预制生态护岸解析课件.ppt

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1、预制生态构件相关问题解析,建华建材集团研发中心金忠良,一.预制生态构件种类及型号二.设计计算相关问题解析三.预制生态构件选型,一、预制生态构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,1.基础做法：基础分两层，下层的毛石混凝土基础高度正常情况不小于500 mm。上次打C20厚度100mm的混凝土垫层。2. 返滤防治：铺设土工布，土工布允许水渗出来，减少铺面系统上的扬压力、防止发生地基土的管涌现象，同时还可以防止护坡内的土壤流失，保证了植物生长的需求。3.连接：用防腐螺栓连接产品，在一侧使用橡胶垫，其螺帽不宜拧的太紧。4.回填：在

2、汛期水位以上宜填充施工现场挖掘出来的泥土，在汛期水位以下填充碎石，以防止水流来回冲刷，造成水土流失。5.定位：根据不同的坡度要求在产品上面设置连接销控，安装既迅速又准确。6.转角：产品柔性连接，可以实现转弯。,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,构件种类及型号,堆砌重力式挡墙,阶梯式护坡结构,加筋土挡墙,构件种类及型号,构件种类及型号,（1）施工速度快。采用预制空箱结构，工厂预制现场拼装。（2）低碳环保，造价低廉。空腔内部分可回填土、石块、建筑垃圾等，节省工程造价。（3）上部箱体可回填土，可种植绿色植被。（4）基槽开挖

3、时间短，墙背放坡坡比可减小，围堰使用时间短，抽水时间短。（5）立面效果美观。可根据要求定制相应立面图案。（6）维修方便。可通过更换单元构件实现挡墙维修。,构件种类及型号,二、设计计算相关问题解析,整体稳定计算,整体计算一般按瑞典圆弧滑动法进行计算，安全系数应满足下表：,对于所有的生态挡墙，均因满足整体稳定性要求，其计算结果一般与采用何种构件关系不大，主要影响为滑弧范围以内的土层状况，地下水位状况有关。如不满足则需采取土体加固或地基处理等措施。,整体稳定计算,GEO5软件,整体稳定计算,处理方式一：墙背土体采用干掺水泥进行换填。,此区域原采用素土回填，整体稳定性不满足要求,采用干掺水泥和原来素土

4、混合后，其土层强度可明显提升,整体稳定计算,处理方式一：墙背土体采用进行换填。,原墙背回填土为翻晒土，综合内摩擦角取30，通过掺入水泥压实后，其回填土参数提高，内摩擦角为30，粘聚力为8KPa，最终计算整体稳定安全系数可满足要求。,整体稳定计算,处理方式二：基底才用搅拌桩加固处理。,采用搅拌桩或高压旋喷桩进行基底加固处理，提高土层强度,搅拌桩或高压旋喷桩布置和再用正方形、三角形或格栅布置，土层抗剪强度提高应根据置换率来进行计算或采用试验进行确定，对于淤泥等土层，则建议掺砂搅拌，可有效提高安全系数。,整体稳定计算,处理方式二：基底才用搅拌桩加固处理。,原墙基底土层为淤泥质土，粘聚力为14KPa，

5、内摩擦角为6，采用搅拌桩加固后，内摩擦角为15，粘聚力为25KPa，最终计算整体稳定安全系数可满足要求。,整体稳定计算,处理方式三：采用刚性桩地基处理或桩基础。,采用刚性桩或PRC进行基底处理后，重新搜索滑弧，滑弧一般会穿过桩底，整个圆弧滑动面会扩大，安全系数也会逐渐增加。如果圆弧还是切桩而过，则应考虑刚性桩的抗滑作用影响。,采刚性桩做地基处理，增加抗滑稳定性,整体稳定计算,处理方式三：采用刚性桩地基处理或桩基础。,原墙基底土层为淤泥质土，粘聚力为14KPa，内摩擦角为6，设置三排直径为400的劲性体，圆弧滑动面变大，且切桩而过，最终计算整体稳定安全系数可满足要求。,整体稳定计算,处理方式三：

6、采用刚性桩地基处理或桩基础。,当破坏模式为滑弧切桩破坏，则需考虑桩本身的抗滑作用，一般在搜索滑动面的时候，桩身受力按现行分布来考虑。求出单根桩受力后，再采用m法对单桩进行分析计算，求得桩的位移及内力。,抗滑移稳定性计算,抗滑移稳定性安全系数应满足下表：,与传统当土墙一样，生态框的基底需验算抗滑移稳定性，两者不同的地方为生态框挡墙则需验算每层之间的抗滑移系数，混凝土与混凝土之间的摩擦系数可按0.5考虑（参考）。,抗滑移稳定性计算,预制构件的重度需要根据回填的材料及框体本身重量计算综合重度参与计算。框体与框体应按实际接触面积计算抗滑稳定。,抗滑移稳定性计算,处理方式一：墙背土体采用粗颗粒土或进行换

7、填。,墙背土体采用粗颗粒土或进行换填后会提高土体的综合内摩擦角，降低主动土压力，使得滑动稳定安全系数增加。,水平力下降,抗滑移稳定性计算,处理方式一：墙背土体采用粗颗粒土或进行换填。,挡墙基底摩擦系数为0.3，原填土综合内摩擦角为30，计算抗滑移安全系数为1.08，不满足要求；将回填土提出要求，采用中粗砂进行回填，综合内摩擦角为35，计算抗滑移安全系数为1.4，满足设计要求。,抗滑移稳定性计算,处理方式二：增大基础底板宽度,通过调整基础底板宽度，增大底板与土体的接触面积，增大抗滑阻力，提高稳定性。需要注意的问题：在增大底板宽度的同时，需要验算底板的强度，强度不够，则底板会发生破坏。,底板宽度增

8、加,抗滑移稳定性计算,处理方式二：增大基础底板宽度,挡墙基底摩擦系数为0.3，原底板宽度为1.0m，计算抗滑移安全系数为1.08，不满足要求；将底板宽度设置成宽度为2.2m，计算抗滑移安全系数为1.34，满足设计要求。,抗滑移稳定性计算,处理方式三：设置抗滑凸榫,抗滑凸榫可有效增大抗滑力，但对于施工较为繁琐，同时需要验算凸榫的强度。,设置抗滑凸榫,可参考铁路路基设计手册进行验算。,抗滑移稳定性计算,处理方式四：基底设成斜面,把基底设置成倾斜就是保持墙面高度不变，而使墙踵下降一定高度。与水平基底相比，可以减小滑动力，增大抗滑力，从而增强抗滑稳定性。这时，不仅要作沿基底的抗滑稳定性验算，同时，还要

9、验算地基土沿墙踵平面的抗剪稳定性验算。,设置斜面,抗滑移稳定性计算,处理方式五：铺设碎石垫层,比如原基底土层为粘性土，摩擦系数则可能取0.30.35，设置碎石垫层后，摩擦系数则可提高至0.45，抗滑增加。需要注意的问题：不仅仅验算基础和垫层之间的抗滑，还需要验算基底以下土层之间的抗滑。,设置碎石垫层,抗滑移稳定性计算,处理方式六：设置桩基础,采用桩加承台的形式，全部的水平力由桩来承担抗滑，不考虑承台底面与基底土层之间的抗滑作用。,可按桩基规范计算群桩的水平承载力，还需注意桩顶与承台的连接方式，固接或铰接，计算出来的水平承载力不一样。,抗滑移稳定性计算,处理方式六：设置桩基础,挡墙基底摩擦系数为

10、0.3，原底板宽度为1.0m，计算抗滑移安全系数为1.08，不满足要求；通过设置两排直径为500的桩进行抗滑验算，满足设计要求。,抗滑移稳定性计算,处理方式七：层间抗滑措施,如层间抗滑不满足要求，则可设置抗剪销钉增加抗滑作用，验算方法参考钢结构设计规范。,抗倾覆稳定性计算,抗倾覆稳定性安全系数应满足下表：,同样对于生态框还需要验算层与层之间的抗倾覆稳定性。,可不验算抗倾覆,抗倾覆稳定性计算,针对生态框空底结构，其抗倾覆计算与传统计算有所区别，可参照重力式码头设计与施工规范：,抗倾覆稳定性计算,处理方式一：墙背土体采用粗颗粒土或进行换填,处理方式二：换用更大的箱体,抗倾覆稳定性计算,原设计采用阶

11、梯式生态框，由于回填土性质很差，经计算，抗倾覆无法满足要求，故采用体积更大的箱式护岸结构，截面宽度有1.0m增加到1.5m，计算后抗倾覆可满足要求。,地基承载力计算,挡墙地基承载力应满足以下要求：,地基承载力计算,挡墙地基承载力应满足以下要求：,处理方式一：增加基础埋深（适用于与要求承载力差距不大，且沉降较小的地基）。,通过增加基础埋深，来提高修正后的地基承载力特征值，以满足设计要求。,参考地基基础设计规范,地基承载力计算,处理方式二：采用刚性桩复合地基（适用于土层较差的土层）。,通过刚性桩的置换挤密作用，来提高地基的承载力,地基承载力计算,处理方式三：采用陀螺桩地基处理,地基承载力计算,目前

12、也正在编制陀螺桩的应用技术指南。,处理方式四：增大基础宽度（适用于大小应力比超限）。,底板宽度增加,N=3,N=1.67,地基承载力计算,加筋土挡墙计算,对于全填土特别是高度相对较高的直接采用生态框无法计算通过的边坡，可以采用加筋土挡墙模式进行计算。对于才用生态框的加筋土挡墙一般不超过8m，否则其整体性，地基承载力等均会出现问题。,加筋土挡墙计算,加筋土挡墙计算,加筋土挡墙计算,加筋土挡墙计算,其他构造要求可参照铁路路基支挡规范,三、预制生态构件选型,选型设计,需要考虑的方面： 1.构件的适用范围及稳定性要求； 2.美观度及和景观的协调； 3.生产的难易程度及既有模具的数量； 4.造价因素。,

13、选型设计,案例一：某水利枢纽护坡,根据提供的护坡结构图，下游引航道0+3591+200及1+2002+320桩号范围护坡结构采用雷诺护垫作为护坡结构，具体护坡结构如下：坡面开挖或回填坡比为1:2.5，坡面铺设400g/m2土工布，土工布上设置30cm厚雷诺护垫内填碎石，碎石覆盖5cm腐殖土。,选型设计,案例一：某水利枢纽护坡,原坡面可采用平铺式生态框进行护坡，平铺式生态框尺寸为1.0m*1.0m*0.3m，采用C30混凝土制作而成，内配钢筋骨架。取桩号1+134处横断面进行坡面布置，详见图。,选型设计,案例一：某水利枢纽护坡,选型设计,案例一：某水利枢纽护坡,方案分析：原边坡开挖坡度较缓，为1

14、:2.5，采用其他生态框形式不合适，可采用平铺式护岸构件，通过对比300型与500型造价，500型每平方造价要高于原雷诺护坡，故最终采用300型结构。,选型设计,案例二：某堤防工程,某堤防工程桩号0+1000+150段挡土构筑物为现浇梯形挡墙，墙高3m，顶宽0.4m，底宽2.15m；桩号0+2001+000段也为现浇梯形挡墙，墙高5m，顶宽0.4m，底宽3.15m。断面详见下图。,选型设计,案例二：某堤防工程,对于3m高挡墙，采用双层生态框；5m高挡墙选用两种方案：方案一：采用双层装配式空箱护岸；方案二采用生态框加筋土挡墙。,选型设计,案例二：某堤防工程,选型设计,案例二：某堤防工程,方案分析

15、：最终方案设计院选用了装配式空箱挡墙，主要原因为该项目为堤防工程，对绿化并无特别要求，加筋土生态框其整体性较装配式挡墙稍低，对于重要堤防工程，安全因数为主导方向。,选型设计,案例三：某河道整治工程,某河道整治工程边坡高度为3.0m，主要薄弱处为基底以下含有淤泥层，土层强度差，设计院已准备采用阶梯式生态框作为护岸构件，需我司进行复核计算并调整。断面详见下图。原设计采用6层阶梯式生态框，基底以下采用格栅水泥土搅拌桩加固，即做地基处理又做抗滑处理，墙背每两层生态框才用土工格栅加强，墙趾处采用抛石护脚。,选型设计,案例三：某河道整治工程,通过对断面进行复核计算，设计院此方案基本思路正确，计算结果如下。,无水工况,选型设计,案例三：某河道整治工程,有水工况,选型设计,案例三：某河道整治工程,其他组合形式,形式一：上部生态框+下部空箱式挡墙,其他组合形式,形式二：上部鱼槽式植草式+板桩,其他组合形式,形式三：上部平铺式+板桩,其他组合形式,形式四：外侧阶梯式+内侧桩,其他组合形式,形式四：鱼槽式+植草式+平铺式,