土工模袋護坡的設計和施工

2022-12-19 19:00:03 字數 3768 閱讀 3211

鄒玉光梁永梅

【鎮江市航道管理處鎮江212003】

摘要:土工模袋護坡已廣泛地使用於沿江江堤和沿海海岸的防護,並具有整體性好、施工便捷、勞動強度低、維修費用少等特點。本文較詳細地介紹了土工模袋護坡的設計、施工及質量控制。

關鍵詞:土工模袋護坡設計施工

土工模袋護坡是利用高強綿綸絲機織成的雙層被狀織物袋作為柔性模板,其內壓力充灌混凝土或水泥砂漿,硬化後形成高強度的板塊,已廣泛使用於有掩護海港護岸和河道整治的大面積護坡工程。其主要特點是土工模袋可根據工程地形地貌加工製作,保證混凝土等充填料的形成;適用於水上、水下施工,不需構築圍堰,能在各種現場條件下組織施工,尤其是適用於沿江江堤、沿海海岸的防護;該護坡整體性好,無需大型的機具裝置,施工中不影響通航,施工速度快、勞動強度低;防護面不需常年維修、維修費用少。因此,土工模袋護坡具有較高的推廣價值。

1設計1.1岸坡穩定計算

岸坡穩定性驗算和安全度要求應符合《港口工程技術規範》規定,在驗算時不考慮土工模袋混凝土的影響。

1.2土工模袋護坡厚度的確定

土工模袋護坡厚度的確定,可分別按下列方法計算,取其中最大值。

(1)護浮動所需厚度的計算t≥0.07chω

lω/b×γω/(γe-γω)×(1+m2)/m

式中:c—面板係數,大板塊取1.0,有濾點板塊取1.5;hω、lω—分別為波高和波長,mm;b—垂直水邊線護面長度,m;γω—水的容重,kn/m3;

re—混凝土或砂漿的有效容重,kn/m3;m—邊坡角α的餘切,m=ctgα。(2)護冰推力所需厚度計算

t≥pitikshi(1+mfcs)/1+m2(ksm-fcs)-hiccs1+m2]式中:pi—水平冰推力,kn/m2;ti—冰層厚度,m;

hi—冰層以上護面垂直高度,m;

ccs—護面與坡面的粘結力,kpα;

fcs—護面與坡面的摩擦係數(無資料可取0.5);ks—安全係數,一般取3.0。

1.3模袋護坡抗滑穩定性驗算

假定模袋護坡沿坡面方向滑動(見圖1所示),抗滑穩定安全係數可按下式計算:

圖1ks=w3+w2cosθ×tgφ/w2sinθ=l3+l2cosθ×tgφ/l2sinθ

式中:ks—抗滑穩定安全係數,一般不應小於1.5;

3w3、w2—分別為坡面、坡腳模袋混凝土的重力,kn/m;l3、l2—分別為模袋在坡面、坡腳的長度,m;θ—坡角(°);

φ—模袋混凝土與坡面土介面之間的摩擦角(無試驗資料時可取0.6~0.8)。

1.4土工模袋護坡的排水設計

土工模袋護坡應根據坡面水的出流量來確定濾水點分布的數量;當選用無濾水點土工模袋時,應增設滲水濾管。

1.5土工模袋護坡的構造要求(1)頂部。一般宜採用漿砌塊石保護,對於有地面徑流的坡頂,應設定截水溝或其它防止地表水侵蝕土工模袋下部基土措施。

(2)底部。海岸斜坡護岸,底端應設壓腳稜體或塊體;河岸宜使模袋下端伸過設計沖刷線以下0.5m或拋石保護,以防沖刷。

(3)側翼。應開溝槽,將兩翼模袋埋入溝槽中。

(4)相鄰兩塊土工模袋接縫,應墊設土工布,土工布與土工模袋的搭接長度應不小於50mm。

2施工2.1土工模袋護坡施工前的準備

(1)熟悉設計檔案,編制施工組織設計。

(2)根據設計圖紙,現場地形,設計標準段和異型段土工模袋加工尺寸圖,委託生產廠家加工。(3)布設施工基線、高程控制點。

(4)施工機具、裝置組織、施工便道、管道鋪設等。2.2土工模袋護坡施工流程圖

土工模袋護坡施工前應做好以下準備(見圖2)。圖22.3坡面整修

土工模袋護坡沖灌成型後美觀與否,很大程度上取決於坡面修整的質量。現對天然泥面、拋石坡麵分述如下:

2.3.1天然泥面、坡面

(1)水上坡面修整。在測量放樣的基礎上,首先用機械進行開挖,並保證土坡面留有20cm厚的保護層,切忌超挖回填,然後進行精細放樣。採用人工方式進行坡面修整,必須做到坡比達設計要求,河口線順直,坡面平整,不能有塊石突出或凹坑,不能有樹根及其它尖銳雜物,以免刺破土工模袋,影響沖灌質量。

對部分回填部位應做到分層夯實,以確保回填土幹容量達到設計要求,對於水位變動區的回填,首先採用塊石回填,然後用碎石找平。(2)水下整被。由於水下土方由液壓抓斗挖泥船施工,坡比及超挖等都難以控制。

因此,必須在測量放樣基礎上設立水尺,沿河岸方向每隔10m設定一排樣標,沿河道垂直方向每隔1m設定一排樣標以便挖泥船盡可能以較小的台階將邊坡開挖成設計邊坡。然後由潛水員用高壓水槍將水**階式坡面衝成一致。2.

3.2拋石坡面

(1)坡面表面應用二片石、碎石進行整平,表面平整度:水下部分不宜大於150mm、水上部分不宜大於100mm。

(2)坡面水下部分整坡應由潛水員配合整平、檢查。2.4鋪設土工模袋單元

鋪設單元見圖3。鋪設時應注意:圖3

(1)施工前必須確定沿水流方向為施工方向,然後沿岸線施工方向鋪設土工模袋單元,第一次鋪設至少四個單元,異型單元必須對號入座,施工的程式方向與單元搭接布同向。

(2)坡項距模袋穿管布外側1m左右,沿岸線方向設定鋼管樁一排(間距1~2m),用倒鏈與模袋上端穿管布內鋼管連線,以調節模袋施工沖灌時的動態張力,確保模袋衝灌厚度一致。坡頂模袋要有一定的富餘量,使單元施工結束時上端控制在設計益,富餘量憑經驗而定,一般為3%,並在第一單元施工時修正確定。(3)隨模袋鋪展,及時壓設砂袋或碎石袋,對於受風浪影響較大的坡面,砂袋宜用繩索接成串,對水下部分鋪設,應由潛水員配合進行檢查。

(4)土工模袋鋪設後應及時沖灌混凝土或砂漿。

2.5混凝土及其配合比設計

土工模袋混凝土配合比和原材料,除符合《港口工程混凝土施工規範》規定外,還應符合下列要求:(1)粗骨料的最大粒徑符合表1規定。(2)土工模袋混凝土塌落度不宜小於20cm,同時還應在混凝土

幫浦管道出口處取樣,該值還需在施工充灌時視施工情況作動態調整。

土工模袋混凝土粗骨料允許最大粒徑表1

土工模袋混凝土厚度(m)粗骨料允許最大粒徑(mm)

150~250>250

2040

2.6土工模袋混凝土沖灌

(1)混凝土充灌前首先應用清水沖洗濕潤管道,然後用水泥砂漿潤滑管道。

(2)陸上部分的模袋充灌在衝灌前應灑水濕潤。

(3)混凝土充灌應從已充灌的相鄰塊處開始,沿自下而上、從左向右的次序進行,充灌過程中應及時調整模袋上緣的拉力,確保土工模袋護坡厚度一致。

(4)充灌速度應控制在10~15m3/h範圍內,出口壓力以0.2~0.3mpα為宜,當護坡坡度較緩,混凝土充灌向下流動困難大,應用潛水員配合採用人工踩擠的方式,使混凝土向下流動,達到充灌成型的目的。

(5)土工模袋混凝土充灌將近飽滿時,應暫停5~10min,待模袋中的水分析出後,再衝灌至飽滿。

(6)土工模袋充灌成型後,應及時用水將模袋表面和濾點孔內的灰渣沖洗、清理乾淨,並進行養護。

3土工模袋護坡質量控制3.1土工模袋的檢驗與驗收

(1)廠(供)方應逐批提供出廠合格證明和國家認可的質量檢測試驗單位出具的技術效能鑑定書或試驗報告。

(2)土工模袋進場時,應對其規格尺寸、縫製質量和外觀的缺陷等進行檢查。

(3)主要物理及技術效能應按下列要求抽查複驗:①每批抽樣一塊(但不超過5000m2)。②當設計有要求時,按設計要求抽樣。

3.2土工模袋混凝土的強度檢驗

土工模袋混凝土試件應在充灌口取樣,取出的混凝土應先灌入與模袋相同的織物布袋中(布袋尺寸為150mm、長1500mm),灌入長度1200mm,吊置10~20min,取出裝入標準試模成型。3.3土工模袋護坡施工的檢驗標準

土工模袋護坡施工的允許偏差、檢驗數量和檢驗方法見表2。

表2序號

檢查專案

允許檢驗單元單元偏差及數量測點

1檢驗方法計算

1混凝土充灌率(%)±5%每塊2相鄰塊縫寬(mm)≤30每塊3表面平整度(mm) 100每塊

3用尺量上、中、下三處2

用2m靠尺量

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