孟秀元

（山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006）

一、引言

公路邊坡防護(hù)大體上可分為兩類，即工程防護(hù)和植物防護(hù)。工程防護(hù)多為鋼筋、水泥組成的剛性防護(hù)；植物防護(hù)則為柔性防護(hù)。工程防護(hù)是植被防護(hù)的基礎(chǔ)，兩類防護(hù)形式是相互支持相互滲透的，只有將兩者有機(jī)結(jié)合，才能達(dá)到永久防護(hù)、美觀耐用的目的。

傳統(tǒng)的工程防護(hù)主要有擋土墻和護(hù)坡兩類，在山區(qū)公路中，擋土墻應(yīng)用尤為廣泛。常見的擋土墻有重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、錨桿式擋土墻、錨定板式擋土墻等，這些擋墻多為剛性擋墻，除施工不方便外，長期受凍融循環(huán)影響，易產(chǎn)生裂縫、變形等病害，繼而塌方。

護(hù)坡主要是保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及濕度變化的影響，從而保護(hù)路基邊坡的整體穩(wěn)定性。常見的護(hù)坡包括錨桿格構(gòu)式護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡、混凝土噴射等，大多數(shù)施工工藝較為復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)需要使用高耗能材料，將會(huì)嚴(yán)重破壞環(huán)境，且無法與植被防護(hù)有效結(jié)合，往往需要二次施工，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較差。

為了彰顯綠色美韻，山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司技術(shù)人員在邊坡防護(hù)中使用了“裝配式生態(tài)擋墻系統(tǒng)”。該系統(tǒng)將擋墻具有的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)與立體綠化完美結(jié)合，不僅起到了應(yīng)有的防護(hù)作用，而且增加了綠化水保效果，不僅能夠節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，而且有利于促進(jìn)建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能、推動(dòng)化解過剩產(chǎn)能。

二、裝配式生態(tài)擋墻特點(diǎn)

2016年9月27日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》國辦發(fā)〔2016〕71號(hào)。意見中強(qiáng)調(diào)“發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措，有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，有利于促進(jìn)建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能、推動(dòng)化解過剩產(chǎn)能。”

裝配式生態(tài)擋墻設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限50年以上，一般同主體使用年限。一般布設(shè)在公路兩側(cè)山體支護(hù)綠化中，采用剛?cè)嵯酀?jì)的方式作用在山體上，結(jié)合復(fù)合纖維網(wǎng)及保水體系，配合前側(cè)微型梯田及植物，起到了有效保持水土的作用。另外，裝配式生態(tài)擋墻采用前置式護(hù)坡工藝，兩側(cè)的擋墻面層比夯實(shí)區(qū)高，可有效降低降雨對(duì)土體的沖刷作用，且無需任何多余的建設(shè)成本。

裝配式生態(tài)擋墻施工時(shí)，使用預(yù)制塊現(xiàn)場(chǎng)組裝，速度快、工序簡單，現(xiàn)場(chǎng)不使用重型機(jī)械及耗能材料，不產(chǎn)生任何建筑垃圾。且在路基施工中，能有效改變坡比，在道路寬度不變的基礎(chǔ)上，大幅減少占地面積，減少土方的使用量，起到節(jié)能降耗的作用。

裝配式生態(tài)擋墻結(jié)構(gòu)與綠化相結(jié)合，前側(cè)的種植槽可用來栽植植物，也可播撒草種，符合國家生態(tài)文明建設(shè)的要求。采用組裝形式施工，工期短、速度快，響應(yīng)了國家政府提倡的裝配式建筑、生態(tài)建筑等政策。且該擋墻結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，剛?cè)嵯酀?jì)，能夠有效解決凍融循環(huán)等問題。

表1.裝配式生態(tài)路基占地及其他對(duì)比

三、工藝原理

裝配式生態(tài)擋墻是以新型預(yù)制塊、抗老化纖維材料為主，利用回填土、建筑垃圾等固體廢棄物組成的剛?cè)峤Y(jié)合生態(tài)擋土墻，并結(jié)合“微型水庫”“溫差式自動(dòng)提水系統(tǒng)”等發(fā)明形成擋墻系統(tǒng)，成功替代了傳統(tǒng)毛石、混凝土等剛性擋土墻，可應(yīng)用于公路、水利、農(nóng)業(yè)種植等多個(gè)領(lǐng)域，并集結(jié)構(gòu)優(yōu)良、綠化美觀為一體。

四、施工工藝流程

（一）施工工序

裝配式生態(tài)擋墻施工工序?yàn)椋夯坶_挖→澆注基礎(chǔ)→安裝首層預(yù)制塊→“V”形組裝件施工→插筋施工→層層組裝至標(biāo)高→冠梁澆注→綠化養(yǎng)護(hù)。

上述為裝配式生態(tài)擋墻一般必要施工工序，可根據(jù)具體項(xiàng)目需增加工序。

（二）基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)施工包括基礎(chǔ)開挖（至設(shè)計(jì)基底）、基槽清理、綁扎鋼筋、混凝土澆筑；基槽開挖后，需根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行驗(yàn)槽，達(dá)到設(shè)計(jì)所需承載力。

（三）預(yù)制塊施工

首層預(yù)制塊根據(jù)設(shè)計(jì)要求找好坡比并進(jìn)行臨時(shí)固定，澆注混凝土；預(yù)制塊采用組裝形式，中間8孔內(nèi)插入HRB400φ22鋼筋，建議鋼筋長度為1.5m，安裝上層預(yù)制塊前，需將“V”形組裝件放于預(yù)制塊槽內(nèi)。組裝件長度為6m，可采用大小連接棒搭接；插筋連接需選用鋼筋套筒灌漿連接接頭，采用直螺紋鋼筋灌漿套筒時(shí)，鋼筋直螺紋連接部分應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107-2016）的規(guī)定，鋼筋套筒灌漿連接部分應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋連接用灌漿套筒》（JG/T398—2012）和《鋼筋套筒連接用灌漿料》（JG/T408—2013）的規(guī)定。

（四）“V”形組裝件施工

“V”形組裝件可分為綠化件和綠化結(jié)構(gòu)一體件，綠化與結(jié)構(gòu)一體（含筋帶）的施工工藝如下：預(yù)制塊與連接棒搭配穩(wěn)定后，將“V”形組裝件拉伸至后側(cè)土體，拉伸過程中不可出現(xiàn)褶皺、破裂等現(xiàn)象；“V”形組裝件要求緊實(shí)，施工時(shí)，用張拉梁將“V”形組裝件拉緊，自由段用“U”型釘或木楔固定于地面，然后放開張拉梁；用裝載機(jī)將填料垂直傾倒在鋪好的“V”形組裝件上，再用挖掘機(jī)或推土機(jī)進(jìn)行整平；采用光輪振動(dòng)碾壓機(jī)將回填料壓實(shí)，確保每層壓實(shí)厚度為33cm，壓實(shí)系數(shù)≥0.94，壓實(shí)后的地面平整高度差≤10cm；采用小型振動(dòng)碾壓機(jī)械碾壓距離立柱1.5m內(nèi)的區(qū)域，確?？傎|(zhì)量≤1000kg；壓實(shí)系數(shù)≥0.94，在所有碾壓工作完成后，將多余的筋帶反包至回填料處。

在施工過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：為避免格柵在施工中受損，嚴(yán)禁履帶機(jī)械直接接觸格柵；嚴(yán)格控制填方壓實(shí)度，確保擋土墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；填筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50290-98）有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

圖1.“V”形組裝件設(shè)計(jì)圖

（五）灌漿料施工

灌漿料采用自重法灌漿，機(jī)械或人工拌和。采用機(jī)械拌和時(shí)，時(shí)間一般控制在1～2分鐘。采用人工拌和時(shí)，宜先加入灌漿料總量2/3的水，均勻拌和2分鐘后，直至攪拌均勻。漿料要求連續(xù)、不間斷從頂部灌入，直至從頂部溢出，一般灌漿高度以1.5m為宜。

（六）冠梁施工

冠梁采用現(xiàn)場(chǎng)澆注方式施工，施工時(shí)需嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB50666—2011）有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

五、操作要點(diǎn)

（一）支護(hù)結(jié)構(gòu)體系

裝配式生態(tài)擋墻目前有斜拉式、加筋式、錨定板式等多種形式，可根據(jù)實(shí)際情況選擇不同形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。將其應(yīng)用在護(hù)坡中后，需結(jié)合勘測(cè)結(jié)果對(duì)邊坡穩(wěn)定性做出評(píng)估，再對(duì)邊坡進(jìn)行清表處理。在將預(yù)制塊從坡底進(jìn)行裝配時(shí)，預(yù)制塊裝配而成的混凝土立柱軸向間距應(yīng)控制在2～4m左右，“V”形組裝件間距應(yīng)為330mm以及330mm的倍數(shù)，具體可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

裝配式生態(tài)擋墻可利用前側(cè)預(yù)制塊與“V”形組裝件構(gòu)成的面板結(jié)合后側(cè)土體結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的整體，按結(jié)構(gòu)形式可分為斜拉式、錨定板式、加筋式等，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)不同地質(zhì)條件選擇不同結(jié)構(gòu)形式。

裝配式生態(tài)擋墻在進(jìn)行理論計(jì)算時(shí)，應(yīng)依據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式選用不同計(jì)算模型，總體需滿足滑動(dòng)穩(wěn)定、傾覆穩(wěn)定、基礎(chǔ)承載能力等，各項(xiàng)安全系數(shù)參數(shù)值如表2所示。

表2.擋土墻安全系數(shù)取值

（二）排水體系

碎石排水層的豎向間距應(yīng)設(shè)定為2m，采用土工布環(huán)包；排水板的橫豎向間距設(shè)定為1m；頂部黏土夯實(shí)，頂部、底部均設(shè)置排水溝。

（三）預(yù)制塊

預(yù)制塊尺寸應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，可在構(gòu)件廠生產(chǎn)，也可現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，預(yù)制時(shí)采用強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土。

（四）其他

施工和使用期間嚴(yán)禁坡頂超負(fù)荷；各層高強(qiáng)復(fù)合纖維網(wǎng)及土工格柵必須保持水平且互相平行鋪設(shè)，具有足夠的錨固力，鋪設(shè)時(shí)需平順展鋪，填土?xí)r防止位移；回填料應(yīng)從中部向尾部碾壓，再由中部壓向立柱碾壓，全面輕壓后再重壓。

六、材料與設(shè)備

（一）主要材料

表3.主要材料表

（二）主要設(shè)備

表4.主要設(shè)備表

七、質(zhì)量控制

施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)行業(yè)規(guī)范技術(shù)要求，生態(tài)擋墻的型號(hào)、質(zhì)量和規(guī)格必x須符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，嚴(yán)格實(shí)施自檢、互檢、交接檢的“三檢”制度。嚴(yán)禁上道標(biāo)準(zhǔn)不合格，轉(zhuǎn)入下道工序繼續(xù)施工。

八、安全措施

人工挖掘土方時(shí)，兩人操作間距應(yīng)保持在2～3m左右，并由上而下逐層挖掘清理。開挖坡頂截水溝時(shí)，工作人員不能靠山體邊沿太近，并將開挖后的土方裝袋，以防雨水沖刷。且現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)佩戴安全帽，高空作業(yè)時(shí)還應(yīng)佩帶安全繩索。在施工期間，擋墻結(jié)構(gòu)外圍應(yīng)設(shè)置安全警示，在道路交叉路口設(shè)置醒目警示燈、標(biāo)牌，必要時(shí)，在主要路口設(shè)專人指揮、疏導(dǎo)交通。同時(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的安全保障工作，嚴(yán)禁場(chǎng)外人員進(jìn)入。夜間施工時(shí)，必須保證作業(yè)場(chǎng)地的照明。加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督檢查力度，現(xiàn)場(chǎng)安全員做到每天巡視檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。

九、環(huán)保措施

嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》等相關(guān)法律、法規(guī)。盡量選用噪聲小的施工設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備維修保養(yǎng)。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采取灑水、覆蓋等措施降低粉塵對(duì)周邊環(huán)境的影響。

十、結(jié)語

陽蟒高速公路在建設(shè)過程中，研究使用了“裝配式生態(tài)擋墻系統(tǒng)”，有效解決了傳統(tǒng)公路邊坡防護(hù)中存在的耗材耗能高、嚴(yán)重破壞環(huán)境、無法與植被防護(hù)有效的結(jié)合、達(dá)不到綠色公路標(biāo)準(zhǔn)等缺陷。

“裝配式生態(tài)擋墻系統(tǒng)”設(shè)計(jì)簡單、明了，著力打造機(jī)械操作、流水作業(yè)，徹底摒棄人為施工。與機(jī)械自動(dòng)化行業(yè)合作，生產(chǎn)機(jī)械操作手，徹底做到機(jī)械組裝、流水施工。現(xiàn)場(chǎng)除操作及檢測(cè)人員外，不需要任何技術(shù)工種。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)不僅能起到防護(hù)作用，而且經(jīng)濟(jì)美觀、經(jīng)久耐用，具有良好的推廣前景。