浅析生态格网结构

浅析生态格网结构

宋岳明

常州恒越建设项目管理有限公司

摘要：这种生态格网结构施工方法，将加工好的生态格网网片摆放整齐并将生态格网网片折叠成箱体，在网片与网片搭接处使用扎丝扎牢将箱体固定成型，将相邻的网箱也用扎丝绑牢，然后在箱体内装填石块，将顶部石料砌垒平整后加盖，完成单层生态结构箱体施工；将单层的生态箱体进行堆叠，并上下两层的生态结构箱体用扎丝连接起来，形成固滨笼挡墙；加筋固滨笼生态格网结构，每施工一层固滨笼需在墙后的加筋网片上填土夯实，得到加筋固滨笼生态格网结构单元，再往上重复加筋固滨笼生态格网结构单元的步骤，直至施工完成。该生态格网结构施工具有省工省料、造价低、适用范围广、透水性好、力学性能好、环境亲和性好等优点。

关键词：生态格网；结构；工程

1 生态格网产生背景

随着社会的不断发展，和人民生活水平的提高，人对各种设施不仅要满足功能的需求，而且要满足人们对社会生存环境越来越高的要求，就涉及到水利工程中，常规普通挡墙一般为混凝土、浆砌石，而这些传统挡墙阻断了水体的交换，不利于生态平衡，并对水景观产生了一些不是十分和谐的因素。固滨网生态挡墙的出现克服了这些不利的因素，同时也保证了结构的功能需求，甚至是发挥更好的效益。新型生态格网结构作为一种新技术、新材料、新技术，已成功应用于水利工程和堤防防护工程中。实现了工程结构与生态环境的结合。同时，与传统的刚性结构相比，它具有自身的优点，已成为世界上保护河床、控制滑坡、防治泥石流、防止落石等方面的首选结构形式。

2 生态格网结构在工程中的应用

生态格网结构可分为固滨挡墙、加筋固滨挡墙和绿滨护坡等，相应的结构体为固滨笼、加筋固滨笼和绿滨垫。根据工程不同的需求该生态格网结构可以根据工程的实际进行结构的优化设计，比如根据使用部位的不同可以分为，网垫结构可以作为护坡、河道护底或者防冲结构，箱体结构可以作为挡墙土墙结构；根据土质的不同又可以分为常规的格宾挡墙结构，和加筋固滨挡墙结构。

3 生态格网材料的选用

生态格网是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳重镀锌钢丝、铝锌合金钢丝或包覆聚氯乙烯（PVC）的以上同质钢丝，采用机器编织成双绞或五绞状、六边形网目的网片环保材料。

3.1钢基

作为固滨网箱主要受力结构的是钢丝，钢丝宜为热镀锌低碳钢丝、铝锌混合稀土合金镀层低碳钢丝，以及经高抗腐处理的以上同质钢丝等。钢丝的抗拉强度、延展性与抗腐蚀性应满足要求。合格的钢丝是整个结构体稳固的基础。

3.2金属镀层

作为水利工程中的材料，必须具有较好的耐久性，防腐蚀性，根据工程使用的环境和耐久性的要求不同使用热镀锌工艺制作的高镀锌镀层或稀土合金镀层钢丝。

3.3 PVC镀层

为了增加网箱的耐久性和耐腐蚀性可以对镀层钢丝进行包覆PVC镀层，同时也可以增加网箱跟环境的亲和性。

3.4 网目形式

钢丝通过机器的绞制形成了网片，目前市场上有双绞和五绞等绞制形式之分，根据工程对结构的重要性可以进行经济性选择，从网箱的整体性和力学性能上来说，五绞的整体性和力学性能较双绞的有显著提升。

4 生态格网结构的施工工艺

4.1 箱体装配

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，间隔网与网身应成90º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；然后进行绑扎，间隔网与网身的四处交角各绑扎一道，间隔网与网身交接处每间隔20~25cm处绑扎一道，相邻箱体组的上下四角各绑扎一道，相邻箱体组的上下框线或折线，应每间隔20~25cm绑扎一道， 相邻箱体组的网片结合面则每平米绑扎2处，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，各层箱连接完成后,可用木(铁)杆(长6m以上)顺层箱边缘临时固定,以保证箱体装料后边缘线顺直流畅；

4.2 石料装填

所用石料要求坚硬、有棱角、耐久，确保使用期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，则至少应铺三层石料；当单元高0.5m时，至少应铺二层石料，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26-40mm；需要进行加强钢丝加强的进行加强钢丝的设置，靠外侧部位的网片应设置内部加强钢丝，按以下要求绑扎： 1m高的箱体单元，在1/3和2/3高度处绑扎；0.5m高的单元在1/2高度处绑扎；内连加强钢丝应连接格室的外露面及其对面；

4.3 箱体封盖

箱体封盖施工应符合下列要求：封盖宜在顶部石料砌垒平整的基础上进行；宜先使用封盖夹固定每端相邻结点后，再加以绑扎；封盖与箱体边框相交线，应每间隔20~25cm 绑扎一道；

4.4 墙后回填土

墙后需要铺设土工布的按结构设计要求，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；墙厚回填土施工时，回填土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；

4.5加筋固滨笼

加筋固滨笼的装配及施工步骤：（下图为装配过程图示）从捆件里取出单元并将其放在平坦、坚硬的平面上，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，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，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，填土时多填30cm，并将其压到所需高度。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击实95%的程度，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。

5 对该生态结构的评价及看法

5.1结构特性

（1）相比于单绞或焊接格网，具备防散效果，可防偶然破坏造成结构散落。

（2）将多个网箱或网垫绑扎成均匀结构，整体性好。

（3）柔性结构，适应地基变形能力强，特别适合加固非稳定边坡，以及由于波浪或水流作用，土边坡出现变形。

（4）内部填石有间隙，外露表面形状不规则，消浪性能优异。

（5)石料填充，其部孔隙水压力易消散，无须考虑墙后剩余水压力；可自由排水，不需设排水系统。

5.2耐久特性

（1)受酸性空气、水、土以及盐腐蚀。镀层起防腐作用。国外应用表明，镀锌钢丝使用年限>40年，镀铝锌钢丝>60年。

（2)PVC护膜在编织、运输、施工阶段保护钢丝，使用阶段对化学、生物以及腐蚀性介质有更强的抵抗力。

（3)填料采用坚硬、耐久的石料，长期使用不会出现崩解。

（4)石块间缝隙被土填充，植物根系通过石块间土深深扎入边坡，形成柔性整体护面，出现少量断丝也不会失效。

5.3 生态特性

（1）与周围环境自然结合。填石间的渗透能力使土壤、水、空气和植物自然地相互作用，植物可生长。

（2）使用的主材料为天然石料，亲环境、可回收。

（3）通过设置土工织物滤层，可满足水土保持需要。

参考文献：

[1]《堤防工程设计规范》GB50286-98；

[2]《生态格网结构技术规程》（CECS353：2013）；

[3]（《固滨笼和绿滨垫（金属涂层钢丝或者包覆PVC金属涂层钢丝）标准》）ASTM A 975-97(2003)

[4]（《填充固滨笼、绿滨垫和箱垫的石料分类标准》）ASTM D 6711-01