陳勝印

（江西省水利水電開(kāi)發(fā)總公司，江西南昌330001）

1 工程概述

江西省豐城市贛西新城片區(qū)位于贛江下游豐城河段的左岸，隨著豐城市城市建設(shè)的快速發(fā)展，該片已列為豐城市遠(yuǎn)景人居規(guī)劃城市用地，擬修建堤防對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，臨江修建親水公園。城市河道整治工程中擋土墻不單要滿足城市防洪的要求，更要考慮河道生態(tài)環(huán)境、河道景觀與城市景觀相協(xié)調(diào)，滿足人們親水性的要求。

豐城市城西現(xiàn)狀老堤身主要為粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)壤土夾粉細(xì)砂，結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均一，局部段堤基分布有淤泥質(zhì)土，淤泥質(zhì)土埋藏淺，多呈軟塑—流塑態(tài)，具高壓縮性，承載力低，存在不均勻沉降情況，條件較復(fù)雜。根據(jù)工程地質(zhì)現(xiàn)狀，工程設(shè)計(jì)采用自嵌式景觀擋土墻堤防結(jié)構(gòu)形式。

2 自嵌式景觀擋土墻設(shè)計(jì)原理及特點(diǎn)

2.1 自嵌式擋土墻的設(shè)計(jì)原理

自嵌式擋土墻是利用加筋土技術(shù)，對(duì)自嵌塊墻后的土體進(jìn)行加筋，以自嵌塊為骨架，通過(guò)布置適量的土工格柵，使其與自嵌塊后回填土體結(jié)合成為一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，提高土體強(qiáng)度，抵抗墻后填土的側(cè)壓力。其作用機(jī)理是借助回填土中的土工格柵來(lái)提高回填土的抗剪強(qiáng)度，從而保障了土體平衡。自嵌式擋土墻主要由基礎(chǔ)、自嵌式擋土塊、回填土及回填土中的嵌固棒和土工格柵四個(gè)部分組成。如圖1所示。

基礎(chǔ)由墊層和擋墻以下的土體組成，其中墊層由碎石或素混凝土組成，主要起擴(kuò)大建筑物基礎(chǔ)，提高地基承載力的作用。自嵌塊是具有特殊形狀要求的混凝土制品，用以提供結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定重量和整體協(xié)調(diào)的景觀（見(jiàn)圖2）。加筋土區(qū)內(nèi)的回填土體需分層壓實(shí)到90%以上的壓實(shí)度，并根據(jù)需要設(shè)置級(jí)配排水骨料或土工織物反濾料，以排出墻后積水，及時(shí)消除墻后水壓力。通過(guò)嵌固棒將上下層自嵌塊錯(cuò)位連接，形成直線、圓弧或曲線外觀效果，同時(shí)也嵌固了土工格柵，以免后面振動(dòng)將土工格柵拉出。

圖1 自嵌式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 商品自嵌式擋土塊和土工格柵

自嵌式擋土墻作為組合重力式柔性結(jié)構(gòu)，主要進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定設(shè)計(jì)計(jì)算，包括各層拉筋的最大拉力值、拉筋的最小長(zhǎng)度以及拉力最大作用點(diǎn)（即破裂面位置）。通過(guò)計(jì)算確定土工格柵層數(shù)及布置位置，分析土工格柵的承載力和拉結(jié)能力，設(shè)計(jì)中既考慮因拉力引起土工格柵被拉斷而導(dǎo)致自嵌式擋土墻的破壞，又考慮土體與土工格柵之間的摩擦力不足而導(dǎo)致土工格柵被拔出促使自嵌式擋土墻的破壞。具體設(shè)計(jì)計(jì)算分為土工格柵長(zhǎng)度計(jì)算、土工格柵拉力計(jì)算和抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算。

2.2 自嵌式擋土墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

自嵌式擋土墻結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是由自嵌式擋土塊、加筋材料和回填土料形成加筋復(fù)合體“墻體”，能適應(yīng)填土較大變形，充分發(fā)揮墻、加筋網(wǎng)片、填土的協(xié)同作用，起到了與重力式擋土結(jié)構(gòu)、扶壁結(jié)構(gòu)、沉箱結(jié)構(gòu)等形成的墻體相同的作用，使擋土墻更適應(yīng)環(huán)境變化和景觀要求，成為代替上述結(jié)構(gòu)形成墻體的新型支擋結(jié)構(gòu)。

自嵌式景觀擋土墻的其他特點(diǎn)還有：由于結(jié)構(gòu)的重量較混凝土和干砌塊石輕，對(duì)地基承載要求較低；無(wú)需砂漿施工，依靠塊與塊之間嵌固作用、墻身重量和加筋網(wǎng)片土體重量來(lái)防止自嵌式擋土塊滑動(dòng)和墻體傾覆失穩(wěn)；由于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，施工方便快捷，工程進(jìn)度和施工質(zhì)量容易保障。

3 自嵌式景觀擋土墻的施工

自嵌式景觀擋土墻施工內(nèi)容包括：基面處理、混凝土墊層施工、自嵌式擋土墻砌筑、反濾料回填、土工格柵網(wǎng)片安裝及擋土區(qū)回填、墻頂黏土封蓋及壓頂混凝土澆筑等。

3.1 施工程序

自嵌式景觀擋土墻的施工程序見(jiàn)圖3。

3.2 基面開(kāi)挖

按設(shè)計(jì)圖紙所示邊線和坡度進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)預(yù)留20 cm保護(hù)層，保護(hù)層采用人工開(kāi)挖，對(duì)不密實(shí)的基礎(chǔ)采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，保證基礎(chǔ)密實(shí)度和承載力均符合設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范要求。

3.3 墊層混凝土施工

將素混凝土攤鋪10 cm厚度，振搗養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)要求，以擴(kuò)大建筑物基礎(chǔ)，提高地基承載力。

圖3 施工程序框圖

3.4 自嵌預(yù)制塊砌筑

自嵌式擋土塊是由外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的各型混凝土預(yù)制塊相互嵌壓組成，上下層錯(cuò)位放置，并通過(guò)嵌固棒及每3層自嵌塊設(shè)一層拉筋網(wǎng)片連成整體，形成一個(gè)自然坡度為12°的擋土墻。

第一層自嵌式預(yù)制塊在墊層上砌筑，是整個(gè)砌體的關(guān)鍵。施工前進(jìn)行準(zhǔn)確的放線定位。砌筑時(shí)與墊層接觸面可采用砂漿找平，按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)第一層拉筋網(wǎng)，拉筋網(wǎng)可采用竹簽樁固定、拉緊。再進(jìn)行自嵌式預(yù)制塊的砌筑，利用2 m以上水平尺保證每層水平面的平整。墻后砂土填筑按15 cm至20 cm厚度分層，采用振動(dòng)碾分層碾壓密實(shí)，壓實(shí)度大于93%，距墻前1 m以內(nèi)的土層，采用蛙式打夯機(jī)分層夯實(shí)。在回填土及擋土塊之間填筑反濾料，必須盡可能地夯實(shí)。

其他層自嵌式預(yù)制塊砌筑施工前，要清理完已砌筑的擋土預(yù)制塊頂部的雜土、雜物，保持頂面干凈，再進(jìn)行上層砌筑。砌筑過(guò)程中保證預(yù)制塊的咬合緊密，形成抗剪連接。檢查墻頂縱向平直度及平面水平度，不符合要求的預(yù)制塊，應(yīng)及時(shí)返工調(diào)整。反濾料及其后填土回填與第一層擋土預(yù)制塊相同。

3.5 墻頂黏土封蓋

墻頂黏土封蓋防滲層厚度按設(shè)計(jì)填筑，其壓實(shí)度不小于93%。施工方法同墻后土方回填。

3.6 壓頂混凝土施工

砌筑完工后進(jìn)行壓頂混凝土的澆筑。

4 施工質(zhì)量控制措施

1）為確保墻體的施工質(zhì)量，第一層自嵌塊的擺放是非常重要的。施工人員應(yīng)確保自嵌塊與墊層完整接觸。按墻的放線位置是逐一并肩擺放自嵌塊，可通過(guò)拉線進(jìn)行放線。

2）墻體砌筑到一定高度后，頂面向后有一較大后傾壓力，且該壓力隨著墻高增加而加大，使墻體向后傾斜，墻體砌筑越高墻體所形成的坡角越大，大于墻體自然坡角12°坡。處理方法：擋土預(yù)制塊砌筑時(shí)先填筑墻后回填土，再進(jìn)行擋土塊砌筑，并砌筑一層預(yù)制塊就進(jìn)行反濾料填筑，反濾料必須填筑密實(shí)且必須采用較為嚴(yán)格的級(jí)配料，致使第二層能夠落到實(shí)處，從而保證砌筑面的水平。

3）墻體砌筑時(shí)，預(yù)制塊本身制作誤差較大（允許±5 mm），受砌體整體后傾的影響，使得墻體很難符合設(shè)計(jì)輪廓線。處理方法：嚴(yán)格控制自嵌塊質(zhì)量，材料進(jìn)場(chǎng)后必須自檢（主要指外形尺寸），做好現(xiàn)場(chǎng)自嵌塊的卸貨和堆放，并按照要求對(duì)土工格柵進(jìn)行測(cè)試，破損或不滿足要求的自嵌塊與土工格柵不能使用。在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制每層的施工質(zhì)量，每3塊自嵌塊厚度進(jìn)行一次檢測(cè)，當(dāng)存在客觀誤差積累時(shí)作適當(dāng)調(diào)整，以保證景觀墻的施工質(zhì)量和工程的美觀。

5 施工效果分析

自嵌式景觀擋土塊擋墻及護(hù)坡特有的施工方法使得墻體或護(hù)坡成為柔性的重力式結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)較大的整體沉降和一定程度的不均勻沉降（一般允許1%）。在受到地震荷載或其它動(dòng)力荷載的作用時(shí)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)性能卓越。擋土塊是工廠預(yù)制成型，里面可添加各種色彩的顏料，來(lái)滿足周邊景觀環(huán)境的需要，加筋土結(jié)構(gòu)全部采用工廠化生產(chǎn)，以商品出售。產(chǎn)品的規(guī)格尺寸都標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量與品質(zhì)。自嵌式景觀擋土塊擋墻塊體材料采用高性能混凝土制成，經(jīng)檢驗(yàn)證明其平均抗壓強(qiáng)度不小于20 MPa，最大吸水率不大于7%，150次凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)重量損失不超過(guò)1.5%。自嵌式景觀擋土塊良好的物理性能和混凝土材料本身的特性，為系統(tǒng)在各種環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作提供了有效的保證，干壘擋墻及護(hù)坡的設(shè)計(jì)使用壽命一般可確定為75年至100年。

自嵌式景觀擋土墻施工完成后，有效地解決了傳統(tǒng)河道整治堤防擋墻施工方法對(duì)水土環(huán)境的阻隔問(wèn)題，采用的環(huán)保型建筑材料減少了對(duì)周邊生態(tài)的危害，同時(shí)也大幅節(jié)約了工程成本，提升了工程景觀效果，施工成效得到了工程業(yè)主和施工單位的充分肯定。

6 結(jié)語(yǔ)

自嵌式景觀擋土墻是新型柔性結(jié)構(gòu)護(hù)坡建筑，在國(guó)外普遍受到各城建、水利、交通、房地產(chǎn)、園林和市政等部門的歡迎，具有傳統(tǒng)鋼筋混凝土或毛石擋土墻無(wú)法比擬的環(huán)境裝飾效果。在提倡節(jié)能、低碳、生態(tài)、環(huán)保的城市建設(shè)理念的今天，有很廣的使用空間。