格宾挡墙结构设计计算书

生态格网结构

设计计算实例

目录

I生态格网结构的设计要求.........................................................2

1.1生态格网结构的特点.......................................................2

1.2与传统护坡的联系和区别...................................................3

13生态格网结构在工程设计中要注意的一些问题................................3

2生态格网结构的施工要求.........................................................7

3材料的技术说明及产品主要规格..................................................12

3.1基本要求.................................................................12

3.2钢丝盐雾试验............................................................13

3.3钢丝的外包高分子高密度PVC材料........................................15

3.4使用环境及寿命..........................................................15

3.5常用规格.................................................................15

4设计计算实例...................................................................18

4.1固滨笼挡墙的设计.........................................................18

4.4.1计算的参数取值.....................................................18

4.4.2土压力计算.........................................................19

4.4.3挡墙稳定验算.......................................................19

4.2绿滨垫护坡的设计........................................................23

4.2.1构造形式...........................................................23

4.2.2基础准备及滤层设置................................................23

4.2.3填石尺寸...........................................................23

4.2.4考虑波浪作用时，绿滨垫厚度设计...................................24

4.2.5计算结果...........................................................25

4.3、加筋固滨笼的设计......................................................26

4.3.1计算的参数取值....................................................26

43.2加筋生态格网结构整体稳定计算.....................................26

4.3.3加筋生态格网结构内部力计算.......................................27

5生态格网挡墙与传统挡墙的造价比较..............................................29

1生态格网结构的设计要求

1.1生态格网结构的特点

生态格网结构是一种重力式的柔性结构，它是由特定的金属线材箱体内填卵石或碎石材

料而成的组合体，是由多绞的、六边形网目的网片或加筋网片结合建筑物的尺寸将网片裁剪

后组装成的绿滨垫、固滨笼等结构单元的新型的支挡结构。（见下图，结构尺寸见第三章）

生态格网结构运用到工程之中主要用作护岸或挡土设施，它的特点是在保证护坡具有一

定的强度、安全性和耐久性的同时兼顾工程的环境效应和生物效应，以达到一种土体和生物

相q涵养，适合生物生长的仿自然状态，因此它具有以下几方面的功能：

①安全性：这是护坡（或挡墙护岸）的基本功能，有效地固坡和护坡：

②生物性：基本不影响土的原生动植物，不扰动原有的生、动物的栖息环境，完工后被

2

本土的生、动物接受；

③景观性：完工后与周围的景观环境相协调。

1.2与传统护坡的联系和区别

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，乂有别于传统护坡，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1.5〜2.0氏（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用2K，设计时要了解当地材料的粒径情况；

3

1.3.2护坡形式的选择选择

一般来说，当自然边坡至1：1.5时。护坡形式选用绿滨型，当自然边坡1：L5〜1：1

时。护坡形式选用固滨笼，当自然边坡工1：1时。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）

IMgJUh

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，由于周滨笼的生产是成批

机械化生产,固滨笼网目只有几种规格（80X100,100X120,130X150mm）,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

设计人员对周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名和材料性能报告，一般来较好的自

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）。

4

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eo在地板中心的1/3范围内，最大压应

力。ma<（。0）地基承载力，Omax/Omin粘性土1.5〜2.5,砂性土2.0〜3.0（传统结构挡

墙的要求。（。0），OmaWL2（00））；

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34KNAI,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；

<1.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

功能一

5

1.3.9生态措施

①绿滨垫施工完成后，在其上覆±10〜15cm,栽种植物；（见下图）

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；（见卜.图）

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。

6

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90°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。

30

15

2

双股线作为扎丝

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2()〜25cm处绑扎一道;

7

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）顺层箱边税临时固定，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，确保使用因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

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

26-40mma

8

I

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。

9

\\

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

回填十.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,并将我压到所需高度。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。

10

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

II

3材料的技术说明及产品主要规格

3.1基本要求

3.L1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较状、六边形网目的网片•，D-指较

合中心线的轴线距离，H・网目对角间的距离，h・校制长度,皎制长度一般不小于50mm0(见

五校示意图)。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-L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.L3-1固滨笼和绿滨垫的网孔、钢丝规格

网1-1钢丝直径

类型网丝直径边丝直径扎丝直径较合长度

D(mm)

(DXH)(mm)(mm)(mm)(mm)

80X10080

绿滨垫2.2/3.22.7/3.72.2/3.2250

(mm)(-4%〜+16%)

100X120100

2.7/3.73.4/4.42.2/3.2255

(mm)(-4%〜+16%)

周滨笼

130X150130

2.7/3.73.4/4.42.2/3.2260

(nun)(-4%〜+16%)

12

注：校制长度是保证钢丝校合时不被过度拉伸，金属防腐层和高分子高密度PVC防腐层不被过度挤压

造成破损的重要保证，因此较制长度必须250mm,否则

为不合格产品。D的允许公差-4%〜+16%。

表3.1.3-2钢丝最小镀层量和直径公差表

公X-镀层重量

钢丝直径(mm)

(mm)(g/m2)钢丝校台处放大图

*闻1*计较令如中uu闾的史

M.用量依储惟楠脆配

2.2±0.06230五校示意图

2.7±0.08245

3.4±0.1265

表3・1.3・3固滨笼和绿滨垫尺寸的公差表

长度(L)宽度：W)高度(H)

(mm)(mm)(mm)

±4%±3%±2%

3.2钢丝盐雾试验

3.2.1我公司通过IS09001和IS014000体系认证，在在近三年中通过原材型式试验，能出示

三年内权威检测机构(取得CMA认证和CNAS认证)的以下检测报告正本，提供该报告复

印件。

3.2.2镀锌钢丝

①《镀锌钢丝盐雾3C00h检验报告》

镀锌钢丝经3000小时盐雾试验检验,其质量变化率不大于2%,腐蚀率不得大于105g/m2；

②《镀锌钢丝组成的两片盐雾3000h检验报告》

镀锌钢丝组成的网片经3000小时盐雾试验检验,其质后变化率不大干2%。

3.2.3镀锌钢丝包PVC

①《镀锌钢丝包PVC盐雾3000h检验报告》

镀锌钢丝包PVC经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于1%,腐蚀率不得大

于20g/m2；

②《镀锌钢丝包PVC组成的网片盐雾300()h检验报告》

镀锌钢丝包PVC组成的网片经3000小时盐碧试验检脸，共质显变化率不大于1%；

13

③《镀锌钢丝包PVC平端深度检验报告》

经2000小时盐雾试验，平端深度即钢丝腐蚀的渗透深度小于15mm。

3.2.4镀锌-5%铝■稀土钢丝

①《镀锌-5%铝-稀土钢丝盐雾3000h检验报告》

镀锌-5%铝-稀土钢丝经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于1.9%,腐蚀率不

得大于100g/m2；

②《镀锌-5/铝-稀土钢丝组成的网片盐雾3000h检验报告》

镀锌-5%铝-稀土钢丝组成的网片经300()小时盐雾试验检验,其质量变化率不大于0.8机

3.2.5镀锌-5%铝-稀土钢丝包PVC

①《镀锌-5%铝-稀土钢丝包PVC盐雾3(X)0h检验报告》

镀锌-5%铝-稀土钢丝包PVC经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于1%,腐

饨率不得人•干20g/m2：

②《镀锌-5%铝-稀土钢丝包PVC组成的网片盐雾3000h检验报告》

镀锌-5%铝-稀土钢丝包PVC组成的网片经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大

于1%;

③《镀锌-5%铝-稀土钢丝包PVC平端深度检验报告》

经2000小时盐雾试验，平端深度即钢丝腐蚀的渗透深度小于15mm。

3.2.6镀锌-10%铝-稀土钢效

①《镀锌70%铝-稀土钢丝盐雾3000h检验报告》

镀锌-10%铝-稀土钢丝经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于1.5%,腐蚀率

不得大于50g/m2；

②《镀锌-10%铝-稀土钢丝组成的网片盐雾3000h桧验报告》

镀锌-10%铝-稀土钢丝组成的网片经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于

1.2%o

3.2.7镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC

①《镀锌-1()%铝-稀土钢丝包PVC盐雾30(X)h检验报告》

镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于1%,腐

蚀率不得大于20g/m2；

②《镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC组成的网片盐雾3000h检验报告》

镀锌-1U%铝-稀土钢丝包PVC组成的网片经3000小时盐雾试验检验，具质量变化率不

14

大于1%;

③《镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC平端深度检验报告》

经2000小时盐雾试验，平端深度即钢丝腐蚀的渗透深度小于15mm。

3.3钢丝的外包高分子高密度PVC材料

3.3.1《PVC材料检验报告》

PVC基片初始性能:比重1.3〜I.35g/cm3,拉伸强度220.6Mpa,拉伸模量218.6Mpa,

邵氏硬度D50〜60,耐磨性：质量磨损率＜12%;

3.3.2《PVC材料盐雾3000h检验报告》

PVC材料经盐雾3000h后，比重变化率不大于6%,拉伸强度变化率不大于25%;

3.3.3《PVC材料抗UV耐光3000h检验报告》

PVC材料经耐光30（）（）h后，比重变化率不大于6%,拉伸强度变化率不大于25%.

3.4使用环境及寿命

国外研究及应用表明，镀锌钢丝生态格网使用寿命约40年，镀铝锌钢丝使用寿命约60年，

包覆PVC后使用寿命可达120年。一般来说，在中性条件下可以使用镀锌钢丝或镀铝锌钢

丝，而在以下情况下则应使用包密PVC的镀锌钢丝或镀铝锌钢丝：1）存在冲积物磨损的河

流；2）海洋条件或盐雾区域；3）工业废料；4）矿业工程；5）废水；6）污水（PH＜7或＞12）；

7）土壤高酸性或高碱性区域。

3.5常用规格

表3・5・1金利达固滨笼标准规格尺寸表

规格（m）网的用量（即

网孔（mm）隔片数展开面积）体积（n?）

长(±4%)宽(±3%)高(±2%)

（m2）

210.4517.150.90

100x120

1.510.4505.250.68

(-4%〜+16%)

21().5517.851.1()

1.510.5505.750.83

211111.002.00

1.51108.001.50

20.950.4516.880.86

1.50.950.4505.060.64

130x1502095095110.311.81

(-4%〜+16%)1.50.950.9507.51135

20.951.05110.992.00

1.50.95L0508.001.50

表3.5・2金利达绿滨垫标准规格尺寸表

规格(m)网的用量(即

网孔(mm)隔片数展开面积)体积(m3)

长(±4%)宽(+3%)高(±2%)

(m2)

320.2214.81.2

420.2319.61.6

520.2424.42

620.2529.22.4

320.3216.21.8

420.3321.42.4

520.3426.63

80x100620.3531.83.6

(-4%〜+16%)320.38217.322.28

420.38322.843.04

520.38428.363.8

620.38533.884.56

320.45218.32.7

420.45324.13.6

520.45429.94.5

620.45535.75.4

16

注：

1、钢丝要求：表中固滨笼所用网丝直径为2.7mm,包覆PVC后直径为3.7mm；边丝直径

3.4mm,包覆PVC后直径为4.4mm；绿滨垫所用网丝直径为2.2mm,包覆PVC后直径为

3.2mm；边丝直径2.7mm,包覆PVC后直径为3.7mm；扎丝直径为2.2mm,包覆PVC后直

径为3.2mm。

2、箱体高度W0.45m,网孔为80*10()mm,网丝2.2mm,边丝2.7mm的统称为绿滨垫。箱

体高度2O45m,网孔为100*120mm或者130x150mm,网丝27mm,边丝3.4mm的统称为

固滨笼。

17

4设计计算实例

4.1固滨笼挡墙的设计

IWxlOOOgQ

1500*1。。。因溪鬟

4.4.1计算的参数取值

选取3米高的典型断面来计算挡墙的稳定性。具体参数取值如下：

①挡墙高度3,顶宽1.0m,底宽2m,墙底逆坡脚0,墙背与竖直夹角0,填土表面与

水平面的夹角13°,延伸至0.45米高处，又变为水平。墙前河底高出基底约1m。

②网箱回填石料的单位体枳重25KN/m,孔隙率30%。墙体容重为17.5KN/m,在迎水

面的墙体浮容重取为13.5KN/m。

③挡墙墙后填土参数：天然容重18.5kN/m3,浮容重l2KN/m3,c=0小=30度，墙背与

墙厚填上摩擦角采用10度。

④最高洪水位在堤顶下0.2米，故墙前水深2.8,墙后水深2.8。

⑤挡墙基底面与土质地基之间的摩擦系数取0.4.

18

4.4.2土压力计算

参考《水工挡土墙设计规范》(SL379-2007)附录A中A.0.6条计算，挡土墙后填土为

斜坡面与水平面组合。

主动土压力系数：Ka=-----------------广“夕Y)——----

c^acos(2)1+但近国运

Ncos(a+5)cos(a-仍

填土面倾角为4二13,时，K〃=0.367；0=0°时，£=0.310。

最终求得土压力：E,=3039kN/m

土压力作用点：4=1.08〃？

4.4.3挡墙稳定验算

卜.图为固滨笼挡土墙受力简图。

完建期生态格网挡墙荷载计算表

项目垂直力(kN)水平力(kN)力臂(m)力矩(kN・m)

自重78.751.1994.06

土重0.000.000.00

墙后土压力-30.391.08-32.69

墙前土压力2.860.330.95

合计78.75-27.5362.32

19

设计洪水位生态格网挡墙荷载计算表

项目垂直力(kN)水平力(kN)力臂(m)力矩(kN・m)

自重64.751.2178.56

墙前水重13.000.334.33

墙前水平水压力39.200.9336.59

增后水平水压力-39.200.93-36.59

墙后土压力-19.711.08-21.21

墙前土压力1.860.330.62

合计77.75-17.8661.69

①抗倾稳定性验算

由于生态格网结构具有透水性，pw=p;.,无需考虑墙前后同水位水压力作用。

按绕墙趾转动校核，抗倾安全系数:

Gx。+EaVxB+EpXc

%

式dE“一墙后主动土压力(kN/m)；4、,为土压力的竖向分力，计算式不考虑竖向力

的左右，这样偏安全。

G为墙体重力(kN/m),若挡土墙有墙踵，则应计入其上的填土重量。

②抗滑稳定性验算

通过将回填土产生的推力与基础产生的摩擦力及堵前的被动土压力E〃比较，校核

挡墙的抗滑能力，不考虑基底粘聚力的有利影响。抗滑安全系数

(G+"纥)火4

E=---------------------------

%

式中外一为基础摩擦角(。)

③基底压应力验算

进行基础稳定性验算时先确定基底合力的偏心距(，根据判断基底的应力情况，

计算荷载作用下挡土墙墙趾和墙踵下土的应力，一般要求.在底板中间的1/3范围

20

内，即与.一…^<33

G+Eav

满足上式时基础底面的最大、最小应力为

基底最大应力不应超过基底允许承载力〔外〕。

生态格网挡墙的稳定计算成果表(按照土反地基上的三级挡土墙取值)

抗倾覆安全系数地基应力［kPa)抗滑稳定安全系数

工况k()[K0]PmaxPminKc[Kc]

完建期2.911.4064.0114.741.141.10

设计洪水位期2.081.5062.0415.711.741.25

④本次实例暂不考虑地震的影响力，一般稳定分析时可能还需考虑地震主动动土压力，地震

主动动土压力的计…算参照《辞水工建筑物抗"震设计规”范》(SL203-97),代表值按下式计算。

__________cos?(--4,一%)

C"2

cos®,cos1//[cos©+入+0c)(1+Vz)~

sin(5+0)*in(0-f)

z=e

COS©+〃1+6,.)COSM

0e=tg-'皿

CD尸

g」朝

式中:

£——地震主动动土压力代表值(kN/m)；

Q---填土表面均布荷载(kN/m?)；

内一一挡土墙面与垂直面夹角(°);

y/2—土表面和水平面夹角(°)；

H——土的高度(m)；

0c——地震系数角；

y----土的重度标准值(kN/m!)；

21

（p——土的内摩擦角（°）:

4——计算系数，采用拟静力法计算地震作用效应，固滨笼结构取0.25；

a--水平向设计地震加速度代表值，按下表取值；

4竖向设计地震加速度代表值，取2/3%。

水平向设计地震加速度代表值品

设计烈度789

ah0.1g0.2g0.4g

22

4.2绿滨垫护坡的设计

4.2.1构造形式

绿滨垫可用于堤岸防护，或者对整个河床及河岸进行防护。用于堤岸防护的绿滨垫护坡

由两部分组成一一护脚和护面。设计时应重点考虑坡脚及滤层。

为额外增加护坡侧缘的强度，绿滨垫的上游及下游边界应加厚。护坡安装完成后，可以

在边界单元上方覆盖一层薄的表层土以便种植。

4.2.2基础准备及滤层设置

河岸应平整成均匀的坡度。平整后的平面，无论是岸坡还是设置绿滨垫的坡脚，与设计

平面偏差不能超过15cm。所有突出在平整后表面的钝形及尖锐物体（例如岩石、树根）都

应移除。

虽然人工摆放的小尺寸石料能起到天然滤层的作用，仍宜铺设一层合成纤维织成的土工

布，也可以铺设一层10〜15cm厚的砾石层作为滤层，滤层在粉土河岸及绿滨垫护坡之间，

以便进一步阻止细粒料的流失。

4.2.3填石尺寸

填石尺寸的设计准则是绿滨垫中的填石不致出现移位，因为填石移位引起的绿滨垫变

形，会造成水流阻力改变及钢丝破坏。该法适用于厚度为150〜500mm的绿滨垫，水流不

是急流，河流坡度小于2%的场合。

绿滨垫中填石的平均粒径Qm按下式计算，用于河道转弯处外侧的绿滨垫填石Om应乘

以系数1.2。

成水流阻力改变及钢丝破坏。绿滨垫中填石的平均苞径〃按式4.2.3T计算，用于河

道转弯处外侧的绿滨垫填石〃，应乘以系数1.2。

Dm=S,CsCyd

(4.2.3-1)

式中:

23

以——绿滨垫填石的中值粒径，50%的填石粒径超过该值；

S(----安全系数(推荐最小1.1)；

6s——绿滨垫中填石的稳定系数，大多数情况为0.1(适用于填石有棱角，最大及最小

填石尺寸比在1.尺2.0之间);

Q一一流速分布系数，1.283-0.21og(物冷(最小1.0),在堤和混凝土渠道的端部为

1.25；

d一一流速V处局部水深(m)；

3

/H.----水的容重(kN/m)；

八一一填石的容重(kN/m»

V--一断面平均流速(m/s),通常取水面以下0.6倍水深处流速，或者取0.2倍、0.8倍

水深处流速平均值；

g----重力加速度(9.81m/s2)；

K\——边坡修正因子,坡度1:1取0.46,1:1.5取0.71,1:2取0.88,1:3取0.98,

1:4以上取1.0；

R---水力半径；

那--水面宽度。

该法适用于厚度为lEOmm〜500mm的绿滨垫，水流非急流，河流坡度小于2%的情况。绿

滨垫内最大填石的直径不能超过最小填石直径的2倍，同时最小填石直径应大于网目，以免

填石穿过网目而流失。

通常情况下，填石粒径确定后，按下式确定绿滨垫厚度

t>2.0Dm(4.2.3-2)

上式t为绿滨垫的最小厚度，实际使用中应选用厚度不小于t的标准规格绿滨垫。

424考虑波浪作用时，绿滨垫厚度设计

考虑波浪作用时，绿浜垫厚度设计按下式确定：

当tanaNl/3时，(4.2.4-1)

24

当…3时,却29党

(4.2.4-2)

上式中：

〃一波浪设计高度（m）；a—河岸倾角（°）;

n一绿滨垫填石空隙率（船；

△用一水下材料的相对单位事度，Am=2二工；

小

4一填石重度（kN/n?）;《一水的重度（kN/m3）

大多数情况下，（1一〃）△〃2kl.O,式4.2.4-1和式4.2.4-2可简化为:

当tana21/3时，&Ntana（4.2.4-3）

ill2

当tanaVl/3时，（之”」&巾々）（4.2.4-4）

4

4.2.5计算结果

最终确定绿滨垫厚度取4.2.3条与4.2.4条计算后较大值。

按4.2.3条计算得出以下数据•：

V(m/s)22.533.54

Dm(m)0.040.070.100.140.19

t(m)0.080.140.200.270.38

按4.2.4,波浪爬高取0.5米，因此考虑波浪作用时，绿滨垫厚度最小0.16米。

结论：（结合实际生产中常用的尺寸）

流速（m/s）22.533.54

绿滨垫厚度（m）0.20.20.20.30.4

填石尺寸（mm）75-10075-10075-125100-200120-250

Dm(mm)8585100140190

25

4.3、加筋固滨笼的设计

4.3.1计算的参数取值

选取某公路边挡墙作为典型断面进行计算，具体参数取值如卜.：

①高度”=4.0〃z,加筋固滨笼的规格为5X2Xlmo墙底逆坡脚°=°0,填土表面

与水平面的夹角夕=0°。路面的荷载9=2OKN/7〃(墙上的荷载20KN/m为此计算案例

近似取值，其他的工程需根据公路的等级和荷载要求来取)。

②生态格网固滨笼内填石料的重度九=25AN//，孔隙率〃二0・3。

③生态格网固滨笼挡墙墙后填土参数：填土内摩擦角9=25°,填土干容重

=18kN卜廿,墙背与填土之间的摩擦角5=g夕=10°。

④设地基为砂性土地基，挡墙基底面与土质地基之间的摩擦系数取/=0.4。

43.2加筋生态格网结构整体稳定计算

方法可参考重力式固滨笼挡墙的计算方法。计算出受力的情况列表如下:

项目垂直力(kN)水平力(kN)力臂(m)力矩(kN,m)

自重350.003.251137.50

土压力-83.721.57-131.56

合计350.()0-83.721005.94

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整体稳定性分析结果如下:

抗倾覆安全系数地基应力(kPa)