模袋编织布混凝土工程设计(doc 9页).doc

1、编织布模袋混凝土护坡技术已基本成熟， 但国内尚无设计和施工技术规范。 为了更也地推广这项技术， 使之规范化、正规化，在总结已有经验的基础上，制定了本指南，在行业内部供使用单位暂行，为今后正 式规范的制定打好基础。 本指南编制单位：吉林省水利实业公司 本指南起草人： 陈关庆 董建伟 日 期： 2002 年 5 月 目目 录录 1、总则 2、编织布模袋混凝土护坡工程设计 2.1 编织布模袋的类型 2.2 编织布模袋混凝土护坡的反滤层 2.3 护坡模袋混凝土工程的设计内容 2.4 编织布模袋设计 2.4.1 模袋编织布的渗透系数 2.4.2 模袋编织布的强度 2.4.3 模袋编织布的等效孔径 2.4

2、.4 灌填后编织布模袋的纵横向收缩率 2.4.5 编织布模袋的加工生产与定货 2.5 模袋混凝土护坡平均厚度设计 2.5.1 护坡平均厚度的定义 2.5.2 护坡平均厚度的确定 2.6 护坡下滑稳定分析 2.7 边界处理设计 2.8 编织布模袋混凝土的强度和配比设计 2.8.1 混凝土的强度要求 2.8.2 混凝土的配比设计 2.9 编织布模袋砼护坡的配筋设计 2.9.1 设计构造配筋 2.9.2 抗冰推配筋 3、编织布模袋砼护坡的施工程序和要求 附录 I：编织布模袋砼护坡设计计算公式 (一)根据初冬冰推力确定护坡的平均厚度公式 (二)根据波浪要素确定护坡平均厚度 (三)抗冰推配筋计算公式 1

3、总则 1.1 为使水利水电护坡工程采用编织布模袋混凝土工程技术达到技术先进、安全可靠、经济合理、保 证质量，特制定本指南。 1.2 本指南内容包括设计和施工两部分，以设计为主，兼述施工。 1.3 编织布模袋混凝土工程的设计和施工，除满足本指南的要求外，尚应满足水利部其他有关规程及 标准规定。 2编织布模袋混凝土护坡工程设计 2.1 编织布模袋的类型 编织布模袋有两种类型。一种为有排水点型，适用于平均厚度 15 厘米以下的护坡工程。第二种为无 排水点型，适用于平均厚度 16 厘米以上的护坡工程。 2.2 编织布模袋护坡的反滤层 编织布模袋只是一种使混凝土或砂浆按设计形状要求成形的临时模具，耐久性

4、差，接缝多，不能保证 地基长期稳定。因此，必须在下面铺设织物滤层，以防止基土流失。滤层一般采用针刺无纺土工布，单位 重 3004008/m2，对于有激烈波浪冲刷作用的水库或航道工程，一般取 4008/m2 以上的无纺布。 滤层设计中的主要控制指标是布的渗透系数和等效孔径，根据有关织物反滤准则计算确定，建议采用 希顿准则。 2.3 护坡模袋混凝土工程的设计内容 模袋护坡混凝土工程的设计内容包括：模袋规格设计、护坡平均厚度设计、护坡边界处理设计、混凝 土或砂浆配比设计等内容。 2.4 编织布模袋设计 对模袋编织布的强度、渗透系数、等效孔径有专门要求，模袋的尺寸规格要根据护坡混凝土的平均厚 度通过计

5、算和灌填试验确定。 2.4.1 对编织布渗透系数的要求 为了混凝土填后多余水份的及时排出，编织布的渗透系数 K 应满足 K=110-2110-3cm/s 之间。 2.4.2 对编织布的等效孔径要求 为了防止漏水泥浆，要求等效孔径 O9515cm 的编织布模袋护坡灌填料建议采用表 2 细砾混凝土配比。 表表 2 2 H (cm) Dmax (mm) 坍落度(cm) 含气率(%) 水灰比 砂率 水泥 kg/m 3 砂 kg/m3 砾 kg/m3 水 kg/m3 引气减水剂 15 15 232 35 0.65 0.65 382 938 637 249 木钙 3 2.9 编织布模袋混凝土护面的配筋设计

6、 2.9.1 构造配筋 为保证模袋混凝土护面在地基不均匀冻胀、不均衡沉陷及温度收缩等产生的裂缝条件下仍能正常地工 作，建议每列模袋混凝土中配置一根中12 钢筋、并保证施工到位。 2.9.2 抗冰推配筋 当计算抗冻推厚度 、大于工程最小构造厚度时，为降低工程造价，可考虑水下护坡和水上护 坡连成整体参加抗推。 冰下抗滑段的护坡高度 H2 可由附录 I 公式(6)计算，相应的锚固力 F 可按附录 I 公式(7)计算。由 F 值即可按受拉件计算所需钢筋量。如果按12 构造配筋已满足要求，则不必另加钢筋。 3编织布模袋混凝土护坡施工程序和要求 1)按设计要求平整坡面，填坑削坡、填方坡面要压实； 2)放线

7、定位、挖好边界处理沟槽； 3)检查各种材料是否符合技术要求； 4)施工机械：普通砂浆搅拌机、电源、灌料口准备就位； 5)反滤土工布铺设，块与块之间搭接长度按设计要求。沿水流方向上游块压住下游块，沿坡面方向下 块压住上块。块面上的过滤布用 8#铅线制作的门形钉固定在坡面上，钉长 30 厘米，防止人走风刮移位； 6)按设计要求铺设模袋并把焊有架立筋的钢筋插入模袋： 7)按要求搅拌砂浆或细砾混凝土、灌填模袋、控制灌填速度，每小时高度小于 5m。作好模袋灌填排气 工作。保证钢筋就位； 8)作好封口处理； 9)移动搅拌灌填下一片模袋； 10)按要求取试样成型； 11)按设计要求进行顶、脚及侧端边界处理工

8、程施工； 12)养护 7 天； 13)28 天抗压强度试验和现场模袋混凝土无损抗压强度检测。作好资料记载和质量评定。 14)作好施工验收准备。作好灌填最大厚度、平均厚度、抗压、抗冻强度指标统计。 附录 I 编织布模袋混凝土护坡设计计算公式 (一)根据初冬冰推力确定护坡的平均厚度公式 冰推力的作用可以造成护面沿坡面上滑破坏， 也可以将部分护面推入地基， 使护面产生水平剪切破坏， 结构与荷载示意图见图 1。 图 1 结构与荷载示意图 为防止上滑破坏，护面抗滑力应大于水平冰推力沿坡面向上的分力，为安全计算不考虑模袋混凝土抗 拉，以公式表示即有： 为防止第二类破坏，应以下式校该剪切破坏条件。即自重和冰

9、推力的合力应小于地基耐压力；以 h 的 显式表示，就有： 式中地基许可耐压力(KN/m2)； 其他符号同前。 上述计算中，静冰压力 P 和冰层厚度 t 按初冬期(11 月中旬12 月中旬)考虑。此时冰层已经形成， 气温变化激烈，地基土尚未冻结牢固，护坡紧易滑动。冰层厚度小于 40cm。相应冰压力强度按 150KN/m2 取值，一般情况下考虑 C2=0。 (二)根据波浪要素确定护破平均厚度 模袋混凝土护面是一种整体性较好的板式护面。护面下没有排水层，只有织物滤层，其瞬时排水能力 较弱；护面上虽然设有许多排水孔，计算中按没有排水孔的混凝土板考虑。 波浪作用下按强度和稳定两种情况计算所需厚度。波浪对

10、护面的作用力包括波峰撞击护面的正压力和 波谷对护面底面形成的浮托力分别对面板产生的弯曲应力。根据应力的大小即可确定护面的厚度。一般情 况下波浪撞击护面所产生的弯曲应力是不大的，不足以控制面板厚度。而瞬时浮托力所产生的弯曲应力相 对较大，同时可能引起面板浮动。 浮托力产生的危险平衡力系如图 2 所示。 图 2 浮托力产生的危险平衡力系图 图中 H。为设计波高，C 点为波谷最低点，令 q=rHo/2，C 点以上波面上没有水体，只有混凝土自重； 自重产生的法向压力为mhcos。根据平衡关系列出 C 点的力距方程： 设计中考虑混凝土在 C 点不产生拉应力，即 mc=0，于是有 式中 h护面平均厚度(m

11、) Y水容重(kN/m3) m混凝土容重(kN/m3) m坡比系数 Ho设计波高(m) 当 m=2.5、m=2.1，=1 时有：h=0.058H。 为防止面板浮动而必须的平均厚度可采用苏联规范 CH288-64 建议的公式计算： 式中 L波长(m)； B垂直于水面线的护面板边长(m)； m坡比系数，m=cot，m=25； C面板系数，对整体大块混凝土板护面 C=1，考虑有排水点的护面取 C=1.5； m护面板的容重； 水酶容重。 (三)抗冰推配筋计算公式 当 h 大于构造厚度时，可在护面中插入钢筋，让部分冰下护面和冰上护面连成整体，参加抗滑，以便 减小护面厚度。设增加的冰下抗滑高度为 H2，这

12、部分护面的抗滑可以浮容重m-，水下摩擦系数 f2，水 下凝聚系数 C2 表示，这时公式 有： 设 hmin 为构造最小厚度，在已知 hmin 而求冰下抗滑段的高度 H2 时，可用下式： 公式(1)(5)(6)中的符号意义如下： h护面的平均厚度(m) t计算冰盖厚度(m) m护坡的边坡系数 P设计水平冰推力 f1(f2)水上(水下)护面与基土之间的摩擦系数 H1(H2)冰盖下界面以上(以下)参加抗冰推的护坡高度(m) K护坡抗滑安全系数 K=1.21.3 m混凝土容重(kN/m3) 水的容量(kN/m3) C1(C2)织物反滤水上(水下)部分和土壤之间的凝聚系数(KN/m2)。 每延米冰下护坡的附加抗滑力 F 由下式计算确定，根据 F 值可以求出配筋量。 式中 h 为实际平均厚度。