浅析格宾柔性支挡结构在场地设计中的应用

一、概述

2006年2月交通部《公路、水路交通“十一五”科技发展规划》中，提出了五大重点专项攻关及十大重点研发方向，其中针对“交通资源节约与环保新技术研究”，开展以节约土地、岸线、能源、材料以及资源综合利用和环境保护为重点的关键技术研究，建立循环经济的技术发展模式，促进交通与自然和谐发展，为建设资源节约型、环境友好型交通提供技术支撑。这体现了交通部对环保与节约土地的重视，也说明了环保、节约土地将成为未来公路建设的重要约束。

二、格宾挡墙技术特点

（1） 柔性结构设计

格宾特有的柔性结构设计及高伸张率的低碳钢丝使其具有很强的柔韧性及变形能力，尤其能够适应基础的不均匀沉降。

（2）生态环保性

首先整体结构并没有采用任何污染性材料，结构主材料石材为自然界中寻找，附加的限制性材料钢丝网对于自然也没有任何污染。而由于结构内存在较多的填石孔隙，这样一来可以降低墙后水压力；二来不需要水泥等污染水质和环境的人工材料，对环境不会造成太大的破坏，且自然界易于修复这种工程破坏。

（3）美观性

无论是内部的填石还是后期长出的绿色植被，都能够很好的于周围的自然环境相互融合；插植等人工方式更可以使外观达到人为的设计视觉效果，美化环境。

（4） 耐久性

采用重镀高尔凡方式进行防蚀处理的钢丝具有较强的耐久性能。格宾由具有优良防腐性能的钢丝经过机械编织，组装而成，优良的镀层工艺和编织技术，保证了镀层厚度的均匀性和抗腐蚀性，一般情况下，使用寿命达到50-70年。由于结构的整体性，以及和自然环境融为整体，所以在镀层损失的情况下，不影响结构的稳定性。

（5）自透水性

格宾具有天然的透水性，一来可以迅速降低结构后填土内由于降雨等原因导致的过高地下水位，消散孔隙水压力，维持土体强度，降低发生滑坡的危险；二来无需传统结构的排水设施，节省工序，加快施工效率。三来可以加强水体交换能力，促进植被生长和生态系统的恢复。

（6） 独立性和整体性

格宾单元在工地现场组装成型，相互绑扎成整体，属于典型的柔性防护结构 ，所以既可以适应河床的变形，又可以适应地基的不均匀沉降，体现了其对工程场地的越适应性。

（7）施工便捷，效率高

格宾可按设计意图，工厂化生产制作出半成品，施工现场按施工图进行组装定型。整体工法操作简便、工序少、无需特殊的技术工人、受气候干扰小，整体施工效率颇高且效果易于保证。在有机械进行配合的时候，更加能够加快施工进度。同比此类结构的施工效率很高（是传统结构的施工效率2到3倍），也就是说，可以大大减少施工周期。

（8）经济性

格宾填充所需石头可以采用浆砌石、干砌石等传统结构无法利用的碎石或鹅卵石，石头成本较低，尤其在鹅卵石丰富的河流附近施工更可以大幅度降低造价，相对于混凝土等传统结构具有一定的经济优势。

三、格宾挡墙面墙绿化方案

1、台阶安装土工包：在每一级台阶上，在装填石料时预留出一定的空间，然后用土工布包裹营养土，撒上草籽或者种植灌木之类的植物，建议植物选择适合当地生长而且较为耐旱的物种。

2、插枝：在施工过程中将植物预埋进去，要求根系保留在面墙背后的土中，而且最好根系部分能够保留原来植物生长的土体，将枝叶部分露在面墙之外。

3、墙顶种植垂吊植物：在坡顶预留小块空地，最好采用营养土换填，种上生命力较强的垂吊类植物。

4、墙趾种植灌木或者爬山虎之类的植物：墙趾处有绿化空间的可以根据景观的要求种植灌木、竹子等植物，配合种植爬山虎。

5、网箱内装填石料缝隙填土：可以在格宾面板内侧先铺设一层椰棕垫，在格宾网箱内填充土石混合料，按照体积土 30％，石料 70％，石料粒径等按照格宾装填石料要求执行，然后在表面种植植被，定期进行必要的养护。

四、格宾挡墙抗震性能

通过对格宾挡墙的结构分析和抗震试验，得到如下结论：

1、格宾结构为优良的抗震结构。由于格宾结构均为柔性结构，当遭遇强烈地震时，结构能够发生弹塑性变形，具备较好的抗震能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力，不容易发生倒塌等工程事故，结构具有良好的抗震性能。

2、格宾结构具有优良的构造措施。格宾挡墙的格宾箱本身及格宾箱与网面之间，层与层之间的网面之间均具有牢固的连接，结构具备的可靠抗震构造措施，满足抗震设防的要求。

3、格宾挡土墙具备部分隔震特征。隔震体系具备的四个基本特征：

a、承载特性：隔震体系应具有较大的竖向承载能力，在结构物正常使用状态下或地震时，安全地支承着上部结构的所有重量和使用荷载，并具备较大的竖向承载力安全系数。新型的格宾挡土墙均具备这一特征。

b、隔震特性：隔震体系应具有可变的水平刚度，在微小地震时具备足够的水平刚度不影响使用要求。在中、强地震时其水平刚度较小，上部结构水平滑动，使结构体系变为“柔性”的隔震体系，其结构基本周期大大延长。远离上部结构的自振周期，也远离地面场地的特征周期，从而把地面震动有效地隔开，明显地降低上部结构的地震反应。格宾挡土墙不完全具备这一特征。

c、复位功能：隔震体系具有水平弹性恢复力，使隔震结构体系在地震中具有瞬时自动“复位功能”，地震后上部结构回复至初始状态，满足正常使用要求。格宾挡土墙不完全具备这一特征。

d、阻尼消能特性：隔震体系应具有足够的阻尼，即隔震体系的水平荷载与水平位移关系曲线的包络面积较大，具有较大的消能能力。格宾挡土墙均具备这一特征。

格宾挡墙结构具备以上四个隔震基本特征中的二个，另两个基本特征部分具备，所以格宾结构为部分隔震结构体系。

4、格宾结构能承受地震烈度为八度的地震荷载。试验证明，当施加地震烈度为八度的水平加速度（0.2g×3=0.6g）时，两种结构均没有发生倒塌、滑动、鼓肚等损坏现象，完全能够承受地震烈度为八度的地震荷载。