关于加筋网箱在公路路基边坡防护中的应用结构设计问题
——以浏阳至醴陵高速公路路基边坡防护工程为例

1、工程的基本情况

　　浏阳至醴陵高速公路起于平江和浏阳分界点黄泥界，经浏阳市社港镇、龙伏镇、沙市镇和北盛镇至洞阳镇过境浏阳市生物医药园区，于枫浆桥跨长浏高速公路，绕经长沙县黄花镇再至浏阳镇头镇跃龙，跨浏阳河后经普迹镇于春江桥进入醴陵市，经官庄乡、枫林、黄獭嘴镇，于板杉乡与醴潭高速公路相接。拟建路线路线全长101.03km，全线拟按四车道高速公路标准建设，投资估算为66.23亿元。
　　由于路基边坡的垂直高度比较高，达到13米，所以通常的生态网箱无法满足稳定性的要求，故采用加筋网箱比较适宜。加筋网箱是由连续的生态格网网片组成，网片组成加筋片以及湖面的前网片和顶网片（如图1所示）。制作过程中，护面的后网片、端网片和隔片与主单元相连。护面是石料填充的矩形结构，保证结构的强度和排水能力。

　　生态格网在水利工程中应用的比较广泛，但在道路工程中的应用还比较少，主要是因为道路中的工程高度很比较高，稳定性有待进一步研究，然而加筋网箱解决了此类问题，通过在墙后回填土中设置加筋网，使原本只有抗压性能的回填土具有了抗拉性能，犹如在素混凝土中加了钢筋一样，使它的各种性能都显著增强。

2、工程设计

　　根据工程地质情况与填石粒径拟定采用孔径为80×100的高镀锌包覆PVC的网箱，鉴于挡墙从底部往上受力越来越小，挡墙下半部分采用高度为0.5m的网箱（共12个），上半部分采用1m的网箱（共7个），以更好的适应挡墙上的不均匀受力。而且根据加筋长度的改变使稳定性与经济性相统一，即下半部分挡墙采用12m的加筋，上半部分采用9m加筋。具体断面设计图见图2。

　　根据挡墙坡度要求与格网的施工规范，上下层网箱之间错开50cm，以保证相互之间的稳定需求。墙后需铺设土工布以防止水土流失，由于加筋网的存在使得土工布的铺设有一定难度，即需层层铺设。

3、稳定计算

　　由于挡墙高度比较高，所以要进行必要的稳定验算，使其符合一定的设计要求。
　　主要有以下几方面的稳定计算：
(1)土压力计算
　　根据《公路挡土墙设计规范》中主动土压力的公式计算相应条件下的土压力。
(2)抗倾验算
　　根据土压力与墙体自重，以及各自的受力点，算出对墙趾的抗倾覆力矩与倾覆力矩的比值，此数值应满足《公路挡土墙设计规范》中相应土质的抗倾安全系数。
(3)抗滑验算
　　墙体要有足够的垂直力来抵抗作用在墙上的水平力，以使墙体不至于水平力的过大而导致墙体整体滑动。即要求墙体的抗滑系数满足中的要求。
(4)基底应力验算
　　根据基底合力的偏心距来计算基底面的最大与最小应力，其最大应力应满足地基允许承载力，最大应力与最小应力的比值即不均与沉降系数也需满足《水工挡土墙设计规范》。
(5)加筋片强度验算
　　每层筋片均应进行验算。
　　根据国外技术标准与江阴金利达多年积累的经验通过计算筋片承受的水平拉力与加筋片的设计容许抗拉强度进行比较，必须满足强度要求。由于最不利位置是在最底层的加筋层，所以一般只需算最底层的抗拉强度。
(6)筋片抗拔稳定性验算
　　筋片抗拔力取决于填土破裂面以外筋片有效长度与周围土体产生的摩擦力大小， 筋片抗拔稳定安全系数应符合规范要求，最底层与最顶层的加筋层都需进行验算。若不能满足要求，应加长筋片，重新进行计算。
　　因为加筋网箱比一般的网箱多了加筋网，所以除了网箱本身的抗滑、抗倾、基地应力计算外，还需对加筋结构内部进行计算，如上所述的加筋片强度验算与筋片抗拔验算。

4、问题讨论

　　在公路路基中对稳定性的要求比较高，因为一方面它所承受的荷载比较大而且是不断变化的，这就会在路基中产生很大疲劳应力，这对挡墙又提出了更高的要求；另一方面公路建设是关乎国计民生的大事，如果有什么疏忽，后果不堪设想。所以我们对路基挡墙的设计提出了严格的要求，使一切设计与计算都符合设计规范。
　　为了进一步提高挡墙的稳定性，对墙后回填土要有严格控制：结构填土应分层进行，每层厚度0.3m左右，采用压路机等设备进行压实；距离面墙一米范围内，不得用压路机施压，而应采用轻型电动夯实机进行；压实度应满足93%或相对密度Dr>0.80要求，填料的最优含水量应经施工前的试验确定。
　　所有施工工艺都必须按照相应的施工规范进行施工。金利达公司本着严格要求自己、对所有项目一丝不苟的信念为每一位客户服务，安全、经济、生态是我们的原则，其中安全是第一位。