新型预制装配式生态挡墙在实际施工中的应用

孙国军

(中交二航局成都城市建设工程有限公司,四川 成都 610000)

1 工程概况

龙泉山城市森林公园旅游环线二标段位于龙泉驿区及青白江区范围内，起点为龙泉工农村(CK28+900.000)，止点为青白江北宁村(BK0+000.000)，实际长度约19.6 km，其中青白江区范围内线路长度13.4 km。青白江区段土层从上至下依次为第四系全新统人工填土层(Q ml)、第四系中下更新统冰水堆积层(Q1+2fgl)、白垩系上统灌口组地层(K2g)或白垩系下统天马山组地层(K1t)。

由于青白江区段沿线基本农田较多，为尽量节约建设用地，同时达到旅游环线沿途绿化、造景的要求，在青白江区部分路段采用了新型预制装配式生态挡墙，该挡墙具备结构支挡、节约用地、施工便捷、美化景观等优点。

2 施工工艺

2.1 基础施工

(1)测量放样：由于装配式挡墙PC构件为固定尺寸的预制模块，在测量放样时，需提前标识好错台位置，再用石灰标识出开挖位置线。

(2)沟槽开挖：沟槽开挖主要采用挖掘机、岩石臂钩机、装载机及人工配合的方式作业，确保沟槽底部土壤不被扰动、破坏或超挖；施工过程中，应重点控制好沟槽的线形和标高。

(3)模板支护：挡墙基础横断面为梯形结构，下宽上窄。模板采用复合模板(15 mm厚木胶合板模板1 830 mm×915 mm)，次楞木50 mm×100 mm，采用φ48×3.5钢管进行加固处理。

(4)沉降缝设置：沿道路纵向方向，每隔10个PC预制构件(长度：15 m)设置一道伸缩缝，不足15 m的按预制构件长度(1.5 m)的整数倍设置。沉降缝缝宽2 cm，整体贯通，缝内填充沥青麻絮。

(5)混凝土浇筑：混凝土采用外购商品混凝土，直接由混凝土运输车辆配合溜槽浇筑。采用插入式振捣棒进行振捣，以表面平坦泛浆、不再带出气泡为振捣密实的标志，沉降缝处应加强振捣。

2.2 分块分层组装PC构件

PC构件为预制构件，由专业厂家生产。PC构件外轮廓尺寸为1.5 m(长)×0.8 m(宽)×0.7 m(高)，单块重量约620 kg，构件混凝土标号C30，每块构件混凝土方量0.25m3，PC构件抗压承载力不小于90 kN。PC构件上下端均设置有榫卯接台阶，PC构件装配后左右两侧壁相互形成一个闭合空间，于此空间内现浇混凝土形成构造柱(肋柱)，并与地梁(基础)刚性连接，加强整体结构的刚度。

图1 生态挡墙PC构件大样图

基础混凝土强度达到设计要求的70%以上，且肋柱钢筋绑扎完毕并验收合格后方可吊装PC构件，吊装施工如下。

(1)第一排PC构件定线，按照PC构件截面尺寸进行弹线，并对间距要求按照模数严格划分，预留装配误差间距。

(2)采用人工配合12 t吊车吊装PC构件。吊装过程中，第一层PC构件安装在基础顶部，须安放平整，高度一致，基础顶面不平整时，采用水泥砂浆进行找平处理。

(3)每一块PC构件安装定位后用水准仪抄平、人工进行校对保证设计坡比，并及时安装U型扣加固。

(4)每装配一块、每装配完一层及时进行检查保证安装后不晃动、线型顺直，调整过程中采用0.2～1 cm扁铁块进行调整。

(5)待底下一层完成后，进行上面一层拼装，严格按照“沉降段装配、一层装配完再进行二层装配、装配完一块PC构件及时安装U型扣加固”的原则施工。

(6)PC构件每次安装高度为4层，然后在PC构件预留孔处安装φ110PVC预埋管(锚杆预留孔)，浇筑肋柱混凝土，待混凝土达到2.5 MPa后进行墙背回填，然后继续装配上部PC构件。

(7)在起伏较大地段设置错台，错台高度70 cm。

(8)伸缩缝的设置必须与挡墙基础伸缩缝位置相同，上下贯通。

图2 生态挡墙装配示意图

2.3 肋柱施工

(1)肋柱钢筋应在PC构件安装前进行绑扎，完成验收后方可进行PC构件安装。

(2)PC构件墙身施工完毕后，及时进行肋柱混凝土浇筑。

(3)浇筑工艺：采用汽车泵泵送C25混凝土，严格控制流量，采用分多次浇筑，每一根肋柱一次浇筑高度低于装配高度30 cm，直到压顶梁浇筑。

(4)浇筑过程中，严格振捣，不漏震、不过震。混凝土振捣过程中，现场管理人员要时刻注意肋柱钢筋及锚杆预留孔位置，发现肋柱钢筋、预留锚杆孔振捣错位时，应及时采取措施。

(5)每一次浇筑完成，及时清理散落在植生板上混凝土。

2.4 锚杆施工

(1)钻孔。

①肋柱混凝土到达设计要求强度的80%后，方可开始锚杆钻孔作业。PC构件墙身已按设计要求预留锚杆孔位，钻杆钻孔直径110 mm，锚孔偏斜度不超过5%。钻杆通过量角器定向，与水平面夹角为15°。

②采用潜水钻干钻成孔，钻头直径不得小于设计孔径要求，钻孔深度比设计孔深超钻150 mm。钻进过程中根据不同的地层情况实时控制好钻进的速度，防止出现钻孔偏斜、缩径等问题。

③若发生塌孔、缩径等情形，立即停止钻进并撤出钻机，及时对坍塌、缩径的孔道进行注浆(注浆压力0.15～0.2 MPa)，浆液凝固后重新钻孔。

④钻进时，根据孔道不同深处的钻渣情况判断该孔位的地层变化情况，并做好钻孔记录。若发现与设计图纸情况不符，应及时反馈。

⑤完成钻孔后，及时使用高压空气进行清孔。

(2)锚杆钢筋制作安装。

锚杆采用HRB400φ32钢筋制作，为使锚杆处于钻孔中心，在锚杆杆件上安设对中支架，对中支架采用HPB300φ6 mm圆钢沿锚杆每隔2 m设置1道，每道3根钢筋均匀分布。锚杆钢筋应平整、顺直，表面清洁无锈迹、油渍等。为确保杆体自由端在压浆过程中不受污染，采用塑料套管隔离防护。

注浆管应固定在锚杆杆体上，随锚杆一同放入孔内。杆体角度与孔道倾斜角一致，插入速度不宜过快，保持匀速，若发现插入困难，应及时检查排除问题，不得暴力锤入。锚杆安装完成后，及时检查杆体在孔道内是否居中。在安装杆体的过程中，不可避免会对孔壁造成扰动，杆体安装完成后，及时进行二次清孔，并检查压浆管有无堵塞。

(3)注浆。

设计要求注浆材料采用M35水泥净浆，使用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为1∶ 0.4。

锚杆孔道采用孔底返浆法进行注浆，注浆压力为0.5 MPa。注浆管要插至距离孔底5～10 cm处，采用水浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，当孔口溢出浆液时，应适当减小注浆压力，孔口稳定冒浆10 s以上，可停止注浆。待浆液硬化后，按要求对孔道进行补浆，注浆量大于等于计算值，充盈系数为1.1～1.3。

根据钻孔记录，对岩体破碎、地质条件较差的锚杆孔位进行二次注浆，浆液与一次注浆浆液相同。二次注浆应在一次注浆完成4 h后开始，且在一次注浆完成后的6 h内完成，二次注浆压力应大于一次注浆压力，且不小于2.0 MPa。

(4)抗拔试验。

锚杆拉拔实验在锚固段浆液到达设计强度等级的75%后进行，本项目锚杆轴向拉力设计值为120 kN，试验荷载按照设计及规范要求，取锚杆设计轴向拉力值的1.5倍，即180 kN。

锚杆拉拔试验荷载分7级加载：20%→40%→60%→70%→80%→90%→100%。荷载应匀速施加，每级荷载加载到位后，持荷观测5 min，到达100%试验荷载后，持荷观测10 min，然后慢慢卸荷至试验荷载的20%。每级荷载加载到位后，用钢尺测量3次锚杆锚头的伸长量，过程中按要求做好相关记录。

2.5 墙背回填

经检测确定锚杆及锚杆注浆强度符合设计要求后，进行生态挡墙墙后土体回填。

生态挡墙墙后土体，采用人工配合吊车填入，采用人工配合小型夯实机逐层夯实，每层夯实厚度控制在20 cm以内。夯实过程中，现场人员应实时观测挡墙墙体及锚杆情况，挡墙墙体是否存在开裂、位移，锚杆是否松动、变形，锚固位置混凝土是否出现裂缝等。发现问题，应及时排查原因并处理妥当后，方可继续作业。

2.6 压顶梁施工

待墙背土体回填完成以后，及时进行压顶梁施工，压顶梁施工前应做好临边安全防护，施工工艺同基础施工。生态挡墙典型断面见图3。

图3 生态挡墙典型断面图

2.7 PC构件内客土及栽植绿色植物

采用人工配合吊车将种植土吊入每个PC构件预留空间内，对较大粒径的土块，利用铁锹等工具进行破碎分解，保证每个PC构件内土体充足、均匀。

生态挡墙景观绿化可选用三角梅、鸭掌木、迎春藤、爬山虎等多种植物，每一块PC构件种植两株三角梅两颗爬山虎或者两株迎春藤两颗爬山虎，爬山虎种植在靠近肋柱的位置，最底层可种植鸭掌木。

绿色植物栽植完成后，及时制定养护管理计划，定期对植物进行养护管理。根据植物生长的不同阶段、季节，不定期采用化学除草剂处理，去除非目的植物。对于养护期间出现植物缺失，应根据缺失植物的生物学特性制定补植计划，在合适的季节补植以确保植物的成活率。

3 结 语

装配式生态挡墙占地面积小，可从根本上减少建设用地，也有效减少了青苗补偿、拆迁补偿等大量征地费用。装配式生态挡墙比传统挡墙节约混凝土用量80%以上，且装配及施工简单、快捷，工期较传统挡墙节约2/3左右。同时，通过在挡墙植生板种植植物，能很快恢复植被覆盖。通过本项目的实践证明，装配式生态挡墙实现了经济环保、节能减排、恢复生态等作用，很好地响应了国家装配式建筑、节能环保、绿色公路等相关政策导向，具有很好的推广应用前景。