抗力為鋼材張力強(qiáng)度和基礎(chǔ)上土塊重量W1造成之摩擦力，兩者中取其較小值。
此情形下，土壓力作用于鉛直面上(如圖二，b′–b)。
1)、作用于石籠結(jié)構(gòu)的土壓力
①前墻為階梯式者②前墻為挺直面者
2)、基礎(chǔ)延伸型之石籠結(jié)構(gòu)
3)、具錨錠作用型之石籠結(jié)構(gòu)
在工程上，只要是密度和其他物質(zhì)能符合結(jié)構(gòu)上、功能上和耐久性上的條件，任何石頭或其他物質(zhì)都可用來當(dāng)作填料。最常用的填料是卵石或塊石。假如結(jié)構(gòu)物的重量是先決條件，或是結(jié)構(gòu)物會暴露于水的沖刷，或必須深入水底，那么最好使用比重大的材料(圖表一)。
為了確保結(jié)構(gòu)物的耐久性，石材必須抗風(fēng)化，不碎裂，不溶解，且相當(dāng)堅硬。(圖四)為已填石料石籠密度變化的顯示圖；
填料密度為ra，石籠孔隙率為n，一般孔隙率由0.30到0.40不等，取決于石料硬度和棱角、粒徑分析曲線、以及石料是卵石或塊石。填石的最佳尺寸是網(wǎng)目D的1到1.5或2倍(如圖四)，即石頭大小以不溜出網(wǎng)目為準(zhǔn)，石頭較小(1到1.5D)更好，更具有經(jīng)濟(jì)性，且有助于將所受外力均勻分布以及柔性之提升。
填石的最佳尺寸是網(wǎng)目D的1到1.5或2倍(如圖四)，即石頭大小以不溜出網(wǎng)目為準(zhǔn)，石頭較小(1到1.5D)更好，更具有經(jīng)濟(jì)性，且有助于將所受外力均勻分布以及柔性之提升。
四、格賓網(wǎng)石籠擋土墻的施工
石籠和護(hù)墊一般是經(jīng)折疊后，數(shù)件捆扎成捆，運(yùn)到施工現(xiàn)場的。籠蓋可根據(jù)要求采用公合體式和連體式兩種方式。
①每一組石籠或護(hù)墊需在一塊靠近安裝位置的平整場地上打開，并整平折疊的部位。應(yīng)避免損傷籠體和網(wǎng)線表面保護(hù)層。
�、谟媒壴z將籠體組裝成矩形。綁扎方法一般有兩種，一種是連續(xù)纏繞。另一種是按間距綁扎。綁扎間距一般為200—300mm。根據(jù)設(shè)計要求選擇綁扎方式。
將組裝好的籠體安裝在所需的位置上，并與相鄰的籠體綁扎連接。
�、蹖�(zhǔn)備好的石塊填入籠中。要作適當(dāng)?shù)拇a排，以達(dá)到較高的密度。石塊直徑一般須大于網(wǎng)目兩倍。石塊要選用抗風(fēng)化的石料。
�、苡美顏肀３只\體形狀的規(guī)整。拉筋間距一般在300mm左右。
�、菔瘔K填充完畢后，蓋上籠蓋，整齊籠子邊緣，并綁扎連接。如果用分體式籠蓋，則需等全部籠子填充后，再輔設(shè)籠蓋，并沿籠體和隔片邊線依次綁扎。
五、格賓網(wǎng)石籠擋土墻防護(hù)效果
該擋土墻設(shè)計充分考慮到梅溪經(jīng)資源至龍勝二級公路河口至龍勝段路基的特殊性（要求路基防護(hù)的排水固結(jié)性能），充分利用了當(dāng)?shù)刎S富的鵝卵石資源，達(dá)到以導(dǎo)為主，排除山體水流的問題，避免了常規(guī)路基和擋土墻以封堵為主弊端，減小資江對路基沖刷的影響，保持了路基的穩(wěn)定性，取得了很好的防護(hù)效果和生態(tài)保護(hù)效果。
參考文獻(xiàn)
�。�1）高大釗，袁聚云、土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)、人民交通出版社、2006年7月1日；
（2）王德明，蔣學(xué)平、高等級公路路基邊坡的防護(hù)與加固、2009年10月；
