河道生态治理中自嵌式生态砖挡土墙的应用

郑 丽

(辽宁省沈阳市康平县自然资源保护与行政执法中心，辽宁 康平 110500)

为全面探究生态砖砌筑而成的自嵌式挡土墙，依据挡墙结构设计示意图和砌块设计图，详细分析自嵌式挡墙的结构组成及生态砖的基本情况，为充分利用生态护岸原理和构造特征提供参考。然后分析自嵌式挡墙的施工流程、工艺技术、质量控制要点等内容，在此基础上揭示了挡墙的应用成效[1-3]。

1 自嵌式生态砖挡土墙

1.1 功能与特点

采用生产效率高、压力大、机械设备先进的多功能振压式预制砖成型机压制生态砖，其每台班产量能够达到5 000～6 000块，成型后经蒸汽养护形成抗冲击与抗压强度极高、耐久性极强的生态砖，尤其适用于水下环境，一般不会发生腐蚀或分裂。自嵌式生态砖挡土墙属于一种柔性重力式结构，采用锚固棒相互连接而成的生态砖砌块具有较强的各种地质地形变化适应性，其用途极为广泛。

1.2 结构组成

从上至下可以将自嵌式生态砖挡土墙划分为墙顶坡面绿化、墙身、墙基础三大部分，其结构组成如下：

墙顶坡面绿化：通过把各种绿化苗木和护坡草皮种植于河道两岸、挡墙坡面上，以实现美化环境、防止水土流失及建设绿色环保水利的目标。

挡墙墙身：该部分主要包括土方回填压实、级配碎石回填、土工布铺设、土工格栅放置、锚固棒安装和生态砖砌块砌筑等内容，此部分属于施工控制的重点和非常关键的环节。

挡墙基础：与浆砌石或混凝土挡墙相比生态砖挡墙的自重较轻，并且由墙后压实回填土及基础底板共同承担生态砖的重量，所以对基础要求不高，一般选用C20或C25标号的混凝土基础，齿坎墙厚与底板厚均为30 cm，底板宽100 cm。

2 生态砖挡土墙质量控制

为保证工程顺利实施和建设质量必须从源头上把控质量，严格工程半成品、中间产品和原材料的质量状况，严控质量不达标材料的入场，以此达到事半功倍、主动控制的成效。

2.1 原材料控制

水、外加剂、河砂、水泥和石子等原材料为生态砖挡墙质量控制的关键，其选用的石子具有较好的级配，河砂为细度模数2.1～3.0的中粗砂，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。

2.2 中间产品控制

锚固棒和土工格栅为挡土墙应用到的两类中间产品，其中土工格栅存在抗老化、低延伸、高强度等特点，这种土工织物发挥着墙体受力筋的功能，能够使墙后回填土与生态砖墙体形成牢固的整体，运至现场后必须按施工图纸要求和质量检测规范对土工格栅实行抽检，一般对其延伸率和抗压强度(纵向不低于50 kN/m)进行检查；采用锚固棒连接和锚固生态砖，并形成有机的整体，所以对锚固棒的抗冲击强度和抗剪切能力具有较高的要求，纵向弯曲强度与冲击强度为不低于550 MPa、30～50 MPa，各项指标合格后才能投入使用。

2.3 半成品控制

生态砖为构成挡土墙的半成品，应从色泽均匀度、表面平整度、抗压强度、厚度、生态砖尺寸等角度控制生态砖质量。进场前，生态砖须有抗压强度检测报告、质保书和厂家提供的产品合格证等材料，进场后还要检查验收其外观质量，并抽检生态砖的强度，生态砖符合表面平整、厚度误差不超过±2 mm、外观色泽度均匀一致和施工图纸规定尺寸等要求，其抗压强度达到设计图纸要求。

2.4 土方回填控制

项目开工前，通过开展轻型击实试验合理确定土方压实的最优含水率及其最大干密度，技术人员测定的回填土方样品最优含水率误差不应超过±3%，压实密度通常大于90%。

3 施工流程和护岸效果

3.1 工艺流程

一般地，生态砖挡土墙施工包括坡面绿化、挡墙压顶施工、土方回填与压实、生态砖砌筑、挡墙底板施工、土方开挖、河道清淤、施工测量和基准线定位等环节，具体如下：

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1)施工测量与基准线定位。按照已给定的原始高程点与基准线，施工前全面测量河段并绘制初始断面图；考虑常年水文情形校核挡土墙设计，其是否符合行洪排涝、引水灌溉等功能要求，若不符合要求应合理优化；依据给定的基准线确定挡墙起始点，直线、曲线及其结合部分要顺直、圆顺、合理过度，防止出现视觉上突兀的情况[4]。

2)清淤与开挖。施工中的降排水问题和河道的清淤疏浚为水利工程的关键，有效完成这两道工序有利于降低工程成本以及减少后续施工不必要的麻烦。开挖前应合理的确定开挖坡比、开挖宽度，如施工作业面预留宽度、土工格栅宽度和挡墙底板宽度等。

3)挡墙底板施工。一般选用C20或C25混凝土作为生态挡墙底板基础，可从以下角度严格控制基础的施工质量：

(1)开挖过程中，若遇软弱层应先挖除该部分，并用水泥土或碎石换填，若遇超挖情况要用碎石或混凝土回填。

(2)为保证基础模板的安装质量要严格控制安全过程，即利用全站仪或经纬仪控制模板的直线度，保证混凝土浇筑表面平整度和模板的加固稳定性。

(3)合理优化配合比设计，加强基础混凝土浇筑过程中水灰比和坍落度的控制，均匀振捣防止出现过振或漏振的情形，整平压实后对生态砖接触部分细拉毛，以此增大底板与生态砖的摩擦力，其他部分表面压光以保证混凝土耐久性、密实度和强度。

(4)为增强挡土墙结构的稳定性及抵挡生态砖产生的水平推力，将10 cm×10 cm的齿坎墙设置于基础底板的临水侧，底板支模时选用吊模加固的方式与底板一次浇筑成型，从而保证结构整体强度，该过程要控制好齿坎墙的位置和尺寸，这有利于后期生态砖砌筑质量的控制。

4)砌筑与铺设生态砖。工程施工的重点是砌筑和铺设生态砖，其主要施工工序如下：

(1)砌筑生态砖和填筑反滤层，生态砖的砌筑情况在很大程度上决定了工程的整体质量，对此利用经纬仪测量放线并弹出基础底板的控制边线，确保能够在齿坎边上紧贴第一层生态砖的后边沿；生态砖铺设过程中要以控制边线为基准，铺设完成后及时检查其纵向平直度和水平度，并适当的调整。针对拐角处、内弧墙和外弧墙体等具体情况，先划切割线后铺设，保证拐角处、圆弧段的铺设符合审美和设计要求。安装锚固棒时要受力均匀、位置合理，曲线施工和直线施工过程中遵循下小孔对上大孔、小孔对小孔的原则。

工程中，挡墙生态砖的铺装质量控制标准为竖直与水平方向上每3 m差±5 cm。经检验合格后，回填挡土墙后及生态砖中的空隙，回填材料选用最大粒径不超过4 cm的级配碎石，并且要填满墙后和生态砖中的空隙，通常设计回填宽度为50 cm，并发挥反滤料的功能，其主要功能为减轻挡土墙的推力、压力以及顺利排出墙后土体内的积水，避免发生管涌，保证挡墙的耐久性与安全性[8]。

(2)铺设反滤土工布，通常在回填土与级配碎石反滤料之间放置规格为150～250 g/m2的土工布，以此预防墙后回填土方的流失和回填土、级配碎石之间混掺，并为顺利排出墙后积水提供有利条件。

(3)铺设墙体拉结筋，土工格栅发挥着加固挡墙的功能，墙后回填土与挡墙在土工格栅连接下构成有机的整体，可见作为墙体的受力筋土工格栅具有重要作用。对于土工格栅的方向要正确的放置，即挡墙墙面垂直于其强度方向，在压实回填土上铺设土工格栅，并保证摆放拉紧整平，且在下层碾压土上固定格栅尾部，土工格栅压入生态砖不低于20 cm且纵向搭接长度不少于10 cm。

(4)回填与压实挡墙后土方，完成土工格栅安装、检验等工作后进行土方的回填加紧，采用推土机进行回填土方的大面积摊铺，并利用人工摊铺整平距挡墙面1 m范围内的土方。摊铺和平整厚度每层控制为30 cm，并最大限度的保证摊铺表面平整、均匀。遵循先中间后两边、先轻后重的原则分层碾压回填土，采用电机或其它小型机具夯实距挡墙1 m范围内的填土，夯实和碾压过程中要重点关注挡墙的变化情况，若发生较大变化要及时调整。

(5)持续铺设施工，按照以上施工工艺继续砌筑挡墙生态砖、回填级配碎石反滤层、铺设上层反滤土工布，土方回填压实后铺设第二层墙体拉结筋，依次循环往复。

5)挡墙压顶施工。经检验所有挡墙生态砖砌筑合格后开展压顶工程的施工，混凝土压顶具有美观结构、保护上层生态砖的功能，要达到圆弧美观、直段顺直和顶部水平的要求。相邻伸缩缝之间的距离为10～15 m，要对称设置基础与压顶伸缩缝，施工过程中接缝严密、模板稳固。

6)环境美化和坡面绿化。根据河道实际地形、挡墙设计走向以及设计图纸要求，完成自嵌式生态砖挡墙后开展坡面土方整理和平衡，在河岸上、坡面上种植绿化树木和护坡草皮，以实现美化环境和防治水土流失的功效。

3.2 护岸效果

综合考虑自嵌式生态砖挡墙使用与运行后的评价结果及其整个施工过程，归纳总结了其护岸效果：

1)节约成本。生态砖的样式与尺寸全部统一，通常情况下铺设于固定的位置，遇挡墙样式特殊时才需切割，一个工作日内熟练技术工能够完成10～15 m2的铺装，这大大降低了人工费用；自嵌式生态砖挡墙较传统的挡土墙具有较小的体积，所以浇筑的基础混凝土量少，有利于节约资源；一次成型后无需对挡墙修饰，此外挡墙生态砖具有使用寿命长、耐久性好且强度高等优点，因挡墙坡度多为12°～15°，所以其开挖面小且占地少。较传统的浆砌石或混凝土挡墙，自嵌式生态砖挡墙能够减少20%～30%的成本，若以价值工程衡量其经济性更高。

2)结构安全。成熟的蒸汽养护技术、全部的机械化压制生产、严格的材料配合比以及专业化的生产等保证了产品质量，自嵌式挡墙较传统的刚性挡墙结构有所不同，其属于柔性结构，依靠锚固棒和土工格栅连接生态砖、墙厚回填土与挡墙，从而构成牢固的有机整体，因此这种挡墙具有较高的安全可靠度。

3)样式新颖。较以往的浆砌石、混凝土等坚硬密实的挡土墙，自嵌式生态砖挡墙丰富了河道护岸型式的多样性，通过前后退步偏移、上下错峰等形成一种新颖的墙面样式，其更具生命力和新鲜感，利用能够产生美感的生态砖体现一种生态之美，更好的融合于河流生态及自然环境。

4 结语

自嵌式生态砖挡墙较传统的河道护岸型式，能够在达到护岸工程使用功能的基础上体现一种生态功能，这种新型护岸型式为水生态文明建设和河道治理提供一种新的方法，相信未来的河道护岸工程也必将越来越多的应用这种生态砖挡土墙。