□刘小明(江西省水利水电建设有限公司)
附城圩位于江西省德安县博阳河下游,沿博阳河右岸布置,圩堤北起义峰山,南至县城南郊宝塔山下。堤线总长6.39 km,其中上游1.15 km为防洪墙,其余为土堤。主要作用是保护德安县城的防洪安全和周边环境的保护,总的保护面积可达13 km2左右,占主要成分的是耕地面积有0.07万hm2,总人口数量目前可达4.50万人左右,内部有闻名的京九铁路等重要铁路公路设施。由于原工程建设标准偏低,历年洪水期间,险情险段时有发生,对德安县城区和近郊的人民生命财产以及圩区内国家重要交通设施安全造成严重威胁,同时制约了圩区经济发展。经国家计委及水利部审查批准,附城圩被列为鄱阳湖工程的重点加固工程项目。
为结合可持续发展道路中的城市景观建设,作者根据经验对该工程采用了水利部“948”项目推广技术——自嵌式生态景观挡土墙,这一新工艺在江西省水利工程中还是首次采用,笔者对该项目的施工及施工中出现的问题作以简要分析。
自嵌式加筋景观挡土墙是随着普通挡土墙的研究与应用发展起来的,是根据要求做好预制混凝土块后进行检测,达到指标后作为建筑材料的新型挡土结构,在施工过程中可以采用无砂浆砌筑的环保节能型直接干垒的方法进行的特性,主要工作特性是依靠带有后缘的嵌锁作用,以及重力荷载作用来提供防止滑动倾覆荷载。
城镇化建设中的自嵌式挡土墙结构形式种类繁多,主要形式如图1。结构形式集中分层布置在土体中的具有一定承载力的拉接网片,在应力的作用下使景观挡土墙与土体连成整体,在整体性上加大了墙身宽度和重量,有利于该构件的整体性能和抗震性能。根据圣维南原理可知,砌块和加筋土构成整体共同抵抗土竖向压力荷载的破坏作用。
图1 加筋式景观挡土墙构建示意图
2.2.1 新型景观挡土结构质轻高强
在制作过程中可以根据需要在预制块中留孔和放填充物等方法对预制挡土墙进行加工制作,一般情况下可以使块体的重度控制在16~28 kN/m3的范围来满足设计需要。
2.2.2 新型挡土块之间具有相互咬合力
相互之间的咬合力相当于其他结构中混凝土的粘合力,主要是通过挡土块中的台阶方式相互咬合。具有相互嵌锁的作用,对整个结构提供了内力,进而增加了相互接触面的剪切强度,从而环保而又节能地提高了承担土压力的能力。
2.2.3 新型挡土块与墙后土共同形成整体
施工后墙体作用时,主要作用是通过墙体和墙后土中分层铺设的土工格栅,具有很好粘结力,使挡土块与墙后土共同形成整体结构,在抗震性能等方面改善了挡土结构整体受力特性。
在经过设计完成后的施工过程中,新型自嵌式景观墙的施工主要内容包话:地基(基面)处理、混凝土垫层施工、新型自嵌式砌筑以及压顶混凝土浇筑等方面。
实际工程中新型挡土墙在绿色环保要求下墙体与回填土共同在加筋网片形成的作用中最主要的是成为一个整体,在受力性能和就地取材上共同来承担外部土压力,很大程度上增加了结构的整体性,充分发挥了内在各项子系统的作用。
施工方和设计方在共同商量探讨中,通常采用过于保守的设计方法,为甲方提供安全可靠的挡土墙设计和施工方案,共同保证墙体不发生滑移和倾覆失稳等安全问题。新型自嵌式景观挡土墙的施工程序见图2。
图2 加筋土自嵌式景观挡土墙的施工程序图
3.2.1 施工地基基面开挖
施工方在施工过程中按设计图纸意图所示边线和坡度情况,进行基础开挖,结合经验开挖时留20 cm保护层为宜,进而满足设计和施工方便。保护层采用人工开挖的方式,对存在不密实的基础应该采用蛙式等其他较为简单的地基处理方法结合当地情况打夯夯实,进而保证密实度和承载力以及其他物理力学性能均符合设计等要求。
3.2.2 新型自嵌预制块砌筑施工
新型施工技术中注重绿色环保节能减排成分,在此环保节能体现在其尺寸规格统一,无二次利用的消耗。新型挡土块的尺寸是(40 cm×30 cm×15 cm),用混凝土标准预制块相互嵌压进行制作生产组成,如图1,制作过程方式是上下层错位进行放置。
第一层新型自嵌式预制块砌筑施工:①第一层预制块在垫层上砌筑施工的顺利进行,在整个工程项目中起到关键性的作用,其质量好坏直接关系整个项目的顺利进行和项目验收;②新型挡土墙砌后砂土填筑:按照土方填筑的要求,每层达到20 cm左右时需要用振动碾分层碾压密实。在压实度达到90%左右的时候,对于距离墙前1m以内的土层进行压实。新型挡土墙顶粘土封盖施工:在新型自嵌式预制块砌筑施工顺利完成以后,下一步是在墙顶粘土封盖防渗层厚度按设计要求进行填筑,其压实度≥90%。施工方法参考普通墙后土方回填技术。新型自嵌式预制块压顶混凝土施工:在新型挡土墙顶粘土封盖施工顺利完成后,进行压顶混凝土的浇筑,按一般的浇筑方法即可。
在施工过程当中墙体砌筑到一定高度后一般会发现,墙体砌筑越高的时候,墙体形成的边坡程度越大,远远地大于墙体自然坡12°数值,同时造成顶面无法水平。
第一,由于在填料未压实到一定压实度,之间没有可靠的连接和咬合力造成,预制块形成>15°坡度在重力作用下向后有较大后倾压力,达到一定高度时,压力越来越大,大到一定程度时,形成向后倾斜的压迫力。
第二,由于每层有3块预制块共同作用,且反滤料一次填筑造成整体重力较大,两块错合下反滤料无法充实(阴影部位),形成一脱空区,从而容易向后倾倒。
处理办法:根据工程经验,在工程施工中新型挡土预制块在砌筑时,往往采用的施工方法是先填筑墙后回填土进行,顺利完成后最后进行挡土块砌筑工序。建议砌筑一块预制块后就进行反滤料填筑;反滤料必须采用较为严格的级配料。
综上所述,文章主要介绍了园林工程中的新型自嵌式加筋景观挡土墙的施工技术,突出了生态型挡墙具有施工方便快捷、安全可靠等显著特点。笔者结合水利部“948”推广项目,阐述了自嵌式挡土墙的施工情况,结合多年施工经验分析了施工中易出现的问题及原因分析和应对措施,强调自嵌式加筋景观挡土结构具有多项优点。在进行工程施工时,应该选用新型环保材料、先进和科学的施工技术,这样才能为工程的稳定与安全提供有利的保障。
[1]宁健,黄仁兴.浅析德安附城圩自嵌式生态景观挡土墙的施工[J].江西水利科技,2008(S1)
[2]唐国滔,姚焕玫,胡湛波.生态护岸技术的研究及其发展趋势[J].水产科技情报,2010(04)
[3]臧群群,邓远新.自嵌式植生挡土墙在广州市海珠区调水补水工程中的应用[J].广东水利水电,2011(06)
[4]江上熙.嵌式生态型挡墙在河道整治工程中的应用[J].闽西职业技术学院学报,2009(03)
[5]郭军辉,徐剑,程卫国.自嵌式植生挡土墙在水环境中的应用[J].水利水电技术,2008(09)