土工格室公路應(yīng)用技術(shù)指南（二） http://www.shengtaireli.cn 泰安市科閏新材料有限公司 更新時間：2016-07-06
2.2.1土工格室在生態(tài)護(hù)坡中的應(yīng)用
土工格室生態(tài)護(hù)坡是指在展開并固定在坡面上的土工格室內(nèi)填充改良客土，然后在格室上掛三維植被網(wǎng)，進(jìn)行噴播施工的一種護(hù)坡技術(shù)。利用土工格室為草坪植物生長提供穩(wěn)定、良好的生存環(huán)境。采用土工格室生態(tài)，可使不毛之地的邊坡充分綠化，帶孔的格室還能增加坡面的排水性能。
1. 護(hù)坡型式與適用條件
各地區(qū)均可應(yīng)用，特別是在有養(yǎng)護(hù)用水供應(yīng)條件的干旱、半干旱地區(qū)能發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)勢。
邊坡坡率不陡于1∶0.5的任何穩(wěn)定黃土邊坡。當(dāng)坡率緩于1∶1時，采用平鋪式生態(tài)護(hù)坡型式；當(dāng)坡率陡于1∶1而緩于1∶0.5時，采用疊置式護(hù)坡型式（見圖2-3）。無論采用哪一種護(hù)坡型式，每級坡高不應(yīng)超過10m。
圖2-3 土工格室生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)型式斷面示意圖2. 設(shè)計(jì)計(jì)算方法
這里設(shè)計(jì)計(jì)算方法由平鋪式土工格室生態(tài)護(hù)坡型式推導(dǎo)得來，主要適用于平鋪式土工格室護(hù)坡。
（1）土工格室生態(tài)護(hù)坡的破壞模式
工程實(shí)踐表明，土工格室－種植土坡面防護(hù)體的破壞主要有兩種類型：①格室焊接部位剝離，引發(fā)格室－土體系的漸進(jìn)破壞；②格室防護(hù)體系沿原坡面發(fā)生整體剪切下滑。
①格室焊接部位的剝離破壞
格室由焊接部位的釬釘固定于坡面。若釬釘數(shù)量偏少，或釬釘施工質(zhì)量較差，則提供抗滑阻力的釬釘受力增大，傳遞到格室連接部位的局部應(yīng)力增大，可觀察到該處出現(xiàn)明顯的塑性變形。當(dāng)某個連接部位的局部應(yīng)力超過其焊接點(diǎn)的剝離強(qiáng)度時，局部應(yīng)力的重分布使得相鄰焊接點(diǎn)相繼破壞，導(dǎo)致周圍格室逐一散開，從而喪失對種植土的加固作用，坡面水流作用因而易在局部發(fā)生沖蝕。格室破壞主要受焊點(diǎn)的剝離強(qiáng)度控制。格室破壞引發(fā)的整個格室－土防護(hù)體系的破壞呈漸進(jìn)性發(fā)展特征。
②格室－土體系整體剪切下滑破壞
當(dāng)格室種植土防護(hù)體系的阻滑力不足以抵抗下滑力時，格室沿原坡面發(fā)生整體剪切下滑，致使邊坡腳部第一排格室底部上翹。從而，經(jīng)排水孔滲入的水流將上翹的格式中的種植土掏空。當(dāng)?shù)谝慌鸥袷冶惶涂蘸�，第二排格室開始上翹，并繼續(xù)被水沖掏。依次進(jìn)行，最終使得格室－土體系的坡面防護(hù)作用完全實(shí)效。
上述土工格室生態(tài)護(hù)坡的破壞模式要求設(shè)計(jì)時需計(jì)算格室－土體系的抗滑穩(wěn)定性、釬釘?shù)暮侠聿贾瞄g距、釬釘合理錨固長度。
（2）穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算
對土工格室加固邊坡進(jìn)行力學(xué)設(shè)計(jì)分析時，須將土工格室、格室固定釬釘和格式充填土作為一個整體結(jié)構(gòu)物來考慮。充填種植土的土工格室在坡面上的受力情況見下圖（如圖2-4）。
以單位寬度坡面土工格室為研究對象，則坡面格室下滑力為
F = G sinβ=γtL sinβ
式中 L ——坡長，m；
G ——種植土加土工格室的平均重度，kN/m3；
t ——種植土的深度，與格室深度相同，m；
β——坡角，°
坡面格室的總抗滑力為
坡面土工格室防護(hù)體的安全系數(shù)為
K = R/F （要求K≥1.5）
式中：Ra ——坡腳處土工格室提供的被動阻力或抗滑阻力，kN；
Rs ——格室－土系統(tǒng)在坡面的抗滑力，kN；
Rj ——釬釘傳遞的附加阻力，kN。
其中
式中：c——充填土與基土界面上的粘聚力，kPa；
φ——充填土與基土界面上的內(nèi)摩擦角，°；
kp——被動土壓力系數(shù)。
fj——單位深度格室焊接點(diǎn)的剝離強(qiáng)度，kPa/m；
s——釬釘沿坡面縱向方向布置間距，m；
w——釬釘沿坡面橫向方向布置間距，m。
圖2-4 邊坡坡面格室－土系統(tǒng)受力分析圖（3）釬釘布置間距、錨固長度及抗拔力確定
①釬釘間距
由上文穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式可導(dǎo)出釬釘最大布置間距應(yīng)滿足下式：
式中符號代表含義與上文安全系數(shù)計(jì)算相通。安全系數(shù)取值為K≥1.5。
②釬釘錨固長度
釬釘?shù)牧W(xué)性質(zhì)屬側(cè)向受力。釬釘錨固段最小長度為：
式中符號代表含義與上文安全系數(shù)計(jì)算相同。安全系數(shù)取值為K≥1.5。此外，考慮到釬釘錨固的其他因素，錨固深度深入基土不得小于0.75m。固定釬釘應(yīng)按格室間距的倍數(shù)交錯布置。
釬釘總長為： hs = h+t
③釬釘抗拔力
釬釘?shù)臉O限抗拔力取決于土層對于錨固段砂漿產(chǎn)生的最大摩阻力。則釬釘?shù)臉O限抗拔力為：
T =πDhτ
式中：D——釬釘鉆孔的直徑(m)；
τ ——錨固段周邊砂漿與孔壁的平均抗剪強(qiáng)度(kPa)。
抗剪強(qiáng)度除τ取決于地層特性外，還與施工方法、灌漿質(zhì)量等因素有關(guān)，最好進(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)確定釬釘?shù)臉O限抗拔力。在沒有實(shí)驗(yàn)條件的情況下，對于黃土可取值為60~130kPa。
