仇靜文

(婁底市水利水電工程建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 婁底 417000)

1 材料特點(diǎn)

組合式生態(tài)擋土塊是一種新型復(fù)合材料，由混凝土、生物添加劑、固化劑、光亮劑、緩凝劑、水泥助磨劑、早強(qiáng)劑、增強(qiáng)劑、無機(jī)顏料等數(shù)十種材料混合預(yù)制而成。

1.1 砌體結(jié)構(gòu)

組合式生態(tài)擋土塊所采用砌體材料為素混凝土異形構(gòu)件，砌體強(qiáng)度≥MU20，抗凍標(biāo)號(hào)為F250。厚度分為335 mm(大、中塊)、285 mm(小塊)兩種，單塊砌體厚度允許偏差±5 mm，邊長(zhǎng)允許偏差±4 mm，垂直度允許偏差≤3 mm，吸水率不超過7%。單塊砌體結(jié)構(gòu)形式如下所示(見圖1)。

圖1 組合式生態(tài)擋土塊模型

1.2 尺寸規(guī)格

生態(tài)擋土塊(小)：300 mm×500 mm×285 mm。生態(tài)擋土塊(中)：1000 mm×600 mm×335 mm。生態(tài)擋土塊(大)：1000 mm×1200 mm×335 mm。

1.3 鎖結(jié)形式

區(qū)別于常規(guī)鋼筋混凝土擋墻，組合式生態(tài)擋土塊在水平向相鄰兩列砌體間相互鎖結(jié)，豎向通過在預(yù)留錨固孔內(nèi)置入錨固鋼筋并填充混凝土膠結(jié)。

1.4 產(chǎn)品特點(diǎn)

1.4.1 節(jié)約原材料的開采

采用工廠化全封閉自動(dòng)化生產(chǎn)，在工地現(xiàn)場(chǎng)采用裝配式安裝，代替了傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)制作工藝，減少了現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵及原材料的浪費(fèi)，相比傳統(tǒng)擋土墻可以節(jié)約2倍以上的材料浪費(fèi)，進(jìn)而節(jié)約了原材料的開采，實(shí)現(xiàn)了原材料的有效利用。

1.4.2 快速安裝，縮短施工周期

從工廠自動(dòng)化生產(chǎn)—物流搬運(yùn)—現(xiàn)場(chǎng)安裝—綠化，同步進(jìn)行，一個(gè)節(jié)拍，受天氣等自然因數(shù)影響小。4個(gè)工人，1臺(tái)設(shè)備，每天可以安裝近100 m2，大大縮減了施工周期，大幅度降低了人工成本和管理成本，進(jìn)而減少了施工成本。

1.4.3 鋼筋錨固，安全穩(wěn)定

產(chǎn)品預(yù)留鋼筋錨固孔，采用干壘加鋼筋灌混凝土錨固，相當(dāng)于鋼筋混凝土擋土墻+懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，抗剪性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)漿砌石擋土墻。

1.4.4 結(jié)構(gòu)多樣，人性化設(shè)計(jì)

組合式生態(tài)擋土塊擁有生態(tài)面、景觀面、防洪面等多種景觀效果，可以根據(jù)需要調(diào)配多種顏色效果，更好地展現(xiàn)藝術(shù)性；也可以根據(jù)地形、高度及土質(zhì)情況組合使用，在保證安全的前提下，實(shí)現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)。

1.4.5 墻面綠化，維護(hù)自然美

全新升級(jí)組合式生態(tài)擋土塊擁有更大的生態(tài)孔，能填充更多的土壤，改善植物的生長(zhǎng)條件，更適植物的生長(zhǎng)，達(dá)到墻面生態(tài)全覆綠，形成“看似無墻實(shí)則有墻”的自然景觀，維護(hù)自然美。

1.4.6 維持生態(tài)循環(huán)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

預(yù)留空洞，供魚類等水生生物提供棲息、產(chǎn)卵的生物通道，保護(hù)了水體生物與土體生物的物質(zhì)交換，實(shí)現(xiàn)了擋墻內(nèi)外的生物相通，從而達(dá)到維護(hù)生物循環(huán)，改善水體質(zhì)量的效果；也為人、畜等提供攀爬自救，為落水增加了生還幾率，減少了安全隱患。

2 石溪河治理工程基本情況

石溪河為資水二級(jí)支流，發(fā)源于湖南省新化縣老木界，途經(jīng)河家拜、沙州市、孟公市、關(guān)莊橋、羅家灣、陳家山、滑石、接龍橋、石溪，在黃家灣匯入資水一級(jí)支流大洋江。石溪河流域集水面積211.0 km2，河流長(zhǎng)度36 km，河流坡降6.74‰。

1960年修建龍溪水庫后，為增加耕地面積，將河道進(jìn)行了截彎取值改造，導(dǎo)致河道迫降變陡，水流流速加快，降低了河道防洪減災(zāi)抵御能力。特別是龍溪水庫下游至石溪河與泥河交匯處6.1 km河道受2016年7月4號(hào)特大洪水災(zāi)害的影響，1997年修建的原河堤及護(hù)岸工程幾乎全部被沖毀或者基礎(chǔ)被掏空。河床淤積，下游段尤其嚴(yán)重，河床被砂卵石淤積抬高了1～2 m。

本次治理的主要任務(wù)：減輕石溪河治理河段的洪水威脅、降低洪澇災(zāi)害的發(fā)生、提高治理河段的行洪能力；保障河流的水生態(tài)健康發(fā)展，改善水環(huán)境。通過對(duì)石溪河的治理，為沿岸的鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的水資源保障，本次治理河段全長(zhǎng)11.17 km。

建設(shè)方案：采用組合式生態(tài)擋土塊護(hù)岸形式為主，民房沿河側(cè)及已建沿河公路側(cè)采用C20混凝土埋塊石結(jié)構(gòu)，部分基礎(chǔ)掏空段采用C20混凝土固腳處理。

組合式生態(tài)擋土塊設(shè)計(jì)：采用混凝土基礎(chǔ)+中塊+頂部混凝土壓頂形式，擋土塊干壘坡比1∶0.3，水平向相鄰兩列砌體間相互鎖結(jié)，豎向通過在預(yù)留錨固孔內(nèi)置入錨固鋼筋并填充C20混凝土膠結(jié)上下?lián)跬翂K，錨筋直徑φ16。生態(tài)擋土塊臨水側(cè)種植孔內(nèi)填充土并播撒草籽，墻后設(shè)0.2 m厚砂卵石(粒徑20～50 mm)反濾層，砂卵石后設(shè)土工布(300 g/m2)；生態(tài)擋土塊下設(shè)混凝土基礎(chǔ)，并要求基礎(chǔ)既要滿足自身穩(wěn)定要求，又要滿足防沖要求。基礎(chǔ)開挖原則上要開挖至原土層或砂卵石層，具體承載力要求指標(biāo)：墻高≤3.0 m時(shí)，地基承載力不低于120 kPa；3.0 m<墻高≤6.0 m時(shí)，地基承載力不低于180 kPa；6.0 m<墻高≤7.0 m時(shí)，地基承載力不低于220 kPa。如遇開挖至設(shè)計(jì)高程基礎(chǔ)承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，滿足要求后再進(jìn)行上部生態(tài)擋土塊施工。

3 施工方案

組合式生態(tài)擋土塊施工方式主要有兩大類，分別為干壘施工法和土工格柵加筋施工法?？紤]到本治理工程護(hù)岸高度為2～3 m，故采用干壘施工法。

干壘施工法特點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單快捷，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行簡(jiǎn)單修坡后即可進(jìn)行施工，能有效大幅度降低施工難度、節(jié)約施工成本、縮短施工周期。

3.1 對(duì)施工難點(diǎn)的把握

3.1.1 單塊質(zhì)量較大，對(duì)施工作業(yè)面運(yùn)輸要求高

組合式生態(tài)擋土塊大塊單塊重量達(dá)到400 kg，中塊重量200 kg，無法用人工挑抬，只能機(jī)械吊裝，這就要求施工作業(yè)面交通便利，能適合機(jī)械操作的工作面，這樣才能加快施工進(jìn)度。

3.1.2 墻體砌筑需要與墻后填筑同步施工

組合式生態(tài)擋土塊非直立式擋墻，墻體向后傾斜22°，這就要求擋墻砌筑必須與墻后填筑同步施工，墻后回填一層，生態(tài)砌塊砌筑、座落一層，不然墻體會(huì)不牢固，容易產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.3 各層生態(tài)擋土塊砌筑時(shí)施工質(zhì)量要求較高

所有的生態(tài)塊一定要保持穩(wěn)固，若某一層生態(tài)擋土塊垂直度有很大偏差，砌筑高程不準(zhǔn)確，會(huì)負(fù)面影響到此列全面墻體高程，從而對(duì)成品的美觀度造成不良影響。

3.2 主要施工工藝流程

主要施工工藝流程如下所示(見圖2)。

圖2 主要施工工藝流程

3.3 基本施工步驟

(1)組合式生態(tài)擋土塊屬高強(qiáng)度混凝土預(yù)制塊，從廠家采用貨車運(yùn)輸至工地，注意產(chǎn)品在裝卸、運(yùn)輸時(shí)應(yīng)捆扎牢固，禁止用翻斗車傾卸，避免碰撞。

(2)施工前應(yīng)當(dāng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)面整理。石溪河治理段大部分河段河岸修建有沿河公路，可將建材與施工器材運(yùn)至每一施工地段，部分地段需要修建臨時(shí)施工便道，便道應(yīng)能滿足施工作業(yè)設(shè)備順利通行，保證施工能正常進(jìn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行修坡、支模并澆筑C20混凝土基礎(chǔ)。

(3)混凝土基礎(chǔ)后方應(yīng)當(dāng)使用粘質(zhì)粉土、粉土、粉砂等進(jìn)行回填，不可使用建筑垃圾、淤泥等回填。不可使用裝載機(jī)、推土機(jī)等大體積設(shè)備把回填材料運(yùn)輸?shù)降却靥畹幕又?，避免?duì)混凝土基礎(chǔ)側(cè)端形成重大橫向荷載。應(yīng)當(dāng)使用小體積運(yùn)送工具順著混凝土基礎(chǔ)豎向接連撒布、攤鋪回填材料，攤鋪一層馬上碾壓一層。墻后填土運(yùn)用逐層填充、逐層碾壓的作業(yè)方式，碾壓機(jī)器行駛方向和混凝土基礎(chǔ)呈現(xiàn)為平行狀態(tài)?；靥畈牧蠎?yīng)當(dāng)管控在最理想含水比例的±2%之內(nèi)，每一層壓實(shí)之前的厚度在0.15～0.20 m之間。碾壓運(yùn)用小體積蛙夯來回碾壓，碾壓痕跡應(yīng)當(dāng)互相連接，避免出現(xiàn)漏壓?jiǎn)栴}。碾壓遍數(shù)依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定，最后碾壓程度應(yīng)當(dāng)在90%以上。回填到距離混凝土基礎(chǔ)頂端10 cm的時(shí)候暫停施工，進(jìn)行第一層土工布鋪設(shè)。

(4)全面清理混凝土基礎(chǔ)表面后進(jìn)行反濾土工布鋪設(shè)，依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)把墻后土工布貼合到混凝土基礎(chǔ)表面后緣位置且順著墻后縱向貼合10 cm。

(5)墻后回填材料、碾壓程度的標(biāo)準(zhǔn)和混凝土基礎(chǔ)后方回填標(biāo)準(zhǔn)相同，需指出的是墻前面1 m范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)防止夯機(jī)振動(dòng)對(duì)互嵌擋墻產(chǎn)生不良影響，如果有需要，可使用平板夯。填充到混凝土基礎(chǔ)頂端的時(shí)候，回填土前端和生態(tài)擋土塊后里面300 cm的地方坡腳表現(xiàn)為22°放坡，用來保證返濾層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

(6)生態(tài)擋土塊砌筑。生態(tài)擋土塊運(yùn)用汽車型起重機(jī)多批次運(yùn)輸?shù)交炷粱A(chǔ)上。第一層生態(tài)擋土塊的擺砌十分關(guān)鍵，在混凝土基礎(chǔ)上砌筑第一層生態(tài)擋土塊之前一定要清理混凝土基礎(chǔ)上表面，用來確保第一層砌塊基礎(chǔ)平順程度且保障生態(tài)擋土塊和混凝土基礎(chǔ)表面深入連接，不然會(huì)導(dǎo)致上層砌塊不穩(wěn)固，另外會(huì)負(fù)面影響到此列砌塊高程。各個(gè)節(jié)段擋墻第一層砌塊鋪裝完畢后皆要檢測(cè)砌體橫向水平度與豎向垂直度，保證橫向與縱向尺寸差異在2 cm及2 m以內(nèi)。

(7)墻后反濾碎石填筑。墻后反濾碎石是一種排水骨料，在填充之前應(yīng)當(dāng)以試驗(yàn)的方式確定碎石的等級(jí)與直徑，粒徑通常在5～40 mm之間。詳細(xì)而言，5～20 mm碎石在總碎石量中占到45～60個(gè)百分點(diǎn)，20～40 mm粒徑碎石在總碎石量中占到55～40個(gè)百分點(diǎn)。使用人力填充的方式，填充高度和擺塊頂面保持一致(見圖3)。

圖3 施工順序

4 結(jié) 語

(1)目前該產(chǎn)品已發(fā)展到第六代。產(chǎn)品尺寸加大、重量增加，安全穩(wěn)定性更好；產(chǎn)品生態(tài)植生孔加大，更容易接觸陽光的照射及雨水的滋潤(rùn)；采用雙排水孔，更有利于排水及植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收，形成擋墻內(nèi)外的生態(tài)物質(zhì)交換；更有利于水體生物的產(chǎn)卵、棲息，以及人畜的攀爬自救，人性化設(shè)計(jì)更合理；重量增加、尺寸增加，成本不變，進(jìn)一步節(jié)約了工程造價(jià)；可兩塊并列使用，增加斷面寬度，有利于施工便利和產(chǎn)品統(tǒng)一，更方便安裝及運(yùn)輸。

(2)應(yīng)用組合式生態(tài)擋土塊能達(dá)到傳統(tǒng)漿砌石或混凝土等材料所滿足的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定抗沖、防洪減災(zāi)目的，同時(shí)更重要的是能兼顧生態(tài)和景觀效益。從石溪河治理工程已實(shí)施段的效果來看，一是對(duì)已有損毀岸坡進(jìn)行了加固，提高了河道行洪能力，保障了兩岸居民生命財(cái)產(chǎn)安全。二是又能美化環(huán)境，改善當(dāng)?shù)鼐用袢司迎h(huán)境，起到很好地景觀效果，有利于鄉(xiāng)村振興和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。

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