模袋混凝土護坡結構設計

2022-06-27 19:12:03 字數 1441 閱讀 9269

1.模袋形式的選擇

按所用的材質和加工工藝不同可分為機織模袋和簡易模袋。機織模袋主要由錦綸、滌綸和丙綸長絲織物製成,強度高,孔徑均勻,充填時基本不漏水泥,可以製成帶反濾點形式,可以用幫浦充灌砂漿或細礫混凝土。簡易模袋系採用聚丙烯編織物縫製,袋體本身不具備反濾功能,需在坡面上加鋪非織造織物濾層,袋內只充灌砂漿和採取人工自流灌填方式。

堤岸護坡的混凝土模袋選擇應根據工程等級、施工條件、風浪和水流狀況、所能提供的資金和施工裝置以及外觀要求等確定選用機織模袋或簡易模袋。模袋的形式宜選用帶排水點型。

2.厚度確定

模袋混凝土護坡主要承受風浪荷載。在寒冷地區還有冬季冰推力作用。而地處廣東的大部分地區都很少出現結冰,因而模袋混凝土護岸的厚度主要是有滿足抗波浪穩定要求的板厚確定。

按《堤防工程設計規範》按混凝土板整體穩定所需的護面板厚度t計算,計算公式如下:

式中t為混凝土護面板厚度(m);η為係數,取0.075;h為計算波高(m),取h1%;rb為混凝土板的重度(kn/m3);r為水的重度(kn/m3);

l為波長(m);b為沿斜坡方向(垂直於水邊線)的護面長度(m);m為斜坡坡率,m=ctgα,α為斜坡的坡角(度)。

按抗波浪穩定要求計算的模袋混凝土厚度,並且滿足構造要求,混凝土護坡的厚度不宜小於10cm。

3.抗滑穩定性校核

由於模袋混凝土與波面土為兩種不同的材料,它們的物理及力學性質都截然不同,它們的介面的粘聚效能有所降低,因此模袋混凝土與波面土之間的介面為最危險的滑動面。計算公式如下:

kcs=(l3+l2cosα)fcs/sinα

式中 kcs為模袋與堤土間的抗滑穩定安全係數;fcs為模袋與堤土間的摩擦係數;α為堤坡角;l2、l3為長度(m)。

4.排滲核算

機織模袋的每個排水點面積僅4cm2,其排滲能力應滿足下式要求:

qg≥fsq

qg=nakgi

式中:qg為每延公尺寬度模袋排水點的單寬排水量,m3/s;fs為安全係數,可取fs≥1.2;q為每延公尺坡長的單寬出流量,m3/s;n為每延公尺有效排水的排水點個數;a為排水點的面積,m2;kg為排水點的滲透係數,m/s;i為排水點處的作用平均水力比降。

當排水點的排水能力不足時應加設排水孔。排水孔的間距可取3~4m,孔徑可取50mm,孔底應設土工織物濾層。

5.頂部和底腳結構

模袋混凝土護坡的頂部應牢固封頂,以防止水流沖蝕坡土,並增加護坡的穩定。封頂形式可採取平封或錨封。平封延伸長度可取0.

5~1.0m,錨封入土深度不宜小於0.5m。

封頂形式如圖 (a)所示。底腳必須埋入士中,入土深度不應小於沖刷深度以下0.5m,如圖 (b)所示。

護坡與軟體排之間的連線必須平順整齊,緊密牢固,可按圖 (c)所示方式將模袋混凝土伸入軟體排錨固槽內或貼緊軟體排的頂部平台。護坡範圍內上下游兩側與不護坡段之間的接頭必須處理良好。接頭處理可採取順坡開槽,將模袋混凝土埋人槽中的方式。

接頭分界處的坡面必須連線平順。開槽埋入深度上游端不小於0.5m,下游端不小於0.7m。

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