CN104846780A - 系混凝土块土工格栅软体排 - Google Patents

Abstract

一种系混凝土块土工格栅软体排，其特征是它主要由底层的反滤土工布（7）、面层的塑料土工格栅（1）和“王”字形混凝土压重块（2）组成，“王”字形混凝土压重块（2）沿横肋方向排列在塑料土工格栅（1）上，通过塑料土工格栅（1）上对应位置处剪断的纵肋（5）系结定位在塑料土工格栅（1）上，或通过系结条（6）固定在塑料土工格栅（1）上。本发明可消除或弱化当前常用软体排结构型式的缺点，缩短了施工准备（如混凝土预制）的周期，避免排体侧向收缩，具有价格低廉、工艺简单、整体性好、施工快速、适用广泛等优点。

Description

系混凝土块土工格栅软体排

技术领域

本发明涉及一种长江沉排护岸工程组合排体，起到抗冲、反滤和稳定作用，是河道整治工程中使用的用于防止河道水下岸坡受冲击损坏的软体排，具体地说是一种系混凝土块土工格栅软体排。

背景技术

长江干流中下游河道长约1800余km，河道岸坡主要由河相沉积的二元结构组成，土层抗冲能力较弱，在水流作用下，岸坡易受冲蚀、变陡，进而崩塌。崩岸对河势稳定和防洪安全造成不利影响，亦不利于长江岸线的开发利用和沿岸城市的社会经济发展，因此岸坡的防护成为河道护岸整治工程的一项重要内容。

护岸工程分为水上护坡和水下护脚两部分，水上护坡型式除了有传统的干砌石、浆砌石、预制块、现浇混凝土板护坡外，还有新型的植生块、联锁块、雷诺石垫护坡等。水下护脚主要有抛石、模袋混凝土、四面六边体透水框架、土工织物枕及软体排等。其中，软体排整体性、柔性较好，能适应河床的起伏和变形，抗冲能力较强，适用范围广泛，是长江护岸工程常用的一种水下防护型式，其具体结构型式有多种，各有优缺点。具体结构型式主要有砂肋软体排、系混凝土块软体排、混凝土铰链排等。

ZL03229837.4提出的砂肋软体排虽然具有造价较低、整体性好、施工方便、防冲刷性能较好的优点，但该实用新型涉及的压袋在水中长期被水冲刷袋口容易松脱，使袋内的沙石流出，压袋与软排脱落，造成软排垫不能紧贴河床，有效保护河床。ZL200420018055.7提出的系混凝土块软体排，结构整体性、柔性较好，能较好地适应河床的变形，排垫与压重块之间通过系结连接，操作较方便。但也有其缺点，由于排体各组成部分的连接特点使得排体受力较为复杂，沉排施工时在混凝土块挂载作用下会产生较大的集中拉剪应力，加大了排体局部撕裂破坏并随之扩大的可能；同时，土工布排垫作为柔性布体材料，沉排施工时在挂载作用下易产生横向皱缩效应，导致排体横向不能充分展开，影响排体之间的搭接效果，甚至出现空挡，进而影响排体护岸的整体性和护岸效果。混凝土铰链排，排体结构护岸整体性、柔性较好，能适应河床的起伏和变形，护岸效果较好。其缺点是预制混凝土板周期较长，施工需要采用专用施工船，施工程序包括混凝土板之间的连接较复杂，运输连接所需人工较多，加之预制板连接用钢筋量较大，造价较高，且块体之间的连接钢筋外露（由于混凝土抗拉强度低，需在块体中布设纵横向受力钢筋，块体之间采用钢筋U型环和螺栓连接），在水位变幅区，容易锈蚀断裂，影响排体整体性。

上述三种典型排体结构型式迥异，各有优缺点。目前能够有效消除或弱化缺点的软体排结构尚未见到报道，本发明利用单向拉伸塑料土工格栅良好的物理力学性能和外形特征，并结合排体结构型式的优点，采用土工格栅横向连接形成的排体替代混凝土板和钢筋环组成的排体作为受力体，格栅肋作为“系结条”或另设系结条连接混凝土压重块，格栅底部系扎铺设反滤土工布，形成系混凝土块土工格栅软体排，有效消除和弱化了三种典型排体结构的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对目前广泛使用的软体排软体垫紧贴性不好、受力钢筋易锈蚀断裂、施工难度较大等缺点，设计一种利用单向拉伸塑料土工格栅良好的物理力学性能和外形特征，结合排体结构型式的优点，采用土工格栅替代钢筋作为受力体的系混凝土块土工格栅软体排。

本发明的技术方案是：

    一种系混凝土块土工格栅软体排，其特征是它主要由底层的反滤土工布7、面层的塑料土工格栅1和“王”字形混凝土压重块2组成，塑料土工格栅1上设有横肋3和纵肋4，所述的“王”字形混凝土压重块2沿横肋方向排列在塑料土工格栅1上，“王”字形混凝土压重块2通过塑料土工格栅1上对应位置处剪断的纵肋5系结定位在塑料土工格栅1上，或通过系结条6固定在塑料土工格栅1上，系结条6从横肋的一边穿过塑料土工格栅1和反滤土工布7后从横肋的另一边再次穿过反滤土工布7和塑料土工格栅1。

   所述的系结位置位于“王”字形混凝土压重块2的相邻的两横之间并最终系结在“王”字形中间的竖柱上。

所述的纵肋系结带的两端通过扎结、胶接或热熔焊接法相连成一体。

所述的塑料土工格栅以高分子聚合物为主要原料，具有单向抗拉强度高、抗老化性能优越的特点。

本发明的有益效果：

（1）价格低廉。土工格栅价格与钢筋连接混凝土块相比，价格较低，一般为10~15元/m²，节省造价，同时具有避免锈蚀断裂的优点。

（2）工艺简单。素混凝土块较钢筋混凝土块制作方便，可在工厂进行标准批量化生产；土工格栅与混凝土块之间的连接方法采用热熔焊法或系结法，与钢筋U型环+螺栓连接法相比操作更加简单方便，消耗人工更少。

（3）整体性好。混凝土块绑扎于土工格栅横肋上，沉排施工过程中，混凝土块通过横肋将自重等荷载传递到周边高强度纵肋上，纵肋主要承受拉力，土工格栅受力机理简明，格栅整体受力较为均匀，减少了由于应力集中过大导致局部破坏的可能。即使局部拉裂破坏，由于纵肋之间基本独立作用，也难以随之扩大；

（4）施工方便。塑料土工格栅横向抗弯刚度较土工布大，受拉纵肋横向连结少，沉排时在纵向挂载作用下，不易产生横向皱缩效应，更大程度上促使排体充分展开。

（5）适用广泛。塑料土工格栅强度高，受力较均匀，整体性好，具备深水、大挂载条件下沉排施工的结构条件。

（6）本发明利用塑料土工格栅的高抗拉强度、优越的抗老化性能物理力学性能和外形特征，并结合排体结构型式的优点。采用土工格栅替代预制（钢筋）混凝土板作为受力体，格栅肋作为“系结条”或另设系结条连接混凝土块，格栅下部系扎同面积土工机织布，形成系混凝土块土工格栅软体排。本发明可消除或弱化当前常用软体排结构型式的缺点，缩短了施工准备（如混凝土预制）的周期，避免排体侧向收缩，具有价格低廉、工艺简单、整体性好、施工快速、适用广泛等优点。

（7）本发明丰富了护岸结构型式，为今后护岸工程提供了一种新的选择。

附图说明

图1是本发明的以格栅纵肋固定混凝土块的土工格栅软体排的平面图。

图2是以格栅纵肋固定混凝土块的土工格栅软体排的剖面图

图3是本发明的系结条固定混凝土块的土工格栅软体排的平面图。

图中：1是土工格栅，2是“王”字型混凝土压重块，3是横肋，4是纵肋，5是剪断的土工格栅纵肋，6是系结条，7是反滤土工布。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1、2所示。

一种系混凝土块土工格栅软体排，它主要由底层的反滤土工布7、面层的塑料土工格栅1和“王”字形混凝土压重块2组成，塑料土工格栅1是以高分子聚合物为主要原料，加入一定的防紫外线、抗老化助剂，经过使原来分布散乱的链形分子重新定向排列形成的高强度单向拉伸的土工材料，抗老化性能较好。塑料土工格栅1上设有横肋3和纵肋4，将“王”字混凝土压重块置于塑料土工格栅横肋3位置，两者中心线对齐，“王”字混凝土压重块2的凹槽对应塑料土工格栅1上的纵肋4的位置；剪断混凝土压重块2凹槽位置的格栅纵肋5，将肋条5弯起包扎“王”字混凝土压重块，弯起的肋条5间可以通过热熔焊法或胶粘法连接，其中热熔焊法应用较普遍，操作方便，焊缝抗拉强度较高。

沉排施工过程中，混凝土块通过横肋将自重等荷载传递到周边高强度纵肋上，纵肋主要承受拉力，土工格栅受力机理简明，格栅整体受力较为均匀，减少了由于应力集中过大导致局部破坏的可能。即使局部拉裂破坏，由于纵肋之间基本独立作用，也难以随之扩大。土工格栅横向抗弯刚度较土工布大，作为长条形网状结构，受拉纵肋横向连结少，沉排时在纵向挂载作用下，相比土工布排垫不易产生横向皱缩效应。且混凝土块横向挂载，相比系混凝土块软体排的纵向挂载，对排体的横向皱缩有一定约束作用，更大程度上促使排体充分展开。

对照图1，系混凝土块土工格栅软体排由单向拉伸塑料土工格栅1、“王”字型混凝土压重块2、反滤土工布7等三部分组成。单向拉伸塑料土工格栅1是以高分子聚合物为主要原料，加入一定的防紫外线、抗老化助剂，经过单向拉伸使原来分布散乱的链形分子重新定向排列形成的高强度土工材料，抗老化性能较好，可耐酸、碱、盐等恶劣环境的腐蚀可以满足各类永久性工程100年以上的使用需求，且性能优，尺寸稳定性好。其纵向拉伸强度根据要达到200kN/m以上。

对照图2，将“王”字型混凝土压重块2置于单向拉伸塑料土工格栅1横肋3位置，两者中心线对齐，“王”字型混凝土压重块2凹槽对应单向拉伸塑料土工格栅1纵肋4位置；剪断“王”字型混凝土压重块2块凹槽位置的格栅纵肋4，将肋条弯起包扎混凝土块，弯起的肋条间可以通过热熔焊法或胶粘法连接，其中热熔焊法应用较普遍，操作方便，焊缝抗拉强度较高。

实施例二。

如图3所示。

本实施例与实施例一的区别在于不将纵肋4进行剪断形成系带纵肋5，而是直接用穿过横肋3两边的系结条6将“王”字形混凝土压重块系结固定在塑料土工格栅1，施工时，可将系结条6从塑料土工格栅横肋3下部穿过，再放置王字混凝土压重块2，系结条6顺王字形混凝土压重块2的凹槽位置进行系结。放置混凝土块之前，系结条6也可绕格栅横肋先绑结一次，防止绕格栅横肋滑动，如图3。相比实施例，本实施例的强度更大。

塑料土工格栅1横向卷幅宽度有限，一般1~4m。沉排施工时，单幅排体宽度一般为20~40m，可根据需要对土工格栅进行横向拼接，拼接可以采用热熔焊接或系结条系结等方式。软体排的设计主要包括结构型式、排幅和结构稳定性校核等。排幅和结构稳定性校核（包括抗漂浮、抗掀起、排体顺坡抗滑、压重计算等）目前已有规范可循。结构型式上，首先要根据“王”字型混凝土压重块2重以及沉排水深、流速等水文条件计算求得土工格栅1强度要求，再在满足强度要求的基础上，选择合适的格栅型号、尺寸，包括横肋3间距，以使纵肋4长度满足包扎“王”字型混凝土压重块2要求。也可以通过调整“王”字型混凝土压重块2尺寸去适应土工格栅1，两者可统筹设计。

    本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种系混凝土块土工格栅软体排，其特征是它主要由底层的反滤土工布（7）、面层的塑料土工格栅（1）和“王”字形混凝土压重块（2）组成，塑料土工格栅（1）上设有横肋（3）和纵肋（4），所述的“王”字形混凝土压重块（2）沿横肋方向排列在塑料土工格栅（1）上，“王”字形混凝土压重块（2）通过塑料土工格栅（1）上对应位置处剪断的纵肋（5）系结定位在塑料土工格栅（1）上，或通过系结条（6）固定在塑料土工格栅（1）上，系结条（6）从横肋的一边穿过塑料土工格栅（1）和反滤土工布（7）后从横肋的另一边再次穿过反滤土工布（7）和塑料土工格栅（1）。

2.根据权利要求1所述的系混凝土块土工格栅软体排，其特征是所述的系结位置位于“王”字形混凝土压重块（2）的相邻的两横之间并最终系结在“王”字形中间的竖柱上。

3.根据权利要求1所述的系混凝土块土工格栅软体排，其特征是所述的纵肋系结带的两端通过扎结、胶接或热熔焊接法相连成一体。

4.根据权利要求1所述的系混凝土块土工格栅软体排，其特征是所述的塑料土工格栅以高分子聚合物为主要原料，具有单向抗拉强度高、抗老化性能优越的特点。