适应河床局部形态条件的柔性挡土墙

适应河床局部形态条件的柔性挡土墙防止河岸冲刷和土地被水侵蚀的有效方法是采用柔性护岸工程。现在采用最广的是柔性挡土墙—石笼箱，石笼箱装满块石，并一个挨一个地码放。石笼的大重量保证了这类挡土墙的可靠性。应用最广的石笼箱有两种，一种是由钢筋骨架和编制网组成（图1略），一种是无骨架的编制网，编制网为六角形孔眼，石笼内装河卵石或块石（图2略）。编制网孔眼将两条镀锌金属绦拧在一起，金属丝直径2-3毫米。这样就可以保证一些孔眼损坏后编制网的正体性。孔眼尺寸一般为5～15厘米，这与块石尺寸有关。石笼箱最常见的形状是立方体，每面高1米，但也可以作成其他尺寸。俄罗斯卡巴勒季诺—巴勒卡勒共和国护岸工程、索契的护岸工程以及黑海岸边的防护工程都有采用石笼箱的经验。这些工程中采用的双丝编制网都是从意大利进口或者是切列波维兹克金属联合工厂制造。制造石笼采用的金属丝，强度极限为38-50公斤/毫米2。镀锌层密度240-275克/平米。为了防止石笼锈蚀，例如用于海洋护岸工程的石笼，可以在镀逛商店金属丝上涂以聚乙烯氯保护层，厚0.4-0.6毫米。镀锌层密度为260克/平米，运用时间可达35年，镀锌层密度为130克/平米，运用时间达20年。装入石笼中的石料，当其抗冻性能冻融循环次数大于50，密度又大于1700公斤/立米的任何石料都可以采用。石笼中石料间的空隙，逐渐被淤泥冲满，石笼形成了砌体，增加了石笼强度。这种挡土墙的主要缺点，是不能承受弯曲荷载，所以这种挡土墙修建的都不高。萨勒马科汰的石笼挡土墙，在大的弯曲荷载—动水压力作用在挡土墙北面时，挡土墙被破坏了（图3略）。分析护岸工程的调查表明，水流和河床的形态因素是选择护岸工程方案的客观指标。必须考虑的水流主要形成因素有流速、水深、含沙量和洪水期的持续时间。选择护岸工程方案时，应当考虑的河床主要形态因素是泥沙颗粒组成和河床纵坡。在河床水工中重要的指标是弗劳德数，其确定公式为式中，V—平均流速；H—最大流量时的水深；g—重力加速度；α—流速不均匀分布系数，α=1.1。这个指标包含了两个形态因素：流速和水深。河床稳定性的其他重要指标，是罗赫基推荐的河床稳定性系数。这个指标与泥沙颗粒阻力和水流拖泄力的比值有关。泥沙颗粒阻力可挖地取正比于泥沙颗粒重量，即d3（d—颗粒平均粒径，毫米）。而拖泄力是作用在颗粒上的动水压力，即V2d2的乘积。因为在其他相同条件下，V2正比于纵坡I，那么，作用在颗粒上的压力正比于d2I，因此，比值将有下面形式能随弯曲荷载又经济的一些石笼箱挡土墙方案已取得专利权，这类石笼呈抛物面圆柱形，并有砼护面，以及有砼护面和编制网锚固。抛物面圆柱体石笼挡土墙的修建要一步步完成（图5）。首先在地基上放置好下层网，并要形成搭接（图4略）。在网的搭接处将金属丝拧在一起。将网全部放置好后在放置骨架，骨架也呈抛物面圆柱形。地基上的抛物线可按下式描述式中X、Y—地基上抛物线横坐标和竖坐标；B石和h石—石笼的宽和高，B石=（2～4）h石。装满石料石，将骨架取下。在已放置好了的抛物面圆柱形石料的上面，可铺置上一层网，这一层铺设就容易些了，可用金属丝拧在下层网上。每一个抛物面圆柱体每延米长要有6-10个金属丝拧结，金属丝粗4-5毫米，极限抗拉强度可达800-1300公斤。接下来放置第二层石笼，这层石笼也要用金属丝同下层拧牢。第二层石笼铺置后，接着铺置第三层，这样就一步步地完成了石笼挡土墙的修建。这种石笼挡土墙可以较高，而又薄，可以承受弯曲荷载。图5抛物面圆柱体石笼挡土墙夸1鄙-挑挡土墙赖；仇2菠-打双拧结六百角形孔眼弄网壮；卧3峡-许挡土墙背孩水面柄；们4迈-市编制网客；掉5占-获拧牢金属口丝娃；宰6作-识柔性护底辩米范围，唱而装在网绑内石料的妨牢固要最凉大限度地夺靠石料与奖网子侧表励面的摩擦授力。饰为了加强垫挡土墙在百弯曲荷载议作用下的景承载能力扮和防止墙哭体倾倒的炊稳定性，役将挡土墙具的横断面虑常常修建遣成台阶形种，从上层米向下层宽希度减小。宣挡土墙背统水面是支当撑的土体今，这样使改挡土墙的刑重心不会烘移动，并猫增大了防积止墙体倾助倒的弯矩宋。册，河床稳寻定系数坛在裕1-煤5棉，水流中促含沙量小膝和洪水期犬短的条件挑下使用。指混合型挡送土墙，砼括护面在墙基的前部。兰有砼护面轧的石笼挡暮土墙为抛母物面圆柱犹体，砼护劳面在墙的许迎水面。史挡土墙受篇压的一侧雪有浇注砼甚护面。我鹿们知道，清砼受压强渠度大于其坏受拉强度降数十倍，周这样就增盛大了墙的解抗弯曲承恐载能力。喂砼层的厚花度与计算占弯曲力矩抖有关。砼坛护面可有栋效地防止辜泥沙磨损遣墙体。混日合型接土朝墙的另一层面受拉，餐可以用钢承筋骨架加部强。我们葡知道，钢瓶筋在受拉甲时强度极卵限大。工陪作筋的直乱径与计灿算弯曲力蚂矩值有关页。这种挡香土墙可以绳有效地应写用在任何迁水流动能什参数、稳汽定系数恢在疾1-5渐以及在高俭含沙量水碌流和洪水英期常应用锣。有砼护售面的石笼壤挡土墙，狗当采用锚趟固网时，罚墙体还可趴以薄一些绞。费有砼护面培和有锚固槽网的石笼堡挡土墙，党其锚固网养是锚固在著墙体背后滔的土体中日（驻图涂7稠）。有了餐锚固网就帖可以减小跃墙体横断验面，这样嫁也会使接宗土墙更经举济，因为粮墙不能像戚悬臂梁式伸的工作，泡所以计算律弯曲力矩勤减小了。缠柔性挡土割墙的计算斤。包括挡炭土墙冲刷幅计算、挡嗽土墙强度洪计算；确乱定挡土墙知任一断面存上的应力奶和墙基础扫底面应力士、挡土墙努倾覆计算瓜和挡土抗关滑计算。观防止柔性袄挡土墙地骑基被冲刷玩的主要方笑法，是设缓置柔性护塘底。护底既的放置深胶度应低于凑河床底（贤图悠8爆、都9班）。按照森护底的埋怜深，决定极其所需宽喉度。护底蚀应是柔性蛇的我们的衔看法是，院最有前景片的护底应粥量石笼箱亏、加筋毛密石砼和混确合型。现扔在在切列站克河上已伶建成并正杏在运用着君这类护底碰（咳图浅1订0灶）。莫挡土墙作睛用范围的碧水流水力慨学是个复犹杂问题。督还没有一通个概括水牛流同护岸炮建筑物相欺互作用的叶公式，还乖没有揭开矩相互作用注现象的实购质。推荐彼的护岸工拘程计算方户法是基于咐经验公式父。这些公蓬式完全可简以用于设推计。津分析水流轮作用区挡奖土墙的工辩作表明，妖挡土墙的稀损坏，到灾逐渐完全啦被破坏，缸多数是因挺为没有正慢确的选定稀建筑物基坡础的埋置搅深度。在昼实际中有罗这种情况楚，挡土墙纱地上部分胳建造的很那好，但由时于其地下脚部分埋置为深度不够忙，在地基谱附近形成翁冲坑，使木建筑物完疤全损坏。山因此，确库定挡土墙浇作用区冲肺刷坑尺寸谨及减小冲裹坑的方法庭，就是我及们计算的炸主要任务罪之一。肠护岸工程盯的设计和移运用实践桌表明，确祖定挡土墙傅护底宽度钢的方法，印可以采用溜阿勒塔摩惕诺夫建议结的方法，咏该方法是坏基于天然路观测数据凝，可适用星于山前河备流。记根据阿勒熊塔摩诺夫拿的试验，荒在形成环笛流的堤防陕区，假定元流入的流燥量，在流士向开始偏涛向的开始驶断面处流递量偿为编Q守（眼图剧8箱），则这拆部分流批量花Q局0裂。可分成付两部分：挣下部流斥量唉Q渐下要，对河底后有冲刷作也用，爸Q硬下敞=傻β非Q篇0冈（赶4挨）畅上部流民量傲Q百上恭，对挡土浓墙基础没直有冲刷作办用（隶图硬9洗）。翻Q依上刘=Q偏0览(1自-制β愧)础（爆5深）堡系者数蠢β沃与挡土墙旁导致的水烧流偏向长论有关，可粥按下式确研定台β板=0.2双5l庙0.25挽与拦α举角有关的小连续挡土氧墙对环流可条件有不衫同影响汗。致α孙对冲刷坑磨尺寸的影真响可以用岩系样数将K准α桂计入疏，贱K涌α谱可以用试芳验方法确畜定：页堤防地基牢的冲刷坑廉深度，可推按下式确碌定抖H=(h夹0那+AR)映K悦α掏黎（证7科）荒式抱中盲R夺—炒冲坑的水们力学半径朗，可按扒与羡C但值和河床趟土料的允畅许流掌速苗V束有关的图税确定因A贴和照C满—择与比村值席ψ韵=典d馆∶妈D劳有关的系债数毛，规d往和羊D扰—亩水流泥沙游平均直径贼和最大直躺径，或者柏是建筑物工断面处的待河床土料蜻平均直径桑和最大直航径坊；师h挪0姻和破V嘴0龙—酒日常条件担下水流平换均水深和若流速。禾防止挡土延墙地基冲早刷的护底网宽饿f鸽，可按下走面关系式态确定（散图旅9惰）拾式糟中招—椒冲坑面积符；贤h岩p易=AR贝-杯冲坑深漏；饰h幼1名—钩护底埋置敞在平均河杂床底以下慧深。奴在确定作古用在挡土盼墙上的土简压力时，掉认为回填浴土料是理潜想的松散碎体。为了皇挖的计算农，作用在超倾角不大筝的挡墙面薪上的主动共土压力，圆可以取水顾平向。筹为了计算帆挡土墙断涉面，可以弟有两种方弦案：挡土呜墙工作如陶悬臂梁，识并以此计艺算墙的断昌面面积；融另一种是箱挡土墙如姨铰接，对昼这种情况跃，可以取旅作双支梁郊计算。如组有的情况脆，锚固网届的数目多辛于两个，品这种情况奶就属于静回不动系统精。为了得叙到计算简抚图，应建引立弯矩图吊和横向力立图，并计污算最大荷逼载。旧如果由外撇部荷载计沟算的横向常力，没有艇超过砼的讲内力，那务么，在横受向力作用肢下的倾斜裕断面强度报就有保证桌。用下式膊检验形成坚倾斜裂缝穷的条件，普Q(0.筛6*R岂bt饼*b*h颗0亦)升（秀1浓0否）商式浩中则R揪bt胡—舟砼轴向受者拉时的计喂算强度，危当砼等级温为聋B15问时辫，较R篇bt修=0.7递5叮兆巴镇，念b=1.瑞0占米。薪如果满足秧这个条件尤，那么，舅在横向力广的作用下毙就不会产肺生裂缝。恰纵向筋的韵选取和计颗算应按最菊不利的方粗案抵—举钢筋网从刃土体中被刷拉出的情士况进行。鞭在这种情因况下锚固趁网的最大圣拉应力等仗于钢筋网葬摩擦力的躺两倍。彼F=2F允摩擦祸搞（励1只1常）童式苏中帮添F押—鹅钢筋网从云土体中被扑拉出时的桐最大拉应斥力技；狸F臂摩擦愁—倦当钢筋网那从土体中撑被拉出时雁，钢筋网耐骨架同土丧体一个接冲触面的静窄摩擦力类F锐摩擦夏=P*t荡g唱φ符=进γ孕*h*l佩*t慧g并φ哑雪（砌1反2誓）预式凡中哄P失—亏网上面土补体重身；温γ—屿回填土料舰容重丸；浑h姐—队钢筋网上准面土层高暴；喘l患—予钢筋网长惭；封酿φ脾—胃回填土料找内摩擦角坝当计算挡畏土墙温度臣变形时，采必须确定复可能的温届度变形，跨其确定公胖式为庭Δ漠l=l窑*壁α仿*昏Δ纹