⑴ 為什麼說生態袋做擋土牆內部穩定性最好
A、首先 結構性生態袋擋土牆工法主要是採用高強度不織布縫製成生態袋,不織布具有透水不透土的過濾功能,能防止袋內的砂質土壤(植生土、養分、保水等混合物)流失。配合連接扣、水泥砂漿粘劑等傳統的加固法而形成牢固的牆體護坡結構,如果袋子單元間沒有足夠的抗剪強度,遇地震或暴雨時、地下水會從背填土壤縫隙中滲流至堆棧生態袋牆體,大量的滲流壓力,可能造成生態袋牆體坍塌。
B、生態袋擋土牆內部穩定分析方法
結構性生態袋擋土牆在設計上除要充分考慮外部穩定(傾倒、滑動、承載力分析)以外 更重要是詳細分析內部穩定。
a、 內部穩定分析說明如下
內部穩定分析主要在檢討各個生態袋單元間的抗剪強度,是否能安全抵抗作用在生態袋擋土牆背側之主動土壓力,分析方法如下:
作用在生態袋間之主動土壓力公式
Pa=1/2 *[Ka*γeq*H-2C*√Ka ]*H +Pe+Pw
Ka為Coulomb或Rankine主動土壓力系數,
γeq為坡頂承受均布載重或車輛及其它載重時對土壤單位體積重之修改如下:γeq=γsoil+[sinβ/sin(β+θ ) ]*[2q/H]
Pe=地震時額外土壓力
Pw=滲流水壓力
生態袋堆棧范圍內各層抗滑動作用力及安全系數如下所示:
Fr(bag)=Σσi,bag*Ai,bag*tanΦ+Sc+Sw=Nbag*tanΦ(bag-soil) +Sc+Sw式中Fr(bag):為生態袋抗滑動作用力
Σσi,bag:為生態袋底部各節點之有效接觸應力Ai,bag:為生態袋各節點分擔面積
Sc:連接扣抗剪強度
Sw:草根或樹根抗剪強度
各層生態袋單元間的抗剪強度安全系數
Fs(bag)= Fr(bag)/Pa >1.5
b、每個生態袋自身材質及連接扣加上粘合劑抗剪強度計算如下
連接扣可以採用任何材質、任何結構型式的構件,水泥砂漿可以塗布在連接扣上下兩個面,或單獨塗布在袋子與袋子側面接縫處及靠坡面側的袋子接縫處,甚至也可以不採用連接扣,直接採用與袋子等強度的黏合劑來粘結袋子
C、最後 在實際應用中發現,當自立式生態擋牆或者護坡在做結構分析時各生態袋雖然已經加上水泥砂漿,但當需要承受超過自身所能承受的側向土壓力時,需要增加加勁格網以提高單元抗剪強度。生態袋加上水泥砂漿猶如砌磚塊時加上砂漿一般是傳統老工法的應用。早期歐美日及台灣較常使用植生袋加上加勁格網工法,但過去的植生袋強度很低易老化,是最大的弱點。如果把生態袋加上加勁格網等於是把過去的植生袋換成高強度袋子而已,但因為生態袋強度高可以部分取代加勁格網的功能,因此加勁格網的長度設計上可以短一些。