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可用于边坡加固的层状网式钢筋石笼挡墙技术

边坡加固层状网式钢筋石笼挡墙技术简介

层状网式钢筋石笼挡墙是一种广泛应用于边坡加固、河岸防护及道路工程中的生态友好型支挡结构。该技术主要由多层钢筋网片组装成箱型石笼单元，内部填充块石、卵石或其他坚固材料，通过逐层堆叠、错缝搭接形成整体稳定的挡土结构。

综上所述，层状网式钢筋石笼挡墙兼具结构稳定性、施工便捷性与生态环保性，是现代边坡治理中一种高效、经济、可持续的工程技术方案。

外檐维护采用悬挑架施工方案ZHANGLuqngYANG ZhifaZHUJiw angSHANGYanjun InstinuteofGeologyandGeophysicsChineseAcadenyof SciencesBejng 100029

国外将传统的石笼挡墙结构用于防侵蚀或防冲 刷保护等方面已有近一个世纪的历史。鉴于这种挡

墙结构的许多优点，美国及欧洲的有些国家已较普 遍地将之用于困难地带（如山区）中小型边坡的支 护，并已发展了相应的设计手册和专业生产商 在具体设计和施工过程中，有时会根据实际需要在 挡墙底部浇筑混凝土基座来增强挡墙的抗剪和抗翻

尽管现行的石笼挡墙技术有看成本较低、易于 施工、排水通畅等优点，但仍存在着诸多不足。在尽 量保持其原有优点的基础上，作者提出了一种新型 的挡墙结构.即层状网式钢筋石笼挡墙技术。

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普通石笼挡墙结构的施工方法为：现场制作成 简单的呈长方体状的钢筋笼，将其内部装满碎石而 成为普通型钢筋石笼，再将各石笼按成排成层的形 态堆砌在边坡需要加固的位置。图3给出了普通石 笼挡墙的主要结构及其加固边坡的工作原理。 如图3所示，普通石笼的制作可分两步：先用钢 筋（编号3）和钢丝（编号5)按一定规格制成一个呈 长方体状的钢筋笼，再在笼内装满就地取材的碎石 （或砾石）。然后，将各钢筋石笼按需要成排成层地 堆砌为挡墙。为了使石笼与待加固边坡紧密接触 在挡墙与坡面之间填满碎石（或砾石）（编号2）。 尽管普通石笼挡墙的施工具有可就地取材、易于施 工、利于排水等优点，但仍存在以下不足之处。 （1）普通石笼挡墙是由多个钢筋石笼的简单堆 砌或简单连接而成，其完整性主要是靠石笼之间的 摩擦力来维持的。在外力作用下各石笼之间很容易 产生相对滑动、转动等方面的较大位移，情况严重时 可使钢筋石笼解体。也就是说，普通石笼挡墙的整 体强度较低。 （2）由于直接接触到空气和水.普通石笼的钢

15（1）张路青等：可用于边坡加固的层状网式钢筋石笼挡墙技术

图3普通石笼挡墙的结构及加固原理

Fg Stnucture and re nforcem en t prnc ple of conventional gab ion reta in ing w a ll .被加固的边坡；2填于边坡与石笼之间的块石； 3构成石笼框架的钢筋；4笼内的碎石（或砾石）： 5.石笼表面的钢丝：6挡墙的底层

Stnucture and renforcemen tprnc pl of conventional gab ion reta in ing w a ll 被加固的边坡；2填于边坡与石笼之间的块石； 3构成石笼框架的钢筋；4.笼内的碎石（或砾石）： 5.石笼表面的钢丝：6挡墙的底层

筋和钢丝极易被锈蚀。普通石笼挡墙的强度依赖于 钢筋和钢丝制作而成的钢筋笼和内装石块之间的相 互作用。如果钢筋和钢丝一旦锈蚀严重，普通石笼 挡墙则将面临解体的危险。也就是说，锈蚀的不断 发展将大大降低这种挡墙的强度及被加固边坡的稳 定性。 （3）尽管普通石笼挡墙本身的排水性能良好， 但被加固边坡内部的地下水仍处于自渗状态。当边 坡的稳定需要更通畅的排水条件时，普通石笼挡墙 是不能满足设计要求的。 （4）当考虑到被加固边坡是否处于稳定状态及 挡墙本身存在强度和极限变形等问题时，对边坡和 挡墙进行监测是十分必要的。但利用普通石笼挡墙 来实现监测是比较困难的。 （5)从环保角度来看，普通石笼挡墙因清除或 覆盖了坡面上的原有植被而破坏了该段边坡的绿 化。

层状网式钢筋石笼挡墙技术

针对普通石笼挡墙存在的上述不足，作者提出 了一种集整体强度较高、防锈蚀、高效排水、易于绿 化、易于监测等优点的层状网式钢筋石笼挡墙技术

（图4图5)，新型挡墙结构主要包括由钢筋和钢纟 编制而成的钢筋笼、钢筋笼内充填的碎石（或砾 石）连接相邻两层石笼的混凝土层、混凝土层内铺 设的钢筋网、加抹在不同石笼相邻侧面间及挡墙临 空面（即挡墙的外表面）上的砂浆、位于石笼侧面最 下方的将两个相邻右笼连通或通向挡墙外的连通管 （起排水作用）固定在挡墙台阶上可栽种植物的土 槽等多项内容。 从层状网式钢筋石笼挡墙的结构可以看出（图 4）.其加固目的是这样实现的：

图4层状网式钢筋石笼挡墙的结构及加固原理

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（1)通过石笼框架的竖向钢筋、混凝土层、钢筋 网及砂浆将成排成层的钢筋石笼连结成一个整体强 度很高的钢筋石笼挡墙： （2）利用混凝土及砂浆对钢筋和钢丝的包裹来 实现防锈蚀的目的；利用碎石（或砾石）的空隙和连 接各石笼的连通管来实现排水，必要时可与深入边 坡内部的排水孔联合来实现高效排水； （3）借助于固定在挡墙台阶上的土槽栽种植 物，以求达到对挡墙进行绿化的目的； （4）为进行变形监测可在混凝土层内埋设伸长

图5新型钢筋笼的结构示意图

计（伸长计的各测点分别固定在混凝土层内及边坡 内部），也可在混凝土层或砂浆层内埋设传感器对 挡墙承受的荷载或内部的应力、应变等进行监测。 另外，当相邻钢筋石笼之间产生一定的相对变形时 作为脆性材料的砂浆和混凝土层则会发生开裂现 象。对这些开裂现象的定期巡检则可及时发现可能 的异常征兆

新型钢筋石笼（图5)与图3所示的普通石笼在 结构上的差别在于：前者的竖向框架钢筋略长于笼 体本身的高度，且钢筋末端为弯勾状。为增加相邻 两层钢筋石笼的连结强度，竖向钢筋的弯勾部分要 插入石笼上、下两侧的混凝土层内部。除了在相邻 两层钢筋石笼间浇筑混凝土并在其内布设钢筋网 外，还在不同石笼相邻侧面间的空隙内充填砂浆。 尽管这种新型挡墙具有较高的整体强度，但它仍属 于一种柔性结构。理论上，较高强度的挡墙具有 定的柔性将有利于提高边坡的加固效果。石笼层间 的混凝土层不仅防止了钢筋网的锈蚀，也将其上、下 两侧石笼端面上的钢筋和钢丝包裹起来而形成防锈 蚀保护层。另外，由于各石笼侧面的间隙和临空面 （即挡墙台阶状的表面）上都加抹了砂浆，相应的砂 浆保护层使石笼侧面上的钢筋和钢丝不被锈蚀。这 样，通过混凝土及砂浆包裹钢筋和钢丝的方法就解 决了钢筋石笼挡墙的防锈蚀问题。新型钢筋石笼挡 墙的排水通道由石笼中碎石（或砾石）之间的空隙 及连通管组成，必要时还可在边坡内部布置排水孔 并与石笼内部相通。如此通畅的排水条件将有助于 边坡的稳定。为了确保边坡安全，需要进行监测

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这种新型石笼挡墙通过埋设在混凝土层及边坡钻子 内的伸长计进行边坡变形的监测，相应的变形数据 可使用手持式带侧托的百分表来获得。另外，还可 通过埋设在混凝土层或砂浆层内的传感器来获得挡 墙承受的荷载、内部的应力或应变等监测数据。上 述监测数据有用于判断挡墙或边坡的稳定状态。为 了对挡墙进行绿化，在挡墙台阶上用砂浆可固定装 有营养土的土槽，可以栽种植物（例如爬山虎等）。 除雨水滋润外还可借助于集水槽和滴管进行浇灌。 层状网式钢筋石笼挡墙结构具有边坡加固、防 锈蚀、排水、绿化、监测等多种功能。除了具有就地 取材、易于施工、可适性强、成本低廉等优点外，层状 网式钢筋石笼挡墙结构与普通石笼挡墙相比还具有 以下5个主要优点。

321较强的边坡加固功能

与图3所示的普通石笼挡墙相比，层状网式钢 筋石笼挡墙因石笼层间混凝土层及钢筋网的设置、 石笼框架竖向钢筋与混凝土层的连结、石笼侧面间 加抹了砂浆等原因而具有很高的整体强度。另外 对挡墙高宽比和基座的有效设计可以保证挡墙整体 的抗滑能力及抗翻转能力。新型钢筋石笼挡墙的这 些特点决定了它具有较强的边坡加固功能。

322高效的防锈蚀能力

由于所有石笼的钢筋和钢丝都被混凝土或砂浆 保护层包裹起来，致使这种新型钢筋石笼挡墙具有 高效的防锈蚀能力。只有这样，组成挡墙的钢筋和 钢丝才能长期保持其应有的强度，并可满足边坡加 固的基本要求

虽然普通石笼挡墙本身已经具有良好的排水功 能，但在排水条件上毕竟还比不上没有挡墙的原边 坡。当边坡地下水的排放成为影响边坡稳定的关键 因素时，改善相应的排水条件显然是很重要的。针 对这一情况裕辛苑内墙瓷砖镶贴技术交底，在设计新型钢筋石笼挡墙时可根据实 际需要在边坡内打专门的排水孔，其孔口与石笼内 碎石（或砾石）相通。这样，由边坡排水孔、笼内碎 石（或砾石）之间的空隙、连通管等可组成多条排水 通道，可使该挡墙结构具有高效的排水功能。为了 解决深入边坡内部的排水孔因堵塞而失去排水功能 的问题，可考虑采用排水孔纤维束导渗方法及装 置》（专利号ZL001247786)。

324易于实现对挡墙的绿化

为了恢复挡墙施工时破坏了原有的植被，可利

15（1）张路青等：可用于边坡加固的层状网式钢筋石笼挡墙技术

的植物。该挡墙所具有的高效加固功能足以保证土 槽的长期稳定安全技术交底卡（高空作业），利用土槽进行绿化的同时可避免植 物生长对挡墙的不良影响。土槽内植物生长所需的 用水主要为雨水，以及从边坡内部渗出并流经石笼 中的碎石、连通管、集水槽并由滴水管流出的水。

325易于实现对边坡或挡墙的监测

在施工过程中可在边坡内打专门的钻孔，以便 将伸长计埋设在钻孔和石笼层间的混凝土层内。这 样，由获得的变形监测数据可帮助判断边坡或挡墙 的稳定性。当需要时，也可方便地由埋设在混凝土 层内或砂浆层内的传感器获得挡墙所承受的荷载及 其内部的应力、应变等监测数据。