软体排

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土工织物垫上绑系或压载混凝土预制块或往土工织物缝合的大型袋体内充填河沙、碎石等用于河床防护的结构,国内工程界统称其为“软体排”。

工程中制作软体排排垫或袋体的材料多为聚丙烯编织型土工织物(土工布),目前也有一些采用长丝机织布复合无纺布的。为增加排体的强度,通常在排垫上设置很多纵向或横向的加筋条,为便于连接压载体,通常在其上布置和固定许多系结条(绳)。

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软体排

分类

土工复合软体排常见类型如下:

①系砼块软体排:主要包括D型和X型两种,其结构主要由排垫和砼压载体两部分组成。

②连锁块软体排:该排采用小型矩形砼块单元作为压载体,砼块单元之间缝隙较小,主要用于施工水位以下流速较大部位的河床防护。其结构由排垫和砼压载体两部分组成。

③沙肋软体排:该排采用在排垫上缝制沙肋筒作为载体,主要用于流速较小部位的河床防护。

④单元排:该排采用小型矩形砼块单元作为压载体,砼块单元之间缝隙较小,采取碎石填缝,具有较好的防老化能力,该排主要用于枯季出露水面的滩地的防护。其结构由排垫和砼压载体两部分组成。

性能

软体排制作后应检测基布的纵横向抗拉强度、单位面积质量、等效孔径、垂直渗透系数以及拼接处的强度等;加筋条的宽度、单位面积质量、抗拉强度以及与基布连接部位的偏差,其他辅助土工织物的单位面积质量、抗拉强度以及与基布连接部位的偏差;排垫的宽度和长度等。

D型系砼块软体排

D型系砼块软体排为水上采用专用沉排船沉放,因此,土工织物的参数一般根据施工时的工况进行计算后选用,一般情况下,当水深小于18m、流速小于1.5m时,可选用250g/m2以下的编织布作为软体排的基布,加筋条一般选择5cm宽的;当水深大于18m、流速大于1.5m时,一般选择280g/m2以上的编织布作为软体排的基布,加筋条一般选择7cm宽的。聚丙烯编织布的渗透系数一般为(1~9.9)×10-1~(1~9.9)×10-3cm/s。

X型系砼块软体排

X型系砼块软体排一般为陆上施工,因此,应选择由防老化性能的聚丙烯编织布作为基布,一般选择250g/m2及以下的编织布作为软体排的基布,加筋条一般选择5cm宽的,当不满足抗掀要求时,一般在边缘进行防冲的加强处理,以降低工程费用。

连锁块软体排

连锁块软体排为水上施工,采用专用沉排船沉放,由于压载块重量更大,因此,基布一般采用机织布,为减小机织布延伸率减小沉排过程的缩排现象,需在机织布上复合一层无纺布,土工织物参数一般根据施工时的工况进行计算后选用。一般情况下当水深小于20m、流速小于1.8m时,可选用550g/m2长丝机织复合布(350g/m2长丝机织布+200g/m2无纺布)的基布,加筋条一般选择5cm宽的。排垫与砼单元之间的连接绳采用14mm丙纶绳。

沙肋软体排

沙肋软体排也采用沉排船沉放,由于压载重量小,因此,基布一般采用机织布,土工织物参数一般根据施工时的工况进行计算后选用。一般选择200g/m2的编织布作为基布,由于连接沙肋的需要,加筋条一般选择7cm宽的,当不满足抗掀要求时,一般在边缘进行防冲的加强处理,以降低工程费用。

单元排

单元排一般为陆上现浇施工,因此,应选择有防老化性能的聚丙烯编织布作为基布,一般选择250g/m2的编织布作为软体排的基布,加筋条一般选择5cm宽的。

制造

D型系砼块软体排

(1)排垫

采用聚丙烯编织布缝制加筋而成,排垫沿排宽度方向每隔50cm设有一根纵向聚丙烯加筋条,由于固定系结条和增加排垫抗拉强度,其长度与排长相同;沿排长度方向两端各预留25cm用于排体之间的纵向连接,为增强沉排过程中排体的强度,在排体的一侧每隔200cm设一根长300cm的横向聚丙烯加筋条;加筋条与排布之间缝制每两根一组的80cm长丝机织系结条,用于系结压载体,组与组之间的距离为30cm,每组内两根系结条间隔20cm。

(2)砼压载块体

该压载体由C20砼块组成,单个砼块平面尺寸为40cm×26cm×10cm(长×宽×厚),其质量为21.93kg,也可以根据防护部位水流流速、水深和风浪情况,增加压载块体的质量。为与排体系结方便,在两侧长边各设有两个深度为6cm,宽度为3cm的凹槽,凹槽中心间距为20cm。

X型系砼块软体排

(1)排垫

采用聚丙烯编织布缝制而成,沿排体宽度方向每50cm设有一根纵向聚丙烯加筋条,用作固定系结条和增加排垫抗拉强度,并在排体一侧预留45cm的横向搭接宽度,沿排体长度方向,两端各预留5cm用于纵向连接,在纵向加筋条之下每隔25cm固定有一组60cm的长丝机织系结条,用作系结压载体。

(2)砼压载块体

该压载体由C20砼块组成,单个砼块平面形状呈现为长方形,其尺寸为45cm×40cm×8cm(长×宽×厚),其质量为33.10kg。在砼块内沿长度方向预埋两根1.2cm×105cm(宽×长)的长丝机织系结条,用于与排垫上的系结条连接。

连锁块软体排

(1)排垫

采用长丝机织布复合无纺布,减小排体沉放过程中的缩排现象。沿排宽度方向每隔50cm设有一根纵向丙纶加筋条,用于固定绑扎环和增加排垫抗拉强度,其长度与排长相同,在边缘加筋条及与砼单元块对接部位的筋条上设绑扎环,环直径为80cm。

(2)砼压载块体

该压载体由C20砼块组成,单个砼块平面形状呈现为正方形,其尺寸为48cm×48cm×12cm(长×宽×厚),其质量为55.93kg,也可以根据防护部位水流流速、水深和风浪情况,增加压载体的质量。每个砼块单元由72个砼块采用丙纶绳串联而成。

沙肋软体排

沙肋软体排排垫为聚丙烯编织布,排垫下沿排体纵横向每隔2cm设置一道加筋条,纵向加筋条上缝制沙肋筒与排垫连为一体,且每隔2cm设一个加筋圈,加筋圈直径为20cm。

单元排

①排垫:采用聚丙烯编织布,沿宽度方向每隔50cm设有一根纵向丙纶加筋条,用于固定绑扎环和增加排垫抗拉强度,其长度与排长相同,在边缘加筋条及与砼单元块对接部位的筋条上设绑扎环,环直径为80cm。

②砼压载块体:该压载体由C20砼块组成,单个砼块平面形状呈现为正方形,其尺寸为48cm×48cm×10cm(长×宽×厚),其质量为52.99kg,每个砼块之间用直径14mm的丙纶绳,纵横十字交叉连接,丙纶绳浇筑到砼块内,形成4.0m×5.0m单元。

发展史

土工织物用于河道防护始于20世纪50年代的美国、荷兰等国,我国自20世纪70年代起开始在护岸护底工程中采用,90年代以来大规模用于长江等河流的航道整治及堤防、水利等工程中的护底、护滩。由于土工织物可以将水流与河床完整隔离,并具有较好的柔性、适应河床变形能力强,可以大规模机械化施工,以及使用年限长,维护成本相对较低等特点,目前已成为护底、护滩的主要建筑材料,已基本取代了传统的护底材料梢料、柴排、块石等。

护底以软体排为主要结构形式,排体由土工织物制作的排垫和压载物两大部分组成,起隔离防护作用的主要是排垫、压载物的作用包括增加排体载重,使排体能沉放入水并覆盖在床面上,以及在浅水区或出露的沙滩使用时用于隔离阳光、防止紫外线辐射造成的土工织物老化。